工程师基础知识充电：常用电阻特性优缺点比较

2011-11-04 16:04

　　金属箔电阻

　　将具有已知和可控特性的特种金属箔片敷在特殊陶瓷基片上，形成热机平衡力对于电阻成型是十分重要的。然后，采用超精密工艺光刻电阻电路。这种工艺将低 TCR、长期稳定性、无感抗、无 ESD 感应、低电容、快速热稳定性和低噪声等重要特性结合在一种电阻技术中。

　　这些功能有助于提高系统稳定性和可靠性，精度、稳定性和速度之间不必相互妥协。为获得精确电阻值，大金属箔晶片电阻可通过有选择地消除内在“短板”进行修整。当需要按已知增量加大电阻时，可以切割标记的区域（图2），逐步少量提高电阻。

　　图2

　　合金特性及其与基片之间的热机平衡力形成的标准温度系数，在0 °C 至 + 60 °C 范围内为 ± 1 ppm/°C （Z 箔为0.05 ppm/°C）（图3）。

　　图3

　　采用平箔时，并联电路设计可降低阻抗，电阻最大总阻抗为 0.08 uH。最大电容为 0.05 pF。1-kΩ 电阻设置时间在 100 MHZ以下小于 1 ns。上升时间取决于电阻值，但较高和较低电阻值相对于中间值仅略有下降。没有振铃噪声对于高速切换电路是十分重要的，例如信号转换。

　　100 MHZ 频率下，1-kΩ 大金属箔电阻直流电阻与其交流电阻的对比可用以下公式表示：

　　交流电阻/直流电阻 = 1.001

　　图4：大金属箔电阻结构

　　金属箔技术全面组合了高度理想的、过去达不到的电阻特性，包括低温度系数（0 °C 至 + 60 °C 为 0.05 ppm/°C），误差达到 ± 0.005 % （采用密封时低至 ± 0.001 %），负载寿命稳定性在 70 °C，额定加电2000小时的情况下达到 ± 0.005 % （50 ppm），电阻间一致性在 0 °C 至 + 60 °C 时为 0.1 ppm/°C，抗 ESD 高达 25 kV。

　　性能要求

　　当然并非每位设计师的电路都需要全部高性能参数。技术规格相当差的电阻同样可以用于大量应用中，这方面的问题分为四类：

　　（1）现有应用可以利用大金属箔电阻的全部性能升级。

　　（2）现有应用需要一个或多个，但并非全部“行业最佳”性能参数。

　　（3）先进的电路只有利用精密电阻改进的技术规格才能开发。

　　（4）有目的地提前计划使用精密电阻满足今后升级要求（例如，利用电阻而不是有源器件保持电路精度，从而节省成本，否则仅仅为了略微提高性能则要显著增加成本）。

　　例如，在第二（2）类情况下，一个参数必须根据所有参数的经济性加以权衡。与采用全面优异性能的电阻相比，这样可以节省成本，因为不需要调整电路（及组装相关组件的成本）。主要通过电阻而不是有源器件提高精度也可以节省成本，因为有源器件略微提高一点性能所需的成本要比电阻高的多。另一个问题是：“利用高性能电阻提高设备性能是否可以提高市场的市场占有率？”

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