Som många elektroniska komponenter finns motstånd i många former, storlekar, kapaciteter och typer. Det finns också skillnader i typiska värden för resistorbrus, toleranser, wattal, temperaturkoefficient, spänningskoefficient, frekvenssvar, storlek och tillförlitlighet. Vissa motstånd är idealiska i vissa applikationer och en källa till felsökning av mardrömmar i andra.
I den här guiden tittar vi på typerna av motstånd och respektive användningsfall för varje.
Carbon Composition Resistors
Kolsammansättningsmotstånd var tidigare den vanligaste typen av motstånd på grund av den låga kostnaden och tillförlitligheten. Kolsammansättningsmotstånd använder ett fast materialblock tillverkat av kolpulver, en isolerande keramik och ett bindemedelsmaterial. Motståndet styrs genom att variera förhållandet mellan kol och fyllnadsmaterial.
Kolsammansättningen i motståndet påverkas av miljöförhållanden, särskilt fukt. Det tenderar att förändras i motstånd med tiden. Av denna anledning har kolsammansättningsmotstånd en dålig resistanstolerans, vanligtvis endast 5 procent. Kolsammansättningsmotstånd är också begränsade till en effekt på upp till 1 watt. I motsats till sina dåliga toleranser och låga effekt har kolsammansättningsmotstånd ett bra frekvenssvar, vilket gör dessa genomförbara för högfrekvensapplikationer.
Carbon Film Resistors
Kolfilmmotstånd använder ett tunt lager kol ovanpå en isolerande stav som skärs för att bilda en smal, lång, resistiv bana. Genom att styra banans längd och dess bredd kan motståndet kontrolleras exakt med toleranser så snäva som 1 procent.
Sammantaget är kapaciteten hos ett kolfilmsmotstånd bättre än ett kolsammansättningsmotstånd, med en effekt på upp till 5 watt och förbättrad stabilitet. Frekvenssvaret är dock sämre på grund av induktansen och kapacitansen som orsakas av den resistiva banan som skärs in i filmen.
Metal Film Resistors
En av de vanliga axialmotståndstyperna som används idag är metallfilmsmotstånd. Liknande i konstruktion som kolfilmsmotstånd, beror den största skillnaden på användningen av en metallegering som det resistiva materialet snarare än kol.
Metallegeringen, vanligtvis en nickel-kromlegering, ger snävare motståndstoleranser än kolfilmsmotstånd med toleranser så snäva som 0,01 procent. Metallfilmsmotstånd finns tillgängliga upp till cirka 35 watt. Resistans alternativen börjar dock minska över 1 eller 2 watt.
Metallfilmmotstånd har låg brus. Dessa motstånd är stabila med liten resistansförändring på grund av temperatur och pålagd spänning.
Tjockfilmsmotstånd
Tjockfilmsmotstånd blev populära på 1970-talet och är vanliga ytmonterade motstånd än idag. Dessa är gjorda genom en screentrycksprocess med en ledande komposit av keramik och glasblandning suspenderad i en vätska. Efter att motståndet har screentryckts bakas det vid höga temperaturer för att avlägsna vätskan och smälta samman keramik- och glaskompositen.
Inledningsvis hade tjockfilmsmotstånd dåliga toleranser. Idag finns dessa med toleranser så låga som 0,1 procent i förpackningar som klarar upp till 250 watt. Tjockfilmsmotstånd har en koefficient för hög temperatur, med en temperaturförändring på 100 grader Celsius som resulterar i upp till 2,5 procents förändring i motstånd.
Tunnfilmsmotstånd
Tunnfilmsmotstånd, som lånas från halvledarprocesser, tillverkas genom en vakuumavsättningsprocess som kallas sputtering. Sputtring är där ett tunt lager av ledande material avsätts på ett isolerande substrat. Detta tunna lager fotoetsas för att skapa ett resistivt mönster.
Genom att exakt kontrollera mängden avsatt material och det resistiva mönstret kan toleranser så snäva som 0,01 procent uppnås med tunnfilmsmotstånd. Tunnfilmsmotstånd är begränsade till cirka 2,5 watt och lägre spänningar än andra motståndstyper men är stabila motstånd. Det finns ett pris för precisionen för tunnfilmsmotstånd, som i allmänhet är dubbelt så mycket som tjockfilmsmotstånd.
Trådlindade motstånd
De högsta och mest exakta motstånden är trådlindade motstånd, som sällan har hög effekt och exakta på en gång. Trådlindade motstånd görs genom att linda en högresistanstråd, vanligtvis en nickel-kromlegering, runt en keramisk spole. Genom att variera trådens diameter, längd, legering och lindningsmönster kan egenskaperna hos det trådlindade motståndet skräddarsys för applikationen.
Resistanstoleranserna är så snäva som 0,005 procent för precisionslindade motstånd och kan hittas med märkeffekter på upp till cirka 50 watt. Trådlindade kraftmotstånd har vanligtvis toleranser på antingen 5 procent eller 10 procent, men har en effekt i kilowattområdet.
Trådlindade motstånd lider av hög induktans och kapacitans på grund av konstruktionens natur, vilket begränsar dessa till lågfrekventa applikationer.
potentiometrar
Att variera en signal eller ställa in en krets är ett vanligt krav för känsliga elektroniska applikationer. Ett enkelt sätt att manuellt justera en signal är genom ett variabelt motstånd eller potentiometer. Potentiometrar används vanligtvis för analoga användaringångar, såsom volymkontroller. Mindre ytmonterade versioner justerar eller kalibrerar en krets på ett PCB innan de förseglas och skickas till kunder.
Potentiometrar kan vara exakta, variabla motstånd med flera varv, men är ofta enkla enkelvarvsenheter som flyttar en torkare längs en ledande kolbana för att ändra motståndet från nära noll till maxim alt värde.
Potentiometrar har i allmänhet låg effekt, dåliga brusegenskaper och medelmåttig stabilitet. Men förmågan att variera motståndet och justera en signal gör potentiometrar ovärderliga i många kretsdesigner och prototyper.
Andra motståndstyper
Som med de flesta komponenter tjänar flera specialmotståndsvarianter nischbehov. Flera är ganska vanliga, inklusive det resistiva elementet i glödlampan. Andra specialmotståndsvarianter inkluderar värmeelement, metallfolie, oxid, shuntar, cermet- och gallermotstånd.
