Resistores SMD — tipos, parâmetros e características

Um resistor é um elemento que possui algum tipo de resistência; é usado em eletrônica e engenharia elétrica para limitar a corrente ou obter a tensão necessária (por exemplo, usando um divisor resistivo). Os resistores SMD são resistores de montagem em superfície, ou seja, resistores de montagem em superfície.

As principais características dos resistores são a resistência nominal, medida em ohms, que depende da espessura, comprimento e materiais da camada resistiva, bem como da dissipação de potência.

Os componentes eletrônicos de montagem saliente se distinguem por suas pequenas dimensões devido ao fato de que eles também não possuem terminais de conexão no sentido clássico. Itens de instalação em massa têm condutores longos.

resistores SMD

Anteriormente, ao montar equipamentos eletrônicos, eles conectavam os componentes do circuito entre si (montagem articulada) ou os passavam pela placa de circuito impresso nos orifícios correspondentes. Estruturalmente, suas conclusões ou contatos são feitos na forma de almofadas metalizadas no corpo dos elementos.No caso de microcircuitos e transistores de montagem em superfície, os elementos têm "pernas" curtas e rígidas.

Uma das principais características dos resistores SMD é seu tamanho. Este é o comprimento e a largura da caixa, de acordo com esses parâmetros, são selecionados elementos que correspondem ao layout do quadro. Normalmente, as dimensões na documentação são escritas de forma abreviada com um número de quatro dígitos, onde os dois primeiros dígitos indicam o comprimento do elemento em mm e o segundo par de caracteres indica a largura em mm. No entanto, na realidade, as dimensões podem diferir das marcações dependendo dos tipos e séries de elementos.

Tamanhos típicos de resistores SMD e seus parâmetros

Tamanhos típicos de resistores SMD

 Figura 1 — designações para decodificar tamanhos padrão.

1. Resistores SMD 0201:

L = 0,6 mm; W = 0,3 mm; H = 0,23 mm; L1 = 0,13 m.

  • Faixa de classificação: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

  • Desvio admissível do valor nominal: 1% (F); 5% (J)

  • Potência nominal: 0,05 W

  • Tensão de operação: 15V

  • Tensão máxima permitida: 50 V

  • Faixa de temperatura operacional: –55 — +125 ° C

2. Resistores SMD 0402:

L = 1,0 mm; W = 0,5 mm; H = 0,35 mm; L1 = 0,25 mm.

  • Faixa de classificação: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

  • Desvio admissível do valor nominal: 1% (F); 5% (J)

  • Potência nominal: 0,062W

  • Tensão de operação: 50V

  • Tensão máxima permitida: 100 V

  • Faixa de temperatura operacional: –55 — +125 ° C

3. Resistores SMD 0603:

C = 1,6 mm; W = 0,8 mm; H = 0,45 mm; L1 = 0,3 mm.

  • Faixa de classificação: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

  • Desvio admissível do valor nominal: 1% (F); 5% (J)

  • Potência nominal: 0,1W

  • Tensão de operação: 50V

  • Tensão máxima permitida: 100 V

  • Faixa de temperatura operacional: –55 — +125 ° C

4. Resistores SMD 0805:

L = 2,0 mm; W = 1,2 mm; H = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

  • Faixa de classificação: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

  • Desvio admissível do valor nominal: 1% (F); 5% (J)

  • Potência nominal: 0,125 W

  • Tensão de operação: 150V

  • Tensão máxima permitida: 200 V

  • Faixa de temperatura operacional: –55 — +125 ° C

5. Resistores SMD 1206:

L = 3,2 mm; W = 1,6 mm; H = 0,5 mm; L1 = 0,5 mm.

  • Faixa de classificação: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

  • Desvio admissível do valor nominal: 1% (F); 5% (J)

  • Potência nominal: 0,25W

  • Tensão de operação: 200V

  • Tensão máxima permitida: 400 V

  • Faixa de temperatura operacional: –55 — +125 ° C

6. Resistores SMD 2010:

L = 5,0 mm; P = 2,5 mm; H = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

  • Faixa de classificação: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

  • Desvio admissível do valor nominal: 1% (F); 5% (J)

  • Potência nominal: 0,75W

  • Tensão de operação: 200V

  • Tensão máxima permitida: 400 V

  • Faixa de temperatura operacional: –55 — +125 ° C

7. Resistores SMD 2512:

C = 6,35 mm; W = 3,2 mm; H = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

  • Faixa de classificação: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

  • Desvio admissível do valor nominal: 1% (F); 5% (J)

  • Potência nominal: 1W

  • Tensão de operação: 200V

  • Tensão máxima permitida: 400 V

  • Faixa de temperatura operacional: –55 — +125 ° C

Como você pode ver, conforme o tamanho do resistor do chip aumenta, a dissipação de potência nominal aumenta na tabela abaixo, essa dependência é mostrada com mais clareza, assim como as dimensões geométricas de outros tipos de resistores:

Tabela 1 — Marcação de resistores SMD

Marcação do resistor SMD

Dependendo do tamanho, um dos três tipos de marcação de classificação do resistor pode ser usado. Existem três tipos de marcações:

1. Com 3 dígitos. Nesse caso, os dois primeiros significam o número de ohms e o último número zeros. É assim que os resistores da série E-24 são designados, com um desvio do valor nominal (tolerância) de 1 ou 5%. O tamanho padrão dos resistores com esta marcação é 0603, 0805 e 1206. Exemplo de tal marcação: 101 = 100 = 100 Ohm

Foto de um resistor SMD com valor nominal de 10.000 Ohm, também conhecido como 10 kOhm

A Figura 2 é uma imagem de um resistor SMD com valor nominal de 10.000 Ohm, também conhecido como 10 kOhm.

 2. Com 4 caracteres. Nesse caso, os primeiros 3 dígitos indicam o número de ohms e o último é o número de zeros. É assim que são descritos os resistores da série E-96 com tamanhos padrão 0805, 1206. Se a letra R estiver presente na marcação, ela desempenha o papel de uma vírgula que separa os números inteiros das frações. Assim, a marcação 4402 significa 44.000 ohms ou 44 kOhm.

Foto de um resistor SMD de 44 kΩ

Figura 3 — Imagem de um resistor SMD de 44 kΩ

3. Marcação com uma combinação de 3 caracteres — números e letras. Neste caso, os 2 primeiros caracteres são números que indicam o valor da resistência codificada em ohms. O terceiro sinal é o multiplicador. Assim, os resistores de tamanho padrão 0603 são marcados a partir dos resistores da série E-96, com tolerância de 1%. A tradução das letras em um fator é realizada na seguinte ordem: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10 ^ 2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

A decodificação dos códigos (os dois primeiros caracteres) é realizada de acordo com a tabela abaixo.

Tabela 2 — códigos de decodificação para marcação de resistores SMD

Códigos de decodificação para marcação de resistores SMD
Resistor com marcação de três dígitos 10C

Figura 4 - um resistor com uma marcação de três dígitos 10C, se você usar a tabela e o número de fatores fornecido, 10 é 124 Ohm e C é um fator de 10 ^ 2, que é igual a 12 400 Ohm ou 12,4 kOhm.

Os principais parâmetros dos resistores

Em um resistor ideal, apenas sua resistência é considerada. Na realidade, a situação é diferente - os resistores também possuem componentes indutivos-capacitivos parasitas.Abaixo está uma opção para um circuito de resistor equivalente:

Circuito resistor equivalente

Figura 5 - Circuito de resistor equivalente

Como você pode ver no diagrama, existem capacitores (capacitores) e indutância. A presença deles se deve ao fato de que cada condutor possui uma certa indutância e um grupo de condutores possui capacitância parasita. Em um resistor, eles estão relacionados à localização de sua camada resistiva e seu design.

Esses parâmetros geralmente não são levados em consideração em circuitos CC e de baixa frequência, mas podem ter uma influência significativa em circuitos de transmissão de rádio de alta frequência e em fontes de alimentação chaveadas, onde as correntes fluem com frequências de dezenas a centenas de kHz. Nesses circuitos, qualquer componente parasita, na carne da fiação imprópria dos caminhos condutores da placa de circuito impresso, pode impossibilitar o trabalho.

Assim, a indutância e a capacitância são elementos que afetam a impedância e os limites das correntes e tensões em função da frequência. O melhor em termos de características de frequência são os elementos de montagem em superfície, devido ao seu tamanho pequeno.

O gráfico mostra a relação entre a resistência total do resistor e a resistência ativa em várias frequências.

Figura 6 — O gráfico mostra a relação entre a resistência total do resistor e a resistência ativa em várias frequências

A impedância inclui resistência ativa e indutância parasita e reatâncias de capacitância. O gráfico mostra uma queda na impedância com o aumento da frequência.

Projeto de resistor

Resistores de montagem em superfície são baratos e convenientes para montagem automatizada de dispositivos eletrônicos em um transportador. No entanto, eles não são tão simples quanto parecem.


Estrutura interna do resistor SMD

Figura 7 — Estrutura interna do resistor SMD

O resistor é baseado em um substrato de Al2O3 — óxido de alumínio.É um bom dielétrico e um material com boa condutividade térmica, o que é igualmente importante, pois durante a operação toda a potência do resistor é liberada em calor.

Como camada resistiva, é usado um filme fino de metal ou óxido, por exemplo, cromo, dióxido de rutênio (como mostrado na figura acima). As características dos resistores dependem do material do qual este filme é composto. A camada resistiva de resistores individuais é um filme de até 10 mícrons de espessura, feito de um material com baixo TCR (coeficiente de temperatura de resistência), o que confere estabilidade a altas temperaturas de parâmetros e a possibilidade de criar elementos de alta precisão, um exemplo de tal material é constantan, mas as classificações de tais resistores raramente excedem 100 ohms.

As almofadas do resistor são formadas a partir de um conjunto de camadas. A camada de contato interna é feita de materiais caros, como prata ou paládio. O intermediário é feito de níquel. E o exterior é estanho de chumbo. Esse design se deve à necessidade de garantir alta adesão (coesão) das camadas. A confiabilidade dos contatos e do ruído dependem deles.

Para reduzir os componentes parasitas, chegam às seguintes soluções tecnológicas ao formar uma camada resistiva:

Forma de camada resistiva

Figura 8 — A forma da camada resistiva

A instalação de tais elementos é realizada em fornos e em oficinas de radioamadorismo com ferro de solda, ou seja, com jato de ar quente. Portanto, durante sua produção, é dada atenção à curva de temperatura de aquecimento e resfriamento.


Curva de aquecimento e resfriamento ao soldar resistores SMD

Figura 9 — curva de aquecimento e resfriamento ao soldar resistores SMD

conclusões

O uso de componentes montados na superfície teve um efeito positivo no peso e nas dimensões do equipamento eletrônico, bem como nas características de frequência do elemento. A indústria moderna produz a maioria dos elementos comuns em projetos SMD. Incluindo: resistores, capacitores, diodos, LEDs, transistores, tiristores, circuitos integrados.

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