SMD dirençleri — türleri, parametreleri ve özellikleri

Direnç, bir çeşit direnci olan bir elementtir; elektronik ve elektrik mühendisliğinde akımı sınırlamak veya gerekli voltajı elde etmek için kullanılır (örneğin, dirençli bir bölücü kullanarak). SMD dirençleri yüzeye montajlı dirençler yani yüzeye montajlı dirençlerdir.

Dirençlerin ana özellikleri, ohm cinsinden ölçülen nominal dirençtir ve direnç katmanının kalınlığına, uzunluğuna ve malzemelerine ve ayrıca güç dağılımına bağlıdır.

Sıva üstü elektronik komponentler, klasik anlamda bağlantı klemenslerinin bulunmaması nedeniyle küçük boyutları ile öne çıkmaktadır. Toplu kurulum öğelerinin uzun uçları vardır.

Daha önce, elektronik ekipmanı monte ederken, devre bileşenlerini birbirine bağladılar (menteşeli montaj) veya baskılı devre kartından karşılık gelen deliklere geçirdiler. Yapısal olarak, uçları veya temasları, elemanların gövdesi üzerinde metalize pedler şeklinde yapılır.Mikro devreler ve yüzeye monte transistörler söz konusu olduğunda, elemanların kısa, sert "bacakları" vardır.

SMD dirençlerinin ana özelliklerinden biri boyutlarıdır. Bu, kutunun uzunluğu ve genişliğidir, bu parametrelere göre pano düzenine karşılık gelen öğeler seçilir. Genellikle belgelerdeki boyutlar, dört basamaklı bir sayı ile kısaltılmış biçimde yazılır; burada ilk iki basamak, elemanın mm cinsinden uzunluğunu ve ikinci karakter çifti, mm cinsinden genişliği gösterir. Bununla birlikte, gerçekte boyutlar, elemanların türlerine ve serilerine bağlı olarak işaretlerden farklı olabilir.

SMD dirençlerinin tipik boyutları ve parametreleri

 Şekil 1 - standart boyutların kodunu çözmek için tanımlamalar.

1. SMD dirençleri 0201:

U = 0,6 mm; G = 0,3 mm; Y = 0,23 mm; L1 = 0,13 m.

• Değerlendirme aralığı: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Nominal değerden izin verilen sapma: %1 (F); %5 (J)

• Anma gücü: 0.05W

• Çalışma gerilimi: 15V

• İzin verilen maksimum voltaj: 50 V

• Çalışma sıcaklığı aralığı: –55 — +125 °C

2. SMD dirençleri 0402:

U = 1,0 mm; G = 0,5 mm; Y = 0,35 mm; L1 = 0,25 mm.

• Değerlendirme aralığı: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Nominal değerden izin verilen sapma: %1 (F); %5 (J)

• Anma gücü: 0.062W

• Çalışma voltajı: 50V

• İzin verilen maksimum voltaj: 100 V

• Çalışma sıcaklığı aralığı: –55 — +125 °C

3.SMD dirençleri 0603:

U = 1,6 mm; G = 0,8 mm; Y = 0,45 mm; L1 = 0,3 mm.

• Değerlendirme aralığı: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Nominal değerden izin verilen sapma: %1 (F); %5 (J)

• Nominal güç: 0,1 W

• Çalışma voltajı: 50V

• İzin verilen maksimum voltaj: 100 V

• Çalışma sıcaklığı aralığı: –55 — +125 °C

4. SMD dirençleri 0805:

U = 2,0 mm; G = 1,2 mm; Y = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

• Değerlendirme aralığı: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Nominal değerden izin verilen sapma: %1 (F); %5 (J)

• Anma gücü: 0.125W

• Çalışma gerilimi: 150V

• İzin verilen maksimum voltaj: 200 V

• Çalışma sıcaklığı aralığı: –55 — +125 °C

5. SMD dirençleri 1206:

U = 3,2 mm; G = 1,6 mm; Y = 0,5 mm; L1 = 0,5 mm.

• Değerlendirme aralığı: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Nominal değerden izin verilen sapma: %1 (F); %5 (J)

• Nominal güç: 0,25 W

• Çalışma gerilimi: 200V

• İzin verilen maksimum voltaj: 400 V

• Çalışma sıcaklığı aralığı: –55 — +125 °C

6. SMD dirençleri 2010:

U = 5,0 mm; G = 2,5 mm; Y = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Değerlendirme aralığı: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Nominal değerden izin verilen sapma: %1 (F); %5 (J)

• Nominal güç: 0,75 W

• Çalışma gerilimi: 200V

• İzin verilen maksimum voltaj: 400 V

• Çalışma sıcaklığı aralığı: –55 — +125 °C

7. SMD dirençleri 2512:

U = 6,35 mm; G = 3,2 mm; Y = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Değerlendirme aralığı: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Nominal değerden izin verilen sapma: %1 (F); %5 (J)

• Nominal güç: 1W

• Çalışma gerilimi: 200V

• İzin verilen maksimum voltaj: 400 V

• Çalışma sıcaklığı aralığı: –55 — +125 °C

Gördüğünüz gibi, çip direncinin boyutu arttıkça, aşağıdaki tabloda nominal güç kaybı artar, bu bağımlılık diğer direnç türlerinin geometrik boyutlarının yanı sıra daha net bir şekilde gösterilir:

Çizelge 1 - SMD dirençlerinin işaretlenmesi

Boyuta bağlı olarak, üç tip direnç derecelendirme işaretinden biri kullanılabilir. Üç tür işaretleme vardır:

1. 3 haneli. Bu durumda, ilk ikisi ohm sayısını ve son sayı sıfırları ifade eder. E-24 serisi dirençler, nominal değerden (tolerans) %1 veya %5 sapma ile bu şekilde belirlenir. Bu işarete sahip dirençlerin standart boyutu 0603, 0805 ve 1206'dır. Böyle bir işarete örnek: 101 = 100 = 100 Ohm

Şekil 2, 10 kOhm olarak da bilinen, nominal değeri 10.000 Ohm olan bir SMD direncinin görüntüsüdür.

 2. 4 karakter ile. Bu durumda ilk 3 hane ohm sayısını, son hane ise sıfır sayısını gösterir. 0805, 1206 standart boyutlarına sahip E-96 serisinin dirençleri bu şekilde tanımlanır.İşaretlemede R harfi varsa, tam sayıları kesirlerden ayıran virgül rolünü oynar. Böylece, 4402 işareti 44.000 ohm veya 44 kOhm anlamına gelir.

Şekil 3 - 44 kΩ SMD direncinin görüntüsü

3. 3 karakterden oluşan bir kombinasyonla işaretleme - rakamlar ve harfler. Bu durumda ilk 2 karakter ohm cinsinden kodlanmış direnç değerini gösteren sayılardır. Üçüncü işaret çarpandır. Böylece standart ölçü 0603 dirençler, E-96 serisi dirençlerden %1 toleransla işaretlenir. Harflerin bir faktöre çevrilmesi aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10 ^ 2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

Kodların çözülmesi (ilk iki karakter) aşağıda gösterilen tabloya göre gerçekleştirilir.

Tablo 2 - SMD dirençlerini işaretlemek için kod çözme kodları

Şekil 4 — üç basamaklı 10C işaretli bir direnç, tabloyu ve verilen faktör sayısını kullanırsanız, o zaman 10 124 Ohm'dur ve C 10 ^ 2'lik bir faktördür, bu da 12 400 Ohm veya 12.4'e eşittir kohm.

Dirençlerin ana parametreleri

İdeal bir dirençte sadece direnci dikkate alınır. Gerçekte durum farklıdır - dirençler ayrıca parazitik endüktif-kapasitif bileşenlere sahiptir.Eşdeğer direnç devresi için bir seçenek aşağıdadır:

Şekil 5 - Eşdeğer direnç devresi

Şemada görebileceğiniz gibi, hem kapasitörler (kapasitörler) hem de endüktans vardır. Varlıkları, her iletkenin belirli bir endüktansa ve bir grup iletkenin parazitik kapasitansa sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Bir dirençte bunlar, direnç katmanının konumu ve tasarımı ile ilgilidir.

Bu parametreler genellikle DC ve düşük frekanslı devrelerde dikkate alınmaz, ancak yüksek frekanslı radyo iletim devrelerinde ve akımların onlarca ila yüzlerce kHz arasında frekanslarla aktığı anahtarlamalı güç kaynaklarında önemli bir etkiye sahip olabilirler. Bu tür devrelerde, baskılı devre kartının iletken yollarının yanlış kablolanmasının etindeki herhangi bir parazit bileşen çalışmayı imkansız hale getirebilir.

Dolayısıyla, endüktans ve kapasitans, empedansı ve akımların ve gerilimlerin kenarlarını frekansın bir fonksiyonu olarak etkileyen unsurlardır. Frekans özellikleri açısından en iyisi, tam olarak aynı küçük boyutlarından dolayı yüzeye montaj elemanlarıdır.

Şekil 6 - Grafik, direncin toplam direncinin çeşitli frekanslarda aktif dirence oranını gösterir.

Empedans, hem aktif direnci hem de parazitik endüktans ve kapasitans reaktanslarını içerir. Grafik, artan frekansla birlikte empedanstaki düşüşü göstermektedir.

Direnç tasarımı

Yüzeye monte dirençler ucuzdur ve elektronik cihazların bir konveyör üzerinde otomatik montajı için uygundur. Ancak, göründükleri kadar basit değiller.

Şekil 7 — SMD direncinin iç yapısı

Direnç, Al2O3 — alüminyum oksitten oluşan bir substrata dayanmaktadır.İyi bir dielektrik ve iyi termal iletkenliğe sahip bir malzemedir, bu eşit derecede önemlidir, çünkü çalışma sırasında rezistörün tüm gücü ısıya dönüşür.

Dirençli bir katman olarak, örneğin krom, rutenyum dioksit (yukarıdaki resimde gösterildiği gibi) gibi ince bir metal veya oksit film kullanılır. Dirençlerin özellikleri, bu filmin oluşturulduğu malzemeye bağlıdır.Tek tek dirençlerin dirençli tabakası, yüksek sıcaklık stabilitesi sağlayan düşük TCR'ye (sıcaklık direnç katsayısı) sahip bir malzemeden yapılmış, 10 mikron kalınlığa kadar bir filmdir. parametreler ve yüksek hassasiyetli elemanlar oluşturma olasılığı, böyle bir malzemenin bir örneği konstantandır, ancak bu tür dirençlerin derecelendirmeleri nadiren 100 ohm'u aşar.

Direnç pedleri bir dizi katmandan oluşur. İç temas katmanı, gümüş veya paladyum gibi pahalı malzemelerden yapılmıştır. Ara nikelden yapılmıştır. Ve dıştaki kurşun kalaydır. Bu tasarım, katmanların yüksek yapışmasını (kohezyonunu) sağlama ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Temasların ve gürültünün güvenilirliği onlara bağlıdır.

Parazitik bileşenleri azaltmak için dirençli bir katman oluştururken aşağıdaki teknolojik çözümlere ulaşırlar:

Şekil 8 - Dirençli katmanın şekli

Bu tür elemanların montajı fırınlarda ve radyo amatör atölyelerinde bir havya kullanılarak, yani sıcak hava akımı ile gerçekleştirilir. Bu nedenle üretimleri sırasında ısıtma ve soğutma sıcaklık eğrisine dikkat edilir.

Şekil 9 - SMD dirençlerini lehimlerken ısıtma ve soğutma eğrisi

sonuçlar

Yüzeye monte bileşenlerin kullanılması, elektronik ekipmanın ağırlığı ve boyutları ile elemanın frekans özellikleri üzerinde olumlu bir etkiye sahipti. Modern endüstri, SMD tasarımlarındaki ortak öğelerin çoğunu üretir. Dahil olanlar: dirençler, kapasitörler, diyotlar, LED'ler, transistörler, tristörler, entegre devreler.