SMD 电阻器——类型、参数和特性

电阻器是具有某种电阻的元件。它在电子和电气工程中用于限制电流或获得所需的电压（例如，使用电阻分压器）。贴片电阻就是表面贴装电阻，换句话说就是表面贴装电阻。

电阻器的主要特性是标称电阻，以欧姆为单位，它取决于电阻层的厚度、长度和材料，以及功率耗散。

表面贴装电子元件的特点是尺寸小，因为它们没有传统意义上的连接端子。批量安装项目需要很长时间。

以前，在组装电子设备时，他们将电路元件相互连接（铰接组件）或将它们穿过印刷电路板放入相应的孔中。在结构上，它们的结论或接触是以元件主体上的金属化垫的形式进行的。在微电路和表面贴装晶体管的情况下，元件具有短而刚性的“腿”。

SMD 电阻器的主要特性之一是它们的尺寸。这是盒子的长度和宽度，根据这些参数，选择与电路板布局相对应的元素。通常，文档中的尺寸以四位数字的缩写形式书写，其中前两位数字表示元素的长度，单位为毫米，第二对字符表示宽度，单位为毫米。然而，实际上，尺寸可能与标记不同，具体取决于元件的类型和系列。

贴片电阻的典型尺寸及其参数

 图 1 — 解码标准尺寸的名称。

1.贴片电阻 0201:

L = 0.6 毫米； W = 0.3 毫米； H = 0.23 毫米； L1 = 0.13 米。

• 额定值范围：0 欧姆、1 欧姆 — 30 MΩ

• 与标称的允许偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 额定功率：0.05W

• 工作电压：15V

• 最大允许电压：50 V

• 工作温度范围：–55 — +125°C

2.贴片电阻 0402:

L = 1.0 毫米； W = 0.5 毫米； H = 0.35 毫米； L1 = 0.25 毫米。

• 额定值范围：0 欧姆、1 欧姆 — 30 MΩ

• 与标称的允许偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 额定功率：0.062W

• 工作电压：50V

• 最大允许电压：100 V

• 工作温度范围：–55 — +125°C

3.贴片电阻 0603:

L = 1.6 毫米； W = 0.8 毫米； H = 0.45 毫米； L1 = 0.3 毫米。

• 额定值范围：0 欧姆、1 欧姆 — 30 MΩ

• 与标称的允许偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 标称功率：0.1W

• 工作电压：50V

• 最大允许电压：100 V

• 工作温度范围：–55 — +125°C

4.贴片电阻 0805:

L = 2.0 毫米； W = 1.2 毫米； H = 0.4 毫米； L1 = 0.4 毫米。

• 额定值范围：0 欧姆、1 欧姆 — 30 MΩ

• 与标称的允许偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 额定功率：0.125W

• 工作电压：150V

• 最大允许电压：200 V

• 工作温度范围：–55 — +125°C

5.贴片电阻 1206:

L = 3.2 毫米； W = 1.6 毫米； H = 0.5 毫米； L1 = 0.5 毫米。

• 额定值范围：0 欧姆、1 欧姆 — 30 MΩ

• 与标称的允许偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 标称功率：0.25W

• 工作电压：200V

• 最大允许电压：400 V

• 工作温度范围：–55 — +125°C

6.贴片电阻 2010:

L = 5.0 毫米； W = 2.5 毫米； H = 0.55 毫米； L1 = 0.5 毫米。

• 额定值范围：0 欧姆、1 欧姆 — 30 MΩ

• 与标称的允许偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 标称功率：0.75W

• 工作电压：200V

• 最大允许电压：400 V

• 工作温度范围：–55 — +125°C

7. 贴片电阻 2512:

L = 6.35 毫米； W = 3.2 毫米； H = 0.55 毫米； L1 = 0.5 毫米。

• 额定值范围：0 欧姆、1 欧姆 — 30 MΩ

• 与标称的允许偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 标称功率：1W

• 工作电压：200V

• 最大允许电压：400 V

• 工作温度范围：–55 — +125°C

可以看到，随着贴片电阻尺寸的增大，标称功耗在下表中也随之增大，这种依赖关系更清楚地显示出来，以及其他类型电阻的几何尺寸：

表 1 — SMD 电阻器的标记

根据尺寸，可以使用三种电阻器额定值标记中的一种​​。标记分为三种类型：

1. 用 3 位数。 在这种情况下，前两个表示欧姆数，最后一个数字为零。这就是 E-24 系列电阻器的命名方式，与标称值（公差）有 1% 或 5% 的偏差。带有此标记的电阻器的标准尺寸为 0603、0805 和 1206。此类标记的示例：101 = 100 = 100 Ohm

图 2 是标称值为 10,000 欧姆（也称为 10 kOhm）的 SMD 电阻器的图像。

 2. 有4个字符。 在这种情况下，前 3 位数字表示欧姆数，最后一位是零点数。这就是标准尺寸 0805、1206 的 E-96 系列电阻器的描述方式。如果字母 R 出现在标记中，则它起到分隔整数和分数的逗号的作用。因此，标记 4402 表示 44,000 欧姆或 44 kOhm。

图 3 — 44 kΩ SMD 电阻器的图像

3. 用 3 个字符的组合标记 — 数字和字母。 在这种情况下，前 2 个字符是数字，表示以欧姆为单位的编码电阻值。第三个符号是乘数。因此，标准尺寸 0603 电阻器是从 E-96 系列电阻器中标记出来的，公差为 1%。将字母转换为因子按以下顺序进行：S = 10 ^ -2； R = 10^-1； B = 10; C = 10^2； D = 10^3； E = 104; F = 10^5。

代码（前两个字符）的解码是根据下表进行的。

表 2 — 用于标记 SMD 电阻器的解码代码

图 4 — 带有三位数标记 10C 的电阻器，如果使用表格和给定的因数数，则 10 为 124 欧姆，而 C 为 10 ^ 2 的因数，等于 12 400 欧姆或 12.4千欧姆。

电阻器的主要参数

在理想电阻器中，仅考虑其电阻。实际上，情况有所不同——电阻器也有寄生感容元件。以下是等效电阻电路的一种选择：

图 5——等效电阻电路

如图所示，既有电容（电容），也有电感。它们的存在是由于每根导体都有一定的电感，而一组导体又存在寄生电容。在电阻器中，这些与其电阻层的位置及其设计有关。

这些参数在直流和低频电路中通常不会被考虑在内，但它们会对高频无线电传输电路和开关电源产生重大影响，其中电流以数十至数百 kHz 的频率流动。在此类电路中，印刷电路板导电路径布线不当的任何寄生元件都会使其无法工作。

因此，电感和电容是影响阻抗以及作为频率函数的电流和电压边缘的元件。就频率特性而言最好的是表面贴装元件，因为它们的尺寸完全相同。

图 6 — 该图显示了在不同频率下电阻器的总电阻与有源电阻的比率

阻抗包括有源电阻和寄生电感以及电容电抗。该图显示阻抗随频率增加而下降。

电阻设计

表面贴装电阻器价格低廉且便于在传送带上自动组装电子设备。然而，它们并不像看起来那么简单。

图 7 — SMD 电阻器的内部结构

该电阻器基于 Al2O3（氧化铝）基板。它是一种良好的电介质和具有良好导热性的材料，这同样重要，因为在运行期间，电阻器的所有功率都会释放为热量。

作为电阻层，使用薄金属或氧化膜，例如铬、二氧化钌（如上图所示）。电阻器的特性取决于组成该薄膜的材料。单个电阻器的电阻层是一层厚度达 10 微米的薄膜，由具有低 TCR（电阻温度系数）的材料制成，可提供高温稳定性参数和创建高精度元件的可能性，这种材料的一个例子是康铜，但这种电阻器的额定值很少超过 100 欧姆。

电阻垫由一组层形成。内部接触层由昂贵的材料制成，例如银或钯。中间体由镍制成。外面的是铅锡。这种设计是由于需要确保各层的高附着力（内聚力）。触点和噪声的可靠性取决于它们。

为了减少寄生元件，他们在形成电阻层时得出以下技术方案：

图 8——电阻层的形状

这些元件的安装是在熔炉和业余无线电车间中使用烙铁（即热空气流）进行的。因此，在它们的生产过程中，要注意加热和冷却的温度曲线。

图 9 — 焊接 SMD 电阻器时的加热和冷却曲线

结论

使用表面贴装元件对电子设备的重量和尺寸以及元件的频率特性有积极影响。现代工业生产 SMD 设计中的大部分常见元素。包括：电阻、电容、二极管、发光二极管、三极管、晶闸管、集成电路。