SMD-Widerstände; Leistung:62,5mW
(4 491)Der Widerstand ist eines der am häufigsten verwendeten passiven Elemente, ohne das praktisch keine elektronische Schaltung erstellt werden könnte. Es fungiert als Hauptelement von u.a. Filtern oder Spannungsteilern, weil es ermöglicht, die Ströme und die Potentialdifferenz auf bestimmten Signalabschnitten zu bestimmen. Der Widerstand (der elektrische Widerstand) wird in Ohm [Ω] ausgedrückt. Die Begrenzung des durch den Leiter fließenden Stroms führt zu einem Leistungsverlust und es wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Diese Leistung ist nach dem Ohmschen Gesetz direkt proportional zur Spannungsdifferenz an den Enden des Leiters sowie zum durch ihn fließenden Strom.
In den meisten digitalen Elektronikanwendungen ist es durchaus sinnvoll, nur die Widerstandswerte eines bestimmten Widerstands zu berücksichtigen. Bei fortgeschrittenen Anwendungen, insbesondere bei sehr hohen Werten der Schwingungsfrequenz des Stroms im System, in der Größenordnung von 1 GHz und mehr, kann es auch wichtig sein, die internen, sogenannten parasitären Induktivität und Kapazität dieses Elements zu berücksichtigen, da sie seinen Charakter erheblich verändern können. Dies ist ein Problem im Zusammenhang mit dem Ersatzschaltbild eines Widerstands, das alle drei seiner Werte (elektrischer Widerstand, Kapazität und Induktivität) berücksichtigt. In den allermeisten Anwendungen wird jedoch nur sein Widerstandswert wichtig sein, da die anderen beiden Parameter normalerweise vernachlässigbar sind.
Widerstände - Montagearten
Widerstände gibt es, wie die meisten anderen elektronischen Komponenten, in zwei Formen: für Durchsteckmontage (THT) und Oberflächenmontage (SMD). Letztere erfreuen sich immer größerer Beliebtheit, insbesondere in modernen elektronischen Schaltungen, da ihre Abmessungen viel kleiner sind und somit die Möglichkeit ihrer dichten Anordnung auf Leiterplatten definitiv größer ist. SMD-Widerstände, im Gegensatz zu solchen, die zum Durchstecken bestimmt sind, werden nicht mit dem verzinnten Loch in der Leiterplatte verlötet. Stattdessen werden sie auf ein nicht mit der Soldermask verdeckten Pad gelötet, d.h. einen freiliegenden Kupferteil auf der Leiterplattenoberfläche. Dies ermöglicht ein einfaches Design von doppelseitigen Platinen mit Leiterbahnen und elektronischen Komponenten auf ihren Ober- und Unterseiten.
Kennzeichnung von SMD-Widerständen
Markierungen von SMD-Widerständen haben im Gegensatz zu denen für die Durchsteckmontage, die normalerweise mit 3 bis 6 farbigen Streifen gekennzeichnet sind, einen aufgedruckten Code, meistens in Form von 3 oder 4 Ziffern. Das Erlernen des Lesens ohne zusätzliche Hilfsmittel sollte nicht schwierig sein, aber im Internet findet man leicht spezielle Rechner sowie Anwendungen, die den Code von SMD-Widerständen in den entsprechenden Zahlenwert des Widerstands eines bestimmten Bauteils umwandeln, was Fehlern vorbeugt und die Arbeit mit diesen kleinen Elementen erleichtert.
SMD-Widerstände - Größen
SMD-Widerstände sind relativ klein, aber ihre Gehäuse sind genormt und anhand der entsprechenden Serie geformt. Es ist zu beachten, dass sie im metrischen System oder auf der Grundlage von imperialen Einheiten gekennzeichnet sein können. Beispielsweise ist die sehr beliebte Gehäusegröße 0603 in beiden Fällen vorhanden, was manchmal verwirrend sein kann. Am häufigsten werden jedoch Markierungen verwendet, die auf imperialen Einheiten basieren. Die ersten beiden Ziffern entsprechen der Länge des Elements (z. B. 0,06 Zoll), während die nächsten beiden Ziffern seiner Breite entsprechen (z. B. 0,03 Zoll). Die gängigsten Größen sind 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 und 2512. Widerstände sind auch in zylindrischen Gehäusen zu finden, z. B. Minimelf 0204 oder Melf 0207. Man kann auch Leistungs-SMD-Widerstände in größeren, weniger standardmäßigen Gehäusen für Widerstände finden, die in der Lage sind, viel mehr Wärme abzuleiten und an die Umgebung abzugeben.
Wie wählt man den richtigen SMD-Widerstand aus?
Widerstand
Die Wahl eines geeigneten Widerstands sollte in erster Linie von seinem Hauptparameter abhängen, d.h. dem Wert des elektrischen Widerstands. Widerstände können in Reihe oder parallel geschaltet werden, um den Widerstandswert zu erhalten, den wir im Design benötigen.
Nennleistung
Ein weiterer zu berücksichtigender Parameter ist die Nennleistung. Wie bereits erwähnt, hängt es maßgeblich von der Größe des Gehäuses ab, das es ermöglicht, die darauf abgegebene Wärme an die Umgebung abzugeben. Diese Leistung, ausgedrückt in Watt [W], kann als Produkt aus dem Mittelwert des durch einen bestimmten Widerstand fließenden Stroms und der Spannungsdifferenz an seinen Enden berechnet werden. Wird ein Widerstand mit zu geringer Nennleistung für die Gegebenheiten im System gewählt, wird dieser früher oder später zweifellos durchbrennen und einen Bruch in der Elektronik verursachen. Die gängigsten Werte der Nennleistung von SMD-Widerständen sind 0,1 W, 0,125 W, 0,25 W, 0,5 W und 1 W, obwohl es auch Widerstände mit einem Zwischenwert sowie höher/niedriger als erwähnt gibt. Bei leistungsschwachen Signalschaltungen kann dieser Parameter sogar unbedeutend sein. Dann kann die Miniaturisierung des Endprodukts und damit die Auswahl passiver Elemente in möglichst kleinen Gehäusen von größerer Bedeutung sein.
Maximale Betriebsspannung
Als sehr wichtig kann sich die Betriebsspannung herausstellen, d.h. die maximale Spannung, die an die Enden eines bestimmten Widerstands angelegt werden kann, ohne Angst vor einem Zusammenbruch und dauerhafter Beschädigung des Widerstands selbst sowie anderer Elemente des elektronischen Systems zu haben. Als besonders gefährlich kann es bei Arbeiten mit Wechselstrom von 230 V AC erweisen, die in Haushaltssteckdosen vorkommen.
Der letzte der wichtigsten Parameter, die von den Herstellern elektrischer Widerstände angegeben werden, ist die Toleranz ihrer Herstellung, die die Genauigkeit bestimmt, mit der der Nennwert des Widerstands dem tatsächlichen Wert entspricht, der mit einem geeigneten Messgerät gemessen werden kann. Sie kann zwischen 0,1 % und 10 % liegen, wobei die beliebtesten Widerstände diejenigen mit einer Genauigkeit von 1 % und 5 % sind. Diese Informationen können beispielsweise beim Bau von Widerstandsteilern von großer Bedeutung sein, bei denen wir einen sehr genauen, angenommenen Spannungswert am Ausgang erhalten müssen, oder bei verschiedenen Arten von Messsystemen.
Temperaturkoeffizient
Bei fortgeschritteneren Anwendungen kann auch der Temperaturkoeffizient ein wichtiger Parameter sein. Es bestimmt, wie sich der Wert des elektrischen Widerstands eines bestimmten Widerstands als Reaktion auf eine Änderung seiner Temperatur ändert. Diese Schwankung kann das Ergebnis der Abgabe seiner Leistung in Form von Wärme sein, hängt aber auch indirekt von der Umgebungstemperatur und der Art der Kühlung des Systems ab, in dem er sich befindet. Dieser Koeffizient wird am häufigsten in Einheiten pro Million (parts per million) pro Grad Celsius [ppm/°C] angegeben.
Es ist auch erwähnenswert, dass SMD-Widerstände in verschiedenen Technologien gebaut werden, daher unterscheiden wir Widerstandstypen wie: Draht, Metallfilm, Metal Glaze, Power Metal, Thin Film, Kohlenstoff-Widerstände und den beliebtesten von ihnen, d.h. Thick Film.
Leistung62,5mW
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