貼片電阻:厚膜電阻/精密線繞電阻/薄膜電阻特性優缺點比較

貼片電阻:厚膜電阻/精密線繞電阻/薄膜電阻特性優缺點比較

　　電流通過電阻元件時產生熱量，熱反應會使器件的每種材料發生膨脹或收縮機械變化。環境溫度條件也會產生同樣的結果。因此，理想的電阻元件應能夠根據這些自然現象進行自我平衡，在電阻加工過程中保持物理致性，使用過程中不必進行熱效應或應力效應補償，從而提高系統穩定性。

厚膜電阻

　　如前所述，受尺寸、體積和重量的影響，線繞電阻不可能采用晶片型。盡管精度低于線繞電阻，但由于具有高的電阻密度 （高阻值/小尺寸） 且成本低，厚膜電阻得到廣泛使用。與薄膜電阻和金屬箔電阻一樣，厚膜電阻頻響速度快，但在目前使用的電阻技術中，其噪聲高。雖然精度低于其他技術，但我們之所以在此討論厚膜電阻技術，是由于其應用于電路，包括精密電路中精度要求不高的部分。

　　厚膜電阻依靠玻璃基體中粒子間的接觸形成電阻。這些觸點構成完整電阻，但工作中的熱應變會中斷接觸。由于大部分情況下并聯，厚膜電阻不會開路，但阻值會隨著時間和溫度持續增加。因此，與其他電阻技術相比，厚膜電阻穩定性差 （時間、溫度和功率）。

　　由于結構中成串的電荷運動，粒狀結構還會使厚膜電阻產生很高的噪聲。給定尺寸下，電阻值越高，金屬成份越少，噪聲越高，穩定性越差。厚膜電阻結構中的玻璃成分在電阻加工過程中形成玻璃相保護層，因此厚膜電阻的抗濕性高于薄膜電阻。

　薄膜貼片電阻

　　薄膜電阻由陶瓷基片上厚度為 50 ? 至 250 ? 的金屬沉積層組成 （采用真空或濺射工藝）。薄膜電阻單位面積阻值高于線繞電阻或 Bulk Metal® 金屬箔電阻，而且為便宜。在需要高阻值而精度要求為中等水平時，薄膜電阻為經濟并節省空間。

　　它們具有佳溫度沉積層厚度，但佳薄膜厚度產生的電阻值嚴重限制了可能的電阻值范圍。因此，采用各種沉積層厚度可以實現不同的電阻值范圍。薄膜電阻的穩定性受溫度上升的影響。薄膜電阻穩定性的老化過程因實現不同電阻值所需的薄膜厚度而不同，因此在整個電阻范圍內是可變的。這種化學/機械老化還包括電阻合金的高溫氧化。此外，改變薄膜厚度還會嚴重影響 TCR。由于較薄的沉積層容易氧化，因此高阻值薄膜電阻退化率高。

　　由于金屬量少，薄膜電阻在潮濕的條件下易自蝕。浸入封裝過程中，水蒸汽會帶入雜質，產生的化學腐蝕會在低壓直流應用幾小時內造成薄膜電阻開路。改變薄膜厚度會嚴重影響 TCR。由于較薄的沉積層更容易氧化，因此高阻值薄膜電阻退化率高。

精密線繞貼片電阻

　　線繞貼片電阻一般分為“功率線繞電阻貼片電阻”和“精密線繞電阻貼片電阻”。功率線繞貼片電阻電阻使用過程中會發生很大變化，不適于精密度要求很高的情況下使用。因此，本討論不考慮這種電阻。

　　線繞電阻的制作方法一般是將絕緣電阻絲纏繞在特定直徑的線軸上。不同線徑、長度和合金材料可以達到所需電阻和初始特性。精密線繞電阻 ESD 穩定性高，噪聲低于薄膜或厚膜電阻。線繞電阻還具有 TCR 低、穩定性高的特點。

　　線繞電阻初始誤差可以低至 ± 0.005 %。TCR （溫度每變化一攝氏度，電阻的變化量） 可以達到 3 ppm/°C典型值。不過，降低電阻值，線繞電阻一般在15 ppm/°C 到 25 ppm/°C。熱噪聲降低，TCR 在限定溫度范圍內可以達到 ± 2 ppm/°C 。

　　線繞電阻加工過程中，電阻絲內表面 （靠近線軸一側） 收縮，而外表面拉伸。這道工藝產生變形 — 相對于彈性變形或可逆變形，須對電阻絲進行退火。永久性機械變化 （不可預測） 會造成電阻絲和電阻電氣參數任意變化。因此，電阻元件電性能參數存在很大的不確定性。

　　由于線圈結構，線繞貼片電阻成為電感器，圈數附近會產生線圈間電容。為提高使用中的響應速度。不過，這會增加成本，而且降低電感的效果有限。由于設計中存在的電感和電容，線繞電阻高頻特性差， 50 kHz 以上頻率。

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