Una guida su cosa sono i resistori PCB e i suoi tipi

Introduzione

Come altri dispositivi resistivi, i resistori PCB hanno due terminali, o conduttori, con valori di resistenza coincidenti. I tipi di resistori sono disponibili in molte forme, dimensioni e materiali. Questo può rendere molto difficile da capire.

Resistori PCB

In questa guida, analizzeremo ciò che è necessario sapere sui resistori PCB e sui loro tipi e, si spera, rimuoveremo ogni confusione. H2: Cosa sono i resistori?

Come funziona un resistore in un PCB?

Un resistore converte l'energia elettrica in energia termica e il valore della sua resistenza determina la quantità di calore prodotta dalla conversione.

Un resistore in un PCB funge da partitore di tensione tra due punti per creare una tensione di uscita inferiore alla tensione di ingresso. Ciò riduce la quantità di energia necessaria per il funzionamento, riducendo al minimo le perdite di potenza e aumentando l'efficienza.

Perché usiamo un resistore in un PCB?

Quando usiamo un resistore in un PCB, è per controllare il flusso di elettricità. Il resistore consente alla corrente elettrica di passare attraverso un circuito.

I resistori sono realizzati con un materiale che ha un'elevata resistenza e la differenza di potenziale tra due punti sul resistore aumenta all'aumentare della sua temperatura.

Maggiore è il valore della resistenza, minore sarà la corrente che la attraversa. Al contrario, se non fosse presente alcuna resistenza, tutta l'elettricità passerebbe direttamente attraverso di essa e non ci sarebbe alcuna caduta di tensione in nessun punto del circuito.

Diversi tipi di resistori

Le resistenze sono un componente comune sui circuiti stampati e ne esistono due tipi: resistenze lineari e resistenze non lineari.

I resistori sono utili per controllare la corrente e la tensione, nonché per proteggere i circuiti.

Resistori lineari

Questo resistore presenta una relazione lineare tra corrente e tensione, il che significa che raddoppiando la tensione, la corrente che lo attraversa raddoppierà. Inoltre, è economico e facile da trovare nei circuiti integrati, quindi è piuttosto utile in applicazioni come gli alimentatori switching.

Anche i resistori lineari hanno pochi tipi, fissi e variabili.

Resistori fissi

Resistori a valore fisso. Sono progettati per avere una resistenza specifica, quindi non sono regolabili. Il resistore a valore fisso più comune è il resistore a film di carbonio . Questo tipo di resistore presenta un sottile strato di carbonio sulla sua superficie, che permette il passaggio della corrente elettrica.

Composizione di carbonio

Si tratta di un tipo di resistore utilizzato in applicazioni in cui è necessario ridurre correnti elevate. Questi resistori presentano un'elevata tolleranza alle variazioni di temperatura e sono in grado di gestire tensioni elevate, il che li rende ideali per applicazioni ad alta tensione . Inoltre, hanno una lunga durata, il che li rende adatti ad applicazioni in cui verranno utilizzati frequentemente per lunghi periodi di tempo.

Pellicola sottile

Costituito da un sottile strato di ossidi metallici o polimeri. Lo spessore e la composizione dell'ossido metallico o del polimero determineranno il valore di resistenza del resistore.

Spesso vengono creati mediante elettrodeposizione o sputtering di uno strato sottilissimo di metallo su un substrato . Per la creazione di resistori a film sottile si possono utilizzare anche metodi di microlavorazione ed evaporazione.

Film spesso

Realizzato con uno spesso film di materiale conduttivo. Sono spesso utilizzati al posto dei resistori a filo avvolto, che una volta erano i tipi più comuni di resistori.

Questi resistori sono realizzati in materiale ceramico , il che li rende più resistenti rispetto ai resistori a film sottile. Inoltre, presentano una maggiore tolleranza alle fluttuazioni di temperatura, risultando ideali per applicazioni ad alta temperatura.

Filo avvolto

Per stabilire un canale elettrico, un filo sottile viene attorcigliato attorno al polo centrale di questo tipo di resistore. La resistenza di questi resistori è determinata dal numero di strati e dallo spessore di ciascuno strato.

fusibile

Resistori che puoi sciogliere. Hanno un collegamento fusibile al loro interno, che è come un piccolo pezzo di filo che si scioglie a una certa temperatura. Quando lo fa, apre il circuito e impedisce all'alimentazione di passare attraverso il resistore. Se un fusibile si brucia, significa che c'era troppa corrente che scorreva nel circuito e doveva essere spento.

Resistori variabili

I resistori variabili sono resistori che hanno una resistenza regolabile. Di solito vengono utilizzati nei circuiti per controllare la quantità di corrente che passa attraverso un circuito o per impostare un livello di tensione preciso. Esistono due tipi principali: potenziometri e reostati.

Potenziometri

Questi hanno tre terminali (il terzo terminale è solitamente collegato a terra): un'estremità che si collega a terra, un'altra estremità che si collega alla sorgente di tensione e un terzo terminale chiamato tergicristallo che può spostarsi avanti e indietro tra gli altri due terminali.

Quando giri la manopola su un potenziometro, stai spostando questo filo rispetto agli altri fili.

I potenziometri sono spesso utilizzati come controlli del volume nei sistemi audio perché consentono transizioni graduali da livelli di volume bassi a livelli alti e viceversa.

Reostati

Si tratta di resistori variabili con solo due terminali: un'estremità si collega a terra e l'altra estremità si collega direttamente alla fonte di alimentazione del circuito.

I reostati funzionano diversamente dai potenziometri perché non hanno fili interni; invece, usano contatti scorrevoli all'interno del loro involucro per modificare la quantità di corrente che li attraversa in base a quanto sono aperti.

Resistori non lineari

Questi resistori variano la loro resistenza in un intervallo di valori. Sono spesso utilizzati in circuiti che richiedono il funzionamento simultaneo di più resistori indipendenti, come ad esempio nell'illuminazione a LED . Vengono inoltre impiegati per realizzare divisori di tensione, che suddividono una tensione di ingresso in due o più tensioni di uscita.

Anche i resistori non lineari hanno diversi tipi:

Termistori

Resistori con coefficiente di temperatura negativo. Ciò significa che all'aumentare della temperatura, la loro resistenza diminuisce. I termistori sono generalmente realizzati con materiali ad alta conduttività termica, come nichel o ossido di rame .

Resistori varistori

Conosciuto anche come resistori variabili. Sono un tipo di resistore che può essere modificato da un'alta resistenza a una bassa resistenza applicando loro una tensione.

Un tipo di resistore progettato per assorbire la tensione in eccesso e dissiparla sotto forma di calore. Sono tipicamente utilizzati in circuiti con tensioni elevate, come quelli utilizzati per l'illuminazione o la trasmissione di potenza.

Foto resistore

È tipicamente realizzato con un materiale semiconduttore che modifica la propria resistenza se esposto alla luce. L'entità della variazione dipende dalla quantità di luce presente, il che lo rende uno strumento utile per rilevare le condizioni di illuminazione ambientale. Il suo funzionamento si basa sulla relazione tra tensione e corrente.

Resistori a montaggio superficiale

Realizzati in materiale semiconduttivo, il che significa che possono essere utilizzati per creare circuiti a bassa resistenza.

Il vantaggio principale dell'utilizzo di resistori a montaggio superficiale è che risparmiano spazio su un circuito stampato e sono più affidabili di altri tipi di resistori perché non richiedono alcuna saldatura o saldatore durante l'installazione in posizione.

Cose da considerare quando si sceglie il resistore PCB

I resistori PCB sono un componente chiave del tuo circuito e la loro selezione può avere un grande impatto sul modo in cui funziona il tuo circuito. Ecco alcune cose da considerare quando si scelgono i resistori PCB:

resistenza all'usura

Sarà la proprietà più comune che dovrai considerare quando scegli il tuo resistore PCB. La resistenza viene misurata in ohm, controllando la quantità di corrente che passa attraverso un circuito.

Se hai un'applicazione in cui farai passare molta corrente attraverso una piccola area, allora ti consigliamo di scegliere un resistore con un basso valore di resistenza. Al contrario, se la tua applicazione richiederà solo piccole quantità di corrente, ti consigliamo di scegliere un resistore con un valore di resistenza elevato.

Tolleranza

La tolleranza di un resistore è la quantità di variazione di valore che può essere tollerata. Ad esempio, se si dispone di un resistore di tolleranza del 5% e si misura il suo valore in 0.1 ohm, tale valore rientra nella tolleranza. Se misuri il suo valore per essere 1 ohm, allora non rientra nella tolleranza.

Dissipazione di potenza nominale

Quando si acquista una resistenza per PCB, è importante tenere presente che deve essere in grado di gestire l' alimentazione . Se l'alimentatore non è sufficientemente potente, la resistenza non sarà in grado di dissipare l'energia necessaria per svolgere la sua funzione.

Pacchetto e montaggio

Il pacchetto è il componente fisico che contiene i componenti elettrici del resistore e fornisce un modo per connettersi con altri componenti. Sono disponibili diversi tipi di pacchetti, inclusi quelli a montaggio superficiale ea foro passante. Ogni tipo ha i suoi vantaggi e svantaggi, quindi assicurati di ricercarli attentamente prima di decidere quale tipo è giusto per te.

Il montaggio si riferisce al punto in cui installerai i resistori sulla scheda del circuito. I resistori possono essere montati orizzontalmente o verticalmente sulla scheda. Ha un impatto su quanto spazio occupano e quanta corrente possono trasportare.

Tensione nominale

La tensione nominale è la tensione massima che il resistore può sopportare. Questo è importante perché determina la quantità di corrente elettrica che il resistore sarà in grado di gestire senza causare danni.

Quando si sceglie la tensione nominale di un resistore, è necessario considerare il tipo di circuito che si sta utilizzando e il tipo di applicazione per cui viene utilizzato. Ad esempio, se si utilizza un circuito a LED , sarà necessario un resistore con una tensione nominale più elevata rispetto a un circuito per un amplificatore audio.

Costruzione materiale

Ci sono molti fattori da considerare quando si sceglie il resistore PCB. Una cosa è la costruzione materiale del resistore. Ogni materiale ha il proprio set di pro e contro, quindi dovrai decidere se preferisci avere più stabilità o meno generazione di calore per il tuo progetto PCB.H3: Induttanza e capacità

Quando si sceglie la resistenza giusta per un circuito stampato, è importante considerare l'induttanza e la capacità del circuito stesso. Se si lavora con un circuito ad alta velocità, l'induttanza può rappresentare un problema: è il motivo per cui i trasformatori vengono utilizzati negli alimentatori per ridurre le fluttuazioni di tensione.

Ti consigliamo di assicurarti che la tua selezione abbia una capacità sufficientemente bassa da non interferire con le prestazioni del tuo circuito.

Gamma termica

Questa è la quantità di calore che un resistore può sopportare ed è importante perché componenti diversi avranno temperature massime diverse e vuoi assicurarti che il resistore che scegli sia in grado di gestire il calore del tuo dispositivo. Se un resistore si surriscalda, potrebbe bruciarsi o andare in cortocircuito, il che potrebbe potenzialmente rovinare il tuo progetto!

Rumore di funzionamento

Il rumore di funzionamento è il rumore elettrico generato dai componenti del circuito. Può essere amplificato dal layout del PCB e da altri componenti del sistema. Può causare interferenze in altri circuiti e sistemi.

Conclusione

È giusto trovare i resistori di cui hai bisogno e farli funzionare per te. È solo quando lo fai, puoi essere sicuro che il tuo circuito farà quello che dovrebbe fare e non ha errori. I resistori giocano un ruolo importante in ogni scheda PCB che potresti voler realizzare e da qui in avanti. Migliorerà solo quando saprai di cosa hai bisogno e potrai ordinare i valori di resistenza specifici.

Una guida ai resistori PCB e ai tipi di resistori PCB