剖析電阻可靠性相關的參數(shù)2

1、合成型電阻器

1.1 概述

合成型電阻器件體積小，過負荷能力強，但它們的阻值穩(wěn)定性差，熱和電流噪聲大，電壓與溫度系數(shù)較大。

合成型電阻器的主要降額參數(shù)是環(huán)境溫度、功率和電壓。

1.2 應用指南

a) 合成型電阻為負溫度和負電壓系數(shù)，易于燒壞。因此限制其電壓是必須的。

b) 在潮濕環(huán)境下使用的合成型電阻器，不宜過度降額。否則潮氣不能揮發(fā)將可能使

電阻器變質(zhì)失效。

c) 熱點溫度過高可能導致合成型電阻器內(nèi)部的電阻材料永久性損傷。

d) 為保證電路長期工作的可靠性， 電路設計應允許合成型電阻器有±15%的阻值容差。

1.3 降額準則

合成型電阻器的降額準則見下表。

合成型電阻器降額準則

2、薄膜型電阻器

2.1 概述

薄膜型電阻器按其結(jié)構(gòu)，主要有金屬氧化膜電阻器和金屬膜電阻器兩種。

薄膜型電阻器的高頻特性好，電流噪聲和非線性較小，阻值范圍寬，溫度系數(shù)小，性能穩(wěn)定，是使用最廣泛的一類電阻器。

薄膜型電阻器降額的主要參數(shù)是電壓、功率和環(huán)境溫度。

2.2 應用指南

a) 各種金屬氧化膜電阻器在高頻工作情況下， 阻值均會下降 （見元件相關詳細規(guī)范） 。

b) 為保證電路長期工作的可靠性，設計應允許薄膜型電阻器有一定的阻值容差，金屬膜電阻器為±2%，金屬氧化膜電阻器為±4%，碳膜電阻器為±15%。

2.3 降額準則

3、電阻網(wǎng)絡

3.1 概述

電阻網(wǎng)絡裝配密度高，各元件間的匹配性能和跟蹤溫度系數(shù)好，對時間、溫度的穩(wěn)定性好。

電阻網(wǎng)絡降額的主要參數(shù)是功率、電壓和環(huán)境溫度。

3.2 應用指南

為保證電路長期工作的可靠性，設計中應允許電阻網(wǎng)絡有±2%的阻值容差。

3.3 降額準則

4、線繞電阻器

4.1 概述

線繞電阻器分精密型與功率型。線繞電阻器具有可靠性高、穩(wěn)定性好、無非線性，以及電流噪聲、溫度和電壓系數(shù)小的優(yōu)點。

線繞電阻器降額的主要參數(shù)是功率、電壓和環(huán)境溫度。

4.2 應用指南

a) 在 II 級降額應用條件下，不采用繞線直徑小于 0.025mm 的電阻器。

b) 功率型線繞電阻器可以經(jīng)受比穩(wěn)態(tài)工作電壓高得多的脈沖電壓， 但在使用中應作相應的降額。見附錄 D（參考件）。

c) 功率型線繞電阻器的額定功率與電阻器底部散熱面積有關， 在降額設計中應考慮此因素。見附錄 E（參考件）。

d) 為保證電路長期工作的可靠性，設計應允許線繞電阻器有一定的阻值容差：精密型線繞電阻器為 ±0.4％；功率型線繞電阻器為 ±1.5％。

4.3 降額準則

5、 熱敏電阻器

5.1 概述

敏電阻器具有很高的電阻—溫度系數(shù)（正或負的）。

敏電阻器降額的主要參數(shù)是額定功率和環(huán)境溫度。

5.6.5.2 應用指南

a) 負溫度系數(shù)型熱敏電阻器，應采用限流電阻器，防止元件熱失控。

b) 任何情況下，即使是短時間也不允許超過電阻器額定最大電流和功率。

c) 為保證電路長期可靠性的工作，設計應允許熱敏電阻器阻值有±5％的容差。

4.3 降額準則

其他幾個參數(shù)：

額定電壓： 由阻值和額定功率換算出的電壓。

最高工作電壓： 允許的最大連續(xù)工作電壓。在低氣壓工作時，最高工作電壓較低。

老化系數(shù)： 電阻器在額定功率長期負荷下，阻值相對變化的百分數(shù)，它是表示電阻器壽命長短的參數(shù)。

電壓系數(shù)： 在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，電壓每變化1伏，電阻器的相對變化量。

噪聲： 產(chǎn)生于電阻器中的一種不規(guī)則的電壓起伏，包括熱噪聲和電流噪聲兩部分，熱噪聲是由于導體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運動，使導體任意兩點的電壓不規(guī)則變化。

在高于絕對0°（-273℃或Ok）的任何溫度下，物質(zhì)中的電子都在持續(xù)地熱運動。由于其運動方向是隨機的，任何短時電流都不相關，因此沒有可檢測到的電流。但是連續(xù)的隨機運動序列可以導致Johnson噪聲或熱噪聲。電阻熱噪聲的幅度和其阻值有下列關系；

式中，Vn是噪聲電壓，以V為單位；Kb是玻爾茲曼常數(shù)，1.38×10(-23)J/K；T是溫度，以K為單位；R是電阻，以Ω為單位；B是帶寬，以Hz為單位。

在室溫下，可簡化為下面的表達式：

圖所示為電阻在25℃時，在50Ω終端電阻上產(chǎn)生的熱噪聲功率。

圖 熱噪聲和電阻的關系及電阻在25℃的熱噪聲

雖然該噪聲電壓和功率很低，如果該電阻在一個高增益的有源濾波器中，噪聲可能會很明顯。噪聲與溫度和電阻值平方根成正比。

帶寬越寬，總功率越大，因此即使dBm／Hz的功率幅度看上去很小，但給定帶寬內(nèi)的總功率也會很高。如果把V噪聲使用終端轉(zhuǎn)換成功率，其中R終端是噪聲終端電阻，然后乘以以Hz為單位的總帶寬，則所得的整個帶寬上的總噪聲功率對低噪聲應用可能是不可接受的。

對電阻壽命影響的因素

1.溫度,溫度過高可以很快使其燒毀

2.環(huán)境的酸堿度,直接腐蝕電阻導致其損壞

3.外力,超過一定的力的限度,電阻就會斷裂

所以要是電阻壽命延長,散熱要好,防止燒毀,環(huán)境要干燥,無污染物,避免外力作用。

電阻值大的電阻，壽命相對會長

1M歐的電阻阻值很高,在低壓中使用時由于功率消耗少,工作環(huán)境影響甚微,一般壽命都很長,不需要特別注意（相對其他如電解電容等元件）。有問題大都是在高壓工作時產(chǎn)生的。

高壓工作時,電阻的制造工藝、使用材質(zhì)都有相當?shù)囊?要考慮使用功率往往會用到最大的可能(電阻的安全功率值是實際工作功率的兩倍以上,有些產(chǎn)品設計不當,往往使用功率和電阻額定功率值過于接近）；所以溫度的耐受能力是最基本的要求。而瞬間脈沖電壓和涌浪電流也會對電阻造成致命的打擊,對于引腳焊接不良,絕緣制程有瑕疵的產(chǎn)品,不用多久就崩潰燒毀.正確使用的電阻,使用壽命在10萬小時以上不成問題。

所以像1M歐這樣的高阻值電阻是有區(qū)分高壓和一般用途的.高壓專用的電阻價格比一般電阻高數(shù)倍,不過電阻終究是低價元件,而且在高壓使用的電阻數(shù)量不是很多。對于高壓大電流的場景，留有足夠的降額設計，有效提高電阻的壽命。