Resistori SMD: tipi, parametri e caratteristiche

Un resistore è un elemento che ha un qualche tipo di resistenza; viene utilizzato in elettronica ed elettrotecnica per limitare la corrente o ottenere la tensione richiesta (ad esempio utilizzando un partitore resistivo). I resistori SMD sono resistori a montaggio superficiale, in altre parole, resistori a montaggio superficiale.

Le caratteristiche principali dei resistori sono la resistenza nominale, misurata in ohm, e dipende dallo spessore, dalla lunghezza e dai materiali dello strato resistivo, nonché dalla dissipazione di potenza.

I componenti elettronici a montaggio superficiale si distinguono per le ridotte dimensioni dovute al fatto di non avere terminali di connessione in senso classico. Gli elementi di installazione in blocco hanno lunghi lead.

In precedenza, durante l'assemblaggio di apparecchiature elettroniche, collegavano tra loro i componenti del circuito (gruppo incernierato) o li facevano passare attraverso il circuito stampato nei fori corrispondenti. Strutturalmente, le loro conclusioni o contatti sono realizzati sotto forma di cuscinetti metallizzati sul corpo degli elementi.Nel caso di microcircuiti e transistor a montaggio superficiale, gli elementi hanno "gambe" corte e rigide.

Una delle principali caratteristiche delle resistenze SMD è la loro dimensione. Questa è la lunghezza e la larghezza della scatola, in base a questi parametri vengono selezionati gli elementi che corrispondono al layout della scheda. Di solito le dimensioni nella documentazione sono scritte in forma abbreviata con un numero di quattro cifre, dove le prime due cifre indicano la lunghezza dell'elemento in mm e la seconda coppia di caratteri indica la larghezza in mm. Tuttavia, in realtà, le dimensioni possono differire dalle marcature a seconda dei tipi e delle serie di elementi.

Dimensioni tipiche dei resistori SMD e loro parametri

 Figura 1 — designazioni per la decodifica delle dimensioni standard.

1. Resistenze SMD 0201:

L = 0,6 mm; larghezza = 0,3 mm; H = 0,23 mm; L1 = 0,13 mt.

• Intervallo di valutazione: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Scostamento consentito dal valore nominale: 1% (F); 5% (J)

• Potenza nominale: 0,05 W

• Tensione di funzionamento: 15V

• Tensione massima consentita: 50 V

• Intervallo di temperatura di esercizio: –55 — +125 °C

2. Resistenze SMD 0402:

L = 1,0 mm; larghezza = 0,5 mm; H = 0,35mm; L1 = 0,25 mm.

• Intervallo di valutazione: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Scostamento consentito dal valore nominale: 1% (F); 5% (J)

• Potenza nominale: 0,062 W

• Tensione di funzionamento: 50V

• Tensione massima consentita: 100 V

• Intervallo di temperatura di esercizio: –55 — +125 °C

3.Resistori SMD 0603:

L = 1,6mm; larghezza = 0,8 mm; H = 0,45mm; L1 = 0,3 mm.

• Intervallo di valutazione: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Scostamento consentito dal valore nominale: 1% (F); 5% (J)

• Potenza nominale: 0,1 W

• Tensione di funzionamento: 50V

• Tensione massima consentita: 100 V

• Intervallo di temperatura di esercizio: –55 — +125 °C

4. Resistenze SMD 0805:

L = 2,0 mm; larghezza = 1,2 mm; H = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

• Intervallo di valutazione: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Scostamento consentito dal valore nominale: 1% (F); 5% (J)

• Potenza nominale: 0,125 W

• Tensione di funzionamento: 150V

• Tensione massima consentita: 200 V

• Intervallo di temperatura di esercizio: –55 — +125 °C

5. Resistenze SMD 1206:

L = 3,2 mm; larghezza = 1,6 mm; H = 0,5 mm; L1 = 0,5 mm.

• Intervallo di valutazione: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Scostamento consentito dal valore nominale: 1% (F); 5% (J)

• Potenza nominale: 0,25 W

• Tensione di funzionamento: 200V

• Tensione massima consentita: 400 V

• Intervallo di temperatura di esercizio: –55 — +125 °C

6. Resistenze SMD 2010:

L = 5,0 mm; larghezza = 2,5 mm; H = 0,55mm; L1 = 0,5 mm.

• Intervallo di valutazione: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Scostamento consentito dal valore nominale: 1% (F); 5% (J)

• Potenza nominale: 0,75 W

• Tensione di funzionamento: 200V

• Tensione massima consentita: 400 V

• Intervallo di temperatura di esercizio: –55 — +125 °C

7. Resistenze SMD 2512:

L = 6,35mm; larghezza = 3,2 mm; H = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Intervallo di valutazione: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Scostamento consentito dal valore nominale: 1% (F); 5% (J)

• Potenza nominale: 1W

• Tensione di funzionamento: 200V

• Tensione massima consentita: 400 V

• Intervallo di temperatura di esercizio: –55 — +125 °C

Come puoi vedere, all'aumentare della dimensione del resistore del chip, la dissipazione di potenza nominale aumenta nella tabella seguente, questa dipendenza è mostrata più chiaramente, così come le dimensioni geometriche di altri tipi di resistori:

Tabella 1 — Marcatura dei resistori SMD

A seconda delle dimensioni, è possibile utilizzare uno dei tre tipi di marcatura del valore nominale del resistore. Ci sono tre tipi di marcature:

1. Con 3 cifre. In questo caso, i primi due indicano il numero di ohm e l'ultimo numero zero. Ecco come vengono designati i resistori della serie E-24, con una deviazione dal valore nominale (tolleranza) dell'1 o del 5%. La dimensione standard dei resistori con questa marcatura è 0603, 0805 e 1206. Esempio di tale marcatura: 101 = 100 = 100 Ohm

La Figura 2 è un'immagine di un resistore SMD con un valore nominale di 10.000 Ohm, noto anche come 10 kOhm.

 2. Con 4 caratteri. In questo caso, le prime 3 cifre indicano il numero di ohm e l'ultima è il numero di zeri. Ecco come vengono descritti i resistori della serie E-96 con dimensioni standard 0805, 1206. Se la lettera R è presente nella marcatura, svolge il ruolo di una virgola che separa i numeri interi dalle frazioni. Pertanto, la marcatura 4402 significa 44.000 ohm o 44 kOhm.

Figura 3 — Immagine di un resistore SMD da 44 kΩ

3. Marcatura con una combinazione di 3 caratteri: numeri e lettere. In questo caso, i primi 2 caratteri sono numeri che indicano il valore di resistenza codificato in ohm. Il terzo segno è il moltiplicatore. Pertanto, i resistori di dimensioni standard 0603 sono contrassegnati dai resistori della serie E-96, con una tolleranza dell'1%. La traduzione delle lettere in un fattore viene eseguita nel seguente ordine: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; DO = 10 ^ 2; D = 10^3; Mi = 104; F = 10^5.

La decodifica dei codici (i primi due caratteri) viene effettuata secondo la tabella sotto riportata.

Tabella 2 — codici di decodifica per la marcatura dei resistori SMD

Figura 4: un resistore con un segno a tre cifre 10C, se si utilizza la tabella e il numero di fattori specificato, 10 è 124 Ohm e C è un fattore di 10 ^ 2, che è uguale a 12 400 Ohm o 12,4 kOhm.

I parametri principali dei resistori

In un resistore ideale, viene considerata solo la sua resistenza. In realtà, la situazione è diversa: i resistori hanno anche componenti induttivi-capacitivi parassiti.Di seguito è riportata un'opzione per un circuito di resistenza equivalente:

Figura 5 — Circuito del resistore equivalente

Come puoi vedere nel diagramma, ci sono sia condensatori (condensatori) che induttanza. La loro presenza è dovuta al fatto che ogni conduttore ha una certa induttanza e un gruppo di conduttori ha una capacità parassita. In un resistore, questi sono correlati alla posizione del suo strato resistivo e al suo design.

Questi parametri di solito non vengono presi in considerazione nei circuiti DC e a bassa frequenza, ma possono avere un'influenza significativa nei circuiti di trasmissione radio ad alta frequenza e negli alimentatori switching, dove le correnti fluiscono con frequenze da decine a centinaia di kHz. In tali circuiti, qualsiasi componente parassita, nella carne del cablaggio improprio dei percorsi conduttivi del circuito stampato, può rendere impossibile il funzionamento.

Quindi, induttanza e capacità sono elementi che influiscono sull'impedenza e sui fronti di correnti e tensioni in funzione della frequenza. I migliori in termini di caratteristiche di frequenza sono gli elementi a montaggio superficiale, a causa delle loro stesse dimensioni ridotte.

Figura 6 — Il grafico mostra il rapporto tra la resistenza totale del resistore e la resistenza attiva a varie frequenze

L'impedenza include sia la resistenza attiva che l'induttanza parassita e le reattanze di capacità. Il grafico mostra un calo di impedenza con l'aumentare della frequenza.

Progettazione del resistore

I resistori a montaggio superficiale sono economici e convenienti per l'assemblaggio automatizzato di dispositivi elettronici su un nastro trasportatore. Tuttavia, non sono così semplici come sembrano.

Figura 7 — Struttura interna del resistore SMD

Il resistore è basato su un substrato di Al2O3 — ossido di alluminio.È un buon dielettrico e un materiale con una buona conducibilità termica, che è altrettanto importante, poiché durante il funzionamento tutta la potenza del resistore viene rilasciata in calore.

Come strato resistivo viene utilizzato un sottile film di metallo o ossido, ad esempio cromo, biossido di rutenio (come mostrato nella figura sopra). Le caratteristiche dei resistori dipendono dal materiale di cui è composto questo film.Lo strato resistivo dei singoli resistori è un film spesso fino a 10 micron, costituito da un materiale con un basso TCR (coefficiente di resistenza alla temperatura), che conferisce elevata stabilità alla temperatura di parametri e la possibilità di creare elementi di alta precisione, un esempio di tale materiale è la costantana, ma i valori nominali di tali resistori raramente superano i 100 ohm.

I pad resistivi sono formati da un insieme di strati. Lo strato di contatto interno è realizzato con materiali costosi come argento o palladio. L'intermedio è fatto di nichel. E quello esterno è stagno di piombo. Questo design è dovuto alla necessità di garantire un'elevata adesione (coesione) degli strati. L'affidabilità dei contatti e del rumore dipende da loro.

Al fine di ridurre le componenti parassite, si arriva alle seguenti soluzioni tecnologiche nella formazione di uno strato resistivo:

Figura 8 — La forma dello strato resistivo

L'installazione di tali elementi viene effettuata nei forni e nelle officine radioamatoriali utilizzando un saldatore, cioè con un flusso di aria calda. Pertanto, durante la loro produzione, viene prestata attenzione alla curva di temperatura del riscaldamento e del raffreddamento.

Figura 9 — curva di riscaldamento e raffreddamento durante la saldatura di resistori SMD

conclusioni

L'uso di componenti montati in superficie ha avuto un effetto positivo sul peso e sulle dimensioni dell'apparecchiatura elettronica, nonché sulle caratteristiche di frequenza dell'elemento. L'industria moderna produce la maggior parte degli elementi comuni nei progetti SMD. Compresi: resistori, condensatori, diodi, LED, transistor, tiristori, circuiti integrati.