Un resistore PCB è un passivo Componente PCB che possono controllare o limitare il flusso di corrente nel circuito. Da fissi a variabili, da montaggio superficiale a foro passante e da lineari a non lineari, i resistori per circuiti stampati sono disponibili in una varietà per soddisfare le diverse esigenze dei circuiti. Questo blog descriverà in dettaglio i diversi tipi di resistori per PCB e i fattori cruciali da tenere in considerazione quando si seleziona quello ideale. Con questa conoscenza, prendere una decisione informata come un professionista è semplice.
Diversi tipi di resistori PCB
A seconda che il valore della resistenza sia regolabile, del rapporto corrente-tensione e dello stile di montaggio, i resistori PCB vengono classificati in tre tipologie: resistori fissi e variabili, resistori lineari e non lineari e resistori SMD e passanti.
Fisso e resistori variabili
- Fisso Resistenze
La resistenza del resistore fisso è costante. Possono essere costruiti con materiali come metallo, carbonio, ceramica, ecc. e si trovano in molti tipi. I 5 resistori fissi comuni sono spiegati di seguito in dettaglio.
- Resistori a composizione di carbonio
I resistori in composizione di carbonio realizzati in polvere di ceramica e particelle di carbonio sono i resistori più vecchi. Sono economici e hanno una potenza nominale da 1/4 a 2 watt con una scarsa tolleranza di ±10% a causa dell'effetto della temperatura. Sebbene commercialmente stabili, i resistori in composizione di carbonio sono rumorosi e soffrono di problemi di coefficiente di tensione. Questi resistori PCB sono utilizzati per applicazioni generali in cui la precisione non è un fattore primario.
- Resistori a filo avvolto
I resistori a filo avvolto sono creati avvolgendo un filo resistivo (manganina o nicromo) attorno a un'asta o nucleo isolante in ceramica, vetro o plastica. Questi resistori PCB sono adatti per applicazioni ad alta potenza, possono gestire fino a 100 watt o più e in genere hanno tolleranze commerciali di circa ±5%. Tuttavia, i resistori a filo avvolto hanno un grande effetto di induttanza e non funzionano bene nei circuiti ad alta frequenza.
- Resistori fusibili
I resistori fusibili sono gli stessi dei resistori fissi standard in condizioni normali. Tuttavia, è integrato un collegamento fusibile che si fonde sotto una corrente elettrica eccessiva e fornisce protezione da sovraccarico per il circuito. Sono impiegati nei circuiti di alimentazione e distribuzione e possono essere ripristinati sostituendo manualmente il filo del fusibile.
- Resistori a pellicola metallica
Un sottile film di ossido di stagno o nichel cromo viene depositato su un substrato ceramico per creare resistori a film metallico, che forniscono stabilità e precisione migliorate. Elevata tolleranza (±1%) e stabilità della temperatura sono gli attributi principali di questi resistori PCB e le potenze nominali vanno da 1/10 a 1 watt. Possono sopportare tensioni di picco maggiori e hanno un coefficiente di tensione inferiore.
- Resistori a film di ossido metallico
I resistori a film di ossido di metallo utilizzano un materiale di ossido di metallo come l'ossido di stagno al posto di un film di metallo. Sono molto precisi con tolleranze fino a ±0.5% e rimangono molto stabili nel tempo e alla temperatura. Questi resistori PCB offrono la soppressione del rumore grazie al loro basso EMF termico e sono adatti per applicazioni ad alta frequenza fino a GHz. I resistori a film di ossido di metallo sono anche molto affidabili e possono gestire molto bene gli impulsi. Grazie a queste caratteristiche, sono spesso utilizzati in apparecchiature di prova ad alta precisione.
- Variabile Resistenze
I resistori variabili, che possono cambiare il valore della resistenza, sono usati frequentemente per regolare i livelli di tensione e corrente del circuito. Esistono due tipi principali: potenziometri e reostati.
- Potenziometri
I potenziometri hanno tre terminali e la posizione di uno dei terminali (cursore) viene regolata ruotando la manopola. Quando la manopola viene ruotata, il cursore si muove rispetto al filo fisso, modificando il rapporto di divisione della tensione di resistenza, ottenendo così la regolazione della tensione o del segnale. Questi resistori PCB sono spesso utilizzati per il controllo del volume nei sistemi audio perché possono regolare senza problemi il volume da basso a alto, o viceversa, e possono anche impostare parametri di circuito specifici.
- Reostati
I resistori variabili hanno solo due terminali, uno dei quali è collegato alla fonte di alimentazione del circuito e l'altro a terra. A differenza del principio di funzionamento dei potenziometri, non ci sono fili all'interno e la corrente che scorre attraverso di essi è controllata regolando i contatti scorrevoli.
Lineare and Resistori non lineari
- Resistori lineari
Al variare della tensione applicata, i resistori lineari modificano il loro valore di corrente in esatta proporzione lineare. Questi resistori seguono sempre la legge di Ohm e possono essere fissi o variabili.
- Resistori non lineari
I resistori non lineari non seguono la legge di Ohm e la corrente varia in proporzione non lineare alla tensione applicata. Questo tipo di resistore PCB può anche essere un resistore variabile o fisso e di seguito sono riportati alcuni resistori non lineari usati frequentemente.
- Termistori
I termistori possono essere utilizzati per rilevare piccole variazioni di temperatura e la resistenza cambia con la temperatura, causando una variazione di corrente. Questo resistore PCB è spesso utilizzato in veicoli, batterie ricaricabili, termometri ed elettronica di consumo.
- Varistori
I varistori sono in genere realizzati in materiali semiconduttori e la resistenza varia con la tensione applicata. Possono sopprimere efficacemente tensioni transitorie elevate. Poiché i varistori hanno un'elevata resistenza a basse tensioni, ma la loro resistenza scende significativamente al di sopra di una tensione specificata. Questa proprietà li rende ideali per l'uso come protezioni da sovratensione per prevenire danni alle apparecchiature elettroniche sensibili.
- Resistori dipendenti dalla luce
I resistori dipendenti dalla luce sono anche chiamati fotoresistori. Il valore della resistenza dipende dall'intensità della luce che li colpisce. Al buio, il valore della resistenza è più alto e, all'aumentare della quantità di luce, la resistenza diminuisce. Sono realizzati in materiali semiconduttori come il solfuro di cadmio o il seleniuro di cadmio.
SMD Resistori e resistori passanti
I resistori PCB sono divisi in resistori SMD e through-hole in base al metodo di assemblaggio. Di seguito sono riportati i tipi comuni di resistori per circuiti stampati in ciascuna categoria.
- Resistori a foro passante
- assiale Rresistenze
I cavi dei resistori assiali sono disegnati da entrambe le estremità del resistore e disposti in linea retta. Questo resistore PCB è una struttura semplice con un prezzo basso ed è adatto per spazi di layout spaziosi.
- Radiale Rresistenze
I terminali dei resistori radiali vengono rimossi dallo stesso lato in un comune schema a doppia fila. Occupa meno spazio sulla scheda ed è adatto per layout compatti e ad alta densità.
- Doppio in linea Ppacco (DIP) Resistore Nreti
La rete di resistori a package through-line contiene un certo numero di resistori in un package, con un package dual-in-line. È compatta e adatta a quei progetti di circuiti che richiedono più resistori, come le configurazioni IC.
- Resistori SMD
- chip Rresistenze
I resistori a chip sono piccoli resistori rettangolari, che vengono saldati direttamente sulla superficie del PCB. Hanno un costo e dimensioni ridotti e vengono utilizzati in larga misura nella progettazione di circuiti ad alta densità.
- Reti Rresistenze
Le reti di resistori SMD sono le stesse delle reti DIP ma sono montabili in superficie. Contengono un certo numero di resistori in un singolo package e sono molto comode da usare in circuiti che necessitano di più di un resistore, poiché risparmiano spazio e semplificano l'installazione.
Come scegliere il Ideal PCB Resistore?
Quando si sceglie una resistenza per PCB, è necessario considerare questi sette fattori; analizziamoli uno per uno.
Valore di resistenza
Per prima cosa, analizza il progetto o lo schema del circuito e poi usa i calcoli della legge di Ohm per determinare il valore di resistenza necessario per il circuito. Il valore di resistenza specifica la quantità di corrente che può passare attraverso una certa sezione del circuito e aiuta a determinare il livello di tensione.
Livello di potenza
La potenza dissipata dal resistore PCB può essere calcolata utilizzando la formula P = V²/R o P = I²R. Si consiglia che il resistore del circuito stampato abbia una potenza nominale pari al doppio della potenza calcolata per evitare surriscaldamenti e garantire affidabilità. Nelle applicazioni in cui il resistore si trova in aree scarsamente ventilate o ad alta temperatura, sarà richiesta una potenza nominale maggiore. I resistori di potenza più elevata sono generalmente più grandi e deve essere preso in considerazione lo spazio disponibile per il PCB.
Tolleranza
La tolleranza è la differenza più alta accettabile tra il valore nominale e il valore di lavoro di un resistore, normalmente rappresentata come valore percentuale. Può essere una resistenza effettiva del 5% più alta o del 5% più bassa quando si tratta di una tolleranza del 5%. Nei circuiti ad alta precisione, la tolleranza può essere di ±1% o di una precisione superiore e l'utilizzo medio può richiedere una tolleranza del ±5% o una tolleranza del ±10% a seconda delle considerazioni sul prezzo.
Coefficiente di Temperatura
Il coefficiente di temperatura indica come la resistenza cambia con la temperatura. La selezione di un resistore con un coefficiente di temperatura adatto manterrà il valore di resistenza stabile nell'intervallo di temperatura di esercizio effettivo e quindi non avrà alcun impatto negativo sul funzionamento del circuito. Il coefficiente di bassa temperatura indica una piccola variazione del valore di resistenza con la temperatura ed è più appropriato per circuiti ad alta precisione in cui la stabilità è della massima importanza. I resistori con coefficiente di bassa temperatura sono, tuttavia, costosi e costo e prestazioni devono essere bilanciati.
Tensione nominale
La tensione nominale è la tensione massima che un resistore può sostenere, ed è una misura della quantità di corrente che il resistore può trasportare senza causare danni. Deve essere maggiore della tensione massima attraverso il resistore con un certo margine di sicurezza per evitare sovraccarichi.
Taglia
Valuta lo spazio disponibile sulla scheda. I resistori piccoli sono comodi per i design compatti ma hanno una capacità di gestione della potenza inferiore. I resistori grandi possono gestire più potenza dissipando il calore in modo più efficiente. In secondo luogo, considera il metodo di assemblaggio del PCB, specialmente per la saldatura manuale che è più facile da gestire con resistori più grandi.
Rumore
I resistori generano rumore quando sono in funzione e il rumore aumenta con l'aumento della frequenza. Nei circuiti sensibili, dovrebbero essere selezionati resistori a basso rumore.
Principali applicazioni del resistore del circuito stampato
Le resistenze PCB svolgono molti ruoli chiave nei circuiti stampati; di seguito sono riportate le loro principali applicazioni.
Limitazione di corrente
Quando una resistenza PCB è collegata in serie a un LED, a un circuito integrato (IC) o a un altro componente elettronico di precisione, la sua funzione è quella di limitare la corrente che attraversa tali componenti, con l'obiettivo di evitare che vengano danneggiati da una corrente eccessiva.
Divisione di tensione
I divisori di tensione sono circuiti semplici e pratici il cui principio di funzionamento si basa su due o più resistori collegati in serie a una sorgente di tensione. Con questa disposizione, è possibile produrre un'uscita di tensione controllata inferiore da una tensione di alimentazione superiore. Questo circuito è ampiamente utilizzato nella progettazione di alimentatori, reti di polarizzazione per amplificatori a transistor, interfacce ADC, ecc.
Tirare su/giù
I resistori pull-up e pull-down sono collegati tra l'uscita logica del circuito integrato e il power rail positivo o negativo (terra). La loro funzione principale è quella di garantire che venga mantenuto un livello di tensione logica noto quando l'uscita IC è in uno stato di alta impedenza. Questa progettazione fornisce uno stato predefinito chiaro per il circuito, prevenendo efficacemente il verificarsi di errori logici e falsi trigger, ed è un componente chiave per garantire il funzionamento affidabile di vari circuiti logici digitali.
Reti di polarizzazione
Negli amplificatori a transistor e nei circuiti integrati analogici (amplificatori operazionali), i resistori vengono utilizzati per fornire i corretti livelli di tensione o corrente di polarizzazione in corrente continua (CC) per garantire il corretto funzionamento nella loro regione lineare di funzionamento.
Circuiti di feedback
I resistori svolgono un ruolo chiave nei circuiti di feedback degli amplificatori operazionali (Op-Amp), convertitori digitali-analogici (DAC), convertitori analogico-digitali (ADC), ecc. Vengono utilizzati per regolare il guadagno, la stabilità, la risposta in frequenza e l'impedenza di uscita per garantire che il circuito funzioni come previsto.
Takeaway
Scegliere il giusto resistore PCB per una scheda di circuito può ottimizzarne le prestazioni, l'affidabilità e persino i costi. Quando si sceglie, è importante considerare i sette parametri chiave del resistore PCB, che possono quindi essere allineati alle effettive esigenze del circuito per aiutare a fare una scelta informata. Contatta il team di esperti di UnityPCB per ottenere consigli e soluzioni professionali una volta che hai dubbi durante il processo di selezione.
