Rezystory SMD
(113 395)Rezystor to jeden z najpowszechniej wykorzystywanych elementów biernych, bez którego nie mógłby powstać praktycznie żaden z układów elektronicznych. Występuje jako główny element między innymi filtrów czy dzielników napięć, gdyż pozwala na ustalanie prądów, jak i różnicy potencjałów na danych odcinkach sygnałowych. Nazywany jest również opornikiem, a rezystancja (opór elektryczny) wyrażana jest w omach [Ω]. Ograniczanie prądu płynącego przez przewodnik wiąże się z utratą mocy, a energia jest wydziela w postaci ciepła. Moc ta jest wprost proporcjonalna do różnicy napięć panującej na końcach przewodnika, a także do płynącego przez niego prądu, zgodnie z prawem Ohma.
W większości zastosowań elektroniki cyfrowej branie pod uwagę jedynie wartości rezystancji danego opornika jest jak najbardziej słusznym założeniem. W przypadku zaawansowanych aplikacji, szczególnie dla bardzo dużych wartości częstotliwości oscylacji prądu w układzie, rzędu 1GHz i więcej, istotne może być również wzięcie pod uwagę wewnętrznej, tak zwanej pasożytniczej indukcyjności oraz pojemności tegoż elementu, gdyż mogą one znacznie zmieniać jego charakter. Jest to zagadnienie związane ze schematem zastępczym rezystora, który uwzględnia jego wszystkie trzy wielkości (opór elektryczny, pojemność i indukcyjność). W zdecydowanej większości zastosowań istotna będzie jednak tylko jego rezystancja, gdyż pozostałe dwa parametry są najczęściej pomijalnie małe.
Rezystory – rodzaje montażu
Rezystory, tak samo jak większość innych komponentów elektronicznych, występują w dwóch postaciach: do montażu przewlekanego THT oraz do montażu powierzchniowego SMD. Te drugie są coraz bardziej popularne, szczególnie w nowoczesnych układach elektronicznych, gdyż ich rozmiary są zdecydowanie mniejsze, a co za tym idzie, możliwość gęstego ich rozmieszczenia na płytkach drukowanych PCB jest zdecydowanie większa. Rezystory SMD, w przeciwieństwie do tych przeznaczonych do montażu przewlekanego, nie są lutowane do ocynowanego otworu w płytce. Zamiast tego lutuje się je do niepokrytego soldermaską padu, czyli odsłoniętego skrawka miedzi na powierzchni PCB. Pozwala to na łatwe projektowanie płytek dwustronnych, posiadających ścieżki oraz elementy elektroniczne na ich górnej, jak i dolnej powierzchni.
Oznaczenie rezystorów SMD
Oznaczenia rezystorów SMD, w przeciwieństwie do tych do montażu przewlekanego, które oznaczane są zazwyczaj kolorowymi paskami w ilości od 3 do 6, posiadają nadrukowany kod, najczęściej w postaci 3- lub 4-cyfrowej. Nauczenie się ich odczytywania bez dodatkowych materiałów pomocniczych nie powinno być trudne, jednak w Internecie bez problemu znaleźć można dedykowane kalkulatory, jak i aplikacje, które przeliczają kod rezystorów SMD na odpowiadającą mu wartość liczbową rezystancji danego komponentu, co zapobiega pomyłkom i ułatwia pracę z tymi drobnymi elementami.
Rezystory SMD - rozmiary
Oporniki SMD są stosunkowo niewielkich rozmiarów, jednak ich obudowy są standaryzowane i kształtują się według odpowiedniego szeregu. Zaznaczyć trzeba, że mogą być one oznaczane w systemie metrycznym lub bazować na jednostkach imperialnych. Dla przykładu, bardzo popularny rozmiar obudowy 0603 występuje w obu przypadkach, co niekiedy może być mylące. Najczęściej jednak korzysta się z oznaczeń bazujących na jednostkach imperialnych. Pierwsze dwie cyfry odpowiadają długości danego elementu (np. 0.06 cala), natomiast kolejne dwie, jego szerokości (np. 0.03 cala). Najpopularniejszymi rozmiarami są 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 oraz 2512. Oporniki mogą występować również w obudowach cylindrycznych, np. minimelf 0204 czy melf 0207. Znaleźć można również rezystory SMD mocy, w większych, mniej standardowych dla rezystorów obudowach, które są w stanie rozpraszać i oddawać do otoczenia znacznie większą ilość ciepła.
Jak wybrać odpowiedni rezystor SMD?
Rezystancja
Wybór odpowiedniego rezystora powinien zależy przede wszystkim od jego głównego parametru, czyli wartości oporu elektrycznego. Rezystory można łączyć szeregowo lub równolegle, aby uzyskiwać wartość rezystancji, jakiej potrzebujemy w projekcie.
Moc znamionowa
Kolejnym parametrem, jaki należy wziąć pod uwagę jest moc znamionowa. Jak już zostało to wspomniane, uzależniona jest ona w dużym stopniu od wielkości obudowy, która pozwala na oddawanie wydzielanego się na niej ciepła do otoczenia. Moc tę, określaną w watach [W], można policzyć jako iloczyn średniej wartości prądu, jaki płynie przez dany opornik oraz różnicy napięć na jego końcach. Jeśli dobrany zostanie rezystor o zbyt niskiej wartości mocy znamionowej do panujących w układzie warunków, niewątpliwie zostanie on wcześniej bądź później spalony i spowoduje przerwę w układzie elektronicznym. Najpopularniejszymi wartościami mocy znamionowej rezystorów SMD są 0,1W, 0,125W, 0,25W, 0,5W oraz 1W, chociaż istnieją również rezystory o wartości pośredniej, jak i wyższej/niższej niż wymienione. W przypadku obwodów sygnałowych o małej mocy, parametr ten może być wręcz nieznaczący. Większe znaczenie może mieć wówczas miniaturyzacja końcowego produktu, a co za tym idzie wybór elementów pasywnych w możliwe najmniejszych obudowach.
Maksymalne napięcie pracy
Bardzo ważne okazać się może również maksymalne napięcie pracy, oznaczające maksymalną wartość napięcia, jaka może zostać przyłożona na końcach danego rezystora, bez obawy o jego przebicie oraz trwałe uszkodzenie samego opornika, jak i innych elementów, które znajdują się w układzie elektronicznym. Szczególnie niebezpieczne może się to okazać w przypadku pracy z prądem przemiennym 230V AC, jaki występuje w domowych gniazdkach elektrycznych.
Ostatnim z najbardziej kluczowych parametrów podawanych przez producentów oporników elektrycznych jest tolerancja ich wykonania, która określa, z jaką dokładnością wartość znamionowa rezystancji odpowiada rzeczywistej, którą można zmierzyć odpowiednim urządzeniem pomiarowym. Może ona wynosić od 0,1% do 10%, przy czym najpopularniejszymi rezystorami są te z dokładnością 1% oraz 5%. Informacja ta może mieć niebagatelne znaczenie w przypadku budowania np. dzielników rezystorowych, gdzie na wyjściu potrzebujemy uzyskać bardzo dokładną, założoną wartość napięcia, bądź w przypadku różnego rodzaju układów pomiarowych.
Współczynnik temperaturowy
W bardziej zaawansowanych aplikacjach istotnym parametrem może być również współczynnik temperaturowy. Określa on, w jaki sposób zmienia się wartość oporu elektrycznego danego rezystora w odpowiedzi na zmianę jego temperatury. Wahanie to może być wynikiem wydzielania się na nim mocy w postaci ciepła, ale pośrednio zależeć będzie również od temperatury otoczenia, jak i sposobu chłodzenia układu, w którym się znajduje. Współczynnik ten podawany jest najczęściej w jednostkach na milion (ang. parts per milion) na stopień Celsjusza [ppm/°C].
Warto zdawać sobie również sprawę że rezystory SMD budowane są w różnych technologiach, stąd wyróżniamy takie typy oporników jak: drutowe, metal film, metal glaze, power metal, thin film, węglowe, oraz najpopularniejsze z nich, czyli thick film.
Magazyn:
