Что такое SMD резисторы. Как расшифровать маркировку SMD резисторов. Какие типы SMD резисторов существуют. Как правильно выбрать и применять SMD резисторы в электронных схемах. Какие особенности нужно учитывать при работе с SMD резисторами.
Что такое SMD резисторы и в чем их преимущества
SMD резисторы (Surface Mounted Device) — это миниатюрные резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа на печатные платы. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными выводными резисторами:
- Компактные размеры, позволяющие создавать миниатюрные устройства
- Возможность автоматизированного монтажа, что ускоряет и удешевляет производство
- Лучшие частотные характеристики за счет меньшей паразитной индуктивности
- Широкий диапазон номиналов и мощностей
- Высокая надежность и стабильность параметров
Благодаря этим преимуществам SMD резисторы стали стандартом в современной электронике и широко применяются в самых разных устройствах — от смартфонов до промышленного оборудования.
Типы и размеры SMD резисторов
SMD резисторы выпускаются в нескольких стандартных типоразмерах, обозначаемых четырехзначным кодом:
- 0201 — 0.6 x 0.3 мм
- 0402 — 1.0 x 0.5 мм
- 0603 — 1.6 x 0.8 мм
- 0805 — 2.0 x 1.25 мм
- 1206 — 3.2 x 1.6 мм
- 1210 — 3.2 x 2.5 мм
- 2010 — 5.0 x 2.5 мм
- 2512 — 6.3 x 3.2 мм
Чем больше физический размер, тем большую мощность рассеивания имеет резистор. Наиболее распространенными являются типоразмеры 0603 и 0805.
Как расшифровать маркировку SMD резисторов
Из-за малых размеров на корпусе SMD резисторов нет места для полной маркировки номинала. Вместо этого используется кодировка из 3-4 цифр или букв. Существует несколько систем маркировки:
Трехзначная маркировка
Первые две цифры — значащие, третья — множитель (количество нулей). Например:
- 103 = 10 x 1000 = 10 кОм
- 472 = 47 x 100 = 4.7 кОм
- 220 = 22 x 1 = 22 Ом
Четырехзначная маркировка
Первые три цифры — значащие, четвертая — множитель. Например:
- 1002 = 100 x 100 = 10 кОм
- 4701 = 470 x 10 = 4.7 кОм
- 2200 = 220 x 1 = 220 Ом
Буквенно-цифровая маркировка
Используется для резисторов с сопротивлением менее 100 Ом. Буква R обозначает десятичную точку. Например:
- 4R7 = 4.7 Ом
- R47 = 0.47 Ом
- 0R1 = 0.1 Ом
Зная эти принципы, можно легко определить номинал любого SMD резистора по его маркировке.
Особенности выбора SMD резисторов для различных применений
При выборе SMD резисторов для конкретной схемы необходимо учитывать несколько ключевых параметров:
Номинальное сопротивление
Это основной параметр, определяемый схемой. SMD резисторы выпускаются в широком диапазоне номиналов от долей Ома до десятков МегаОм.
Допустимое отклонение (tolerance)
Показывает максимальное отклонение реального сопротивления от номинала. Типичные значения: ±1%, ±5%, ±0.1%. Чем меньше допуск, тем дороже резистор.
Максимальная рассеиваемая мощность
Зависит от размера корпуса. Например, для 0603 обычно 0.1 Вт, для 1206 — 0.25 Вт. Превышение этого параметра ведет к перегреву и выходу из строя.
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС)
Показывает, насколько меняется сопротивление при изменении температуры. Измеряется в ppm/°C (миллионных долях на градус). Чем меньше ТКС, тем стабильнее резистор.
Рабочее напряжение
Максимальное напряжение, которое можно прикладывать к резистору. Обычно от 50 до 200 В в зависимости от размера.
Правильный выбор этих параметров обеспечит надежную работу устройства в заданных условиях эксплуатации.
Применение SMD резисторов в аналоговых и цифровых схемах
SMD резисторы широко используются как в аналоговых, так и в цифровых схемах. Вот несколько типичных применений:
В аналоговых схемах:
- Делители напряжения
- Токоограничивающие резисторы
- Нагрузочные резисторы
- Элементы фильтров
- Обвязка операционных усилителей
В цифровых схемах:
- Подтягивающие (pull-up) и стягивающие (pull-down) резисторы
- Согласование линий передачи данных
- Токоограничение для светодиодов
- Резисторы в цепях сброса (reset)
При проектировании важно учитывать не только номинал, но и другие параметры резисторов, особенно в прецизионных аналоговых схемах.
Особенности монтажа и пайки SMD резисторов
Монтаж SMD резисторов имеет свои особенности по сравнению с выводными компонентами:
- Требуется специальный паяльник с тонким жалом или паяльная станция с горячим воздухом
- Необходимо использовать тонкий припой (0.5-0.8 мм) и качественный флюс
- Важно точное позиционирование компонента на контактные площадки
- Пайка производится быстро, чтобы не перегреть компонент
- При ручном монтаже удобно использовать пинцет для работы с мелкими деталями
При массовом производстве SMD резисторы обычно монтируются автоматически с помощью установщиков компонентов и систем пайки оплавлением.
Как правильно рассчитать мощность SMD резистора
Правильный расчет мощности критически важен для надежной работы SMD резистора. Основные шаги:
- Определите максимальный ток через резистор (I)
- Рассчитайте рассеиваемую мощность по формуле P = I² * R, где R — сопротивление
- Выберите резистор с номинальной мощностью минимум в 2 раза больше расчетной
- Учтите возможный нагрев от соседних компонентов
- При необходимости используйте резистор большего размера или несколько параллельных резисторов
Например, если расчетная мощность 0.08 Вт, следует выбрать резистор на 0.25 Вт (типоразмер 1206 или больше).
Тенденции развития технологии SMD резисторов
Технология SMD резисторов продолжает развиваться. Основные тенденции:
- Уменьшение размеров (уже доступны резисторы типоразмера 01005)
- Повышение точности и стабильности параметров
- Увеличение максимальной рабочей температуры
- Разработка специализированных резисторов для конкретных применений
- Улучшение устойчивости к влаге и агрессивным средам
- Снижение стоимости при сохранении качества
Эти тенденции позволяют создавать все более компактные и надежные электронные устройства, отвечающие современным требованиям.
Онлайн калькулятор маркировки SMD резистора
Введите маркировку резистора прямо на изображение его корпуса ниже и вы увидите номинал этого смд резистора под ним. У меня на сайте также есть калькулятор цветовой маркировки резисторов. Калькулятор маркировки SMD резисторов принимает значения:
- Из трех цифр (123)
- Из двух цифр с разделителем в виде буквы R (4R7)
- Из четырех цифр (1234)
- Из трех цифр с разделителем в виде буквы R (4R37)
- Обозначение из таблицы EIA-96 из двух цифр и одной латинской буквы из ряда «ZYRXSABHCDEF» (02A)
Сопротивление резистора:
Примеры расшифровок резисторов
Резисторы с двумя цифрами и разделителем (4R7 1R0 2R2)
В данном случае «R» выступает в качестве десятичной запятой. Таким образом:
- 2R2 — 2.2 Ом
- 1R0 — 1 Ом
- 4R7 — 4.7 Ом
Резисторы с тремя цифрами (103 102 100)
У таких резисторов первые две цифры являются значением, а третья цифра обозначает количество нулей после значения.
- 100 — 10 Ом
- 102 — 1 000 Ом или 1 КОм
- 103 — 10 000 Ом или 10 КОм
Резисторы с четырьмя цифрами (0805 1206 2512)
Как и в прошлых примерах, первые цифры напрямую являются значением, а последняя цифра означает количество нулей после значения:
- 0805 — 8 000 000 Ом или 8 МОм
- 1206 — 120 000 000 Ом или 120 МОм
- 2512 — 25 100 Ом или 25.1 КОм
Резистор 000
Существуют SMD резисторы с нулевым сопротивлением. Они обозначаются нулями (0, 00 или 000), или могут иметь продольную черту на корпусе. Подобные резисторы часто используются в качестве предохранителей. Так как, не смотря на практически нулевое сопротивление, они все же имеют определенную мощность, которая зависит от размера резистора. Об этом я напишу ниже.
Мощность SMD резисторов
Показатель максимальной мощности в маркировку на таких маленьких корпусах поместить было просто не возможно.
Но мы все равно можем определить максимальную мощность смд резистора при помощи штангенциркуля, ну или хотя бы обычной линейки. Дело в том что мощность зависит от размера корпуса smd резистора. Поэтому они делятся на типоразмеры и обозначаются цифрами, которые означают длину и ширину корпуса в дюймах. Вот таблица с помощью которой вы сможете определить допустимую мощность резистора в smd исполнении:
| Размер в дюймах | Длинна в мм | Ширина в мм | Мощность при 70°C в Ватт |
| 0075 | 0,3 | 0,15 | 0,02 |
| 01005 | 0,4 | 0,2 | 0,03 |
| 0201 | 0,6 | 0,3 | 0,05 |
| 0402 | 1 | 0,5 | 0,063 |
| 0603 | 1,6 | 0,8 | 0,1 |
| 0805 | 2,0 | 1,25 | 0,125 |
| 1206 | 3,2 | 1,6 | 0,25 |
| 1210 | 3,2 | 2,5 | 0,5 |
| 1218 | 3,2 | 4,8 | 1 |
| 1812 | 4,5 | 3,2 | 0,75 |
| 2010 | 5 | 2,5 | 0,75 |
| 2512 | 6,4 | 3,2 | 2 |
SMD резистор
SMD резистор — это пассивный элемент электрической цепи.
У него есть определенное значение сопротивления. Резисторы используются практически во всех электронных и электрических устройствах. У меня есть статья о резисторах, их типах и назначении. Можете подробнее почитать о резисторах там.
SMD (Surface Mounted Device) расшифровывается и переводится как «Устройство монтируемое на поверхность». Подразумевается что это элементы которые припаиваются на поверхность платы. Такие резисторы очень малы, поэтому если просто написать на их корпусе номинал то это обозначение будет слишком мелким и его невозможно будет прочитать без микроскопа. Поэтому были придуманы специальные маркировки для SDM резисторов.
Отличия маркировок SMD резисторов
Как я уже написал выше, существует несколько вариантов маркировок для смд сопротивления. На самом деле отличия не значительны.
- Из трех цифр (123). Используют для резисторов с погрешностью 5%-10%
- Из двух цифр с разделителем в виде буквы R (4R7). Используют для резисторов номиналов менее 10 Ом.
Такие резисторы обладают погрешностью до 5% - Из четырех цифр (1234). Используют для резисторов с погрешностью 5%-10%
- Из трех цифр с разделителем в виде буквы R (4R37). Используют для резисторов номиналов менее 100 Ом. Такие резисторы обладают погрешностью до 5%
- Обозначение из таблицы EIA-96 из двух цифр и латинской буквы (02A). Используют для резисторов с погрешностью менее 1%.
Такие резисторы обладают погрешностью до 5%SMD Резисторы в аналоговой и цифроаналоговой технике
Несмотря на кажущуюся простоту, дешевизну и распространенность, современный SMD резисторы для поверхностного монтажаявляются весьма сложным устройством, при изготовлении которого используются многие достижения современных высоких технологий.
Для того, чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на упрощенную внутреннюю структуру такого непроволочного резистора, представленную на рис.1.
Основным несущим элементом резистора является подложка, изготовленная из окиси аллюминия (Al2O3).
Этот материал обладает хорошими диэлектрическими свойствами, но помимо этого имеет очень высокую теплопроводность, что необходимо для отвода тепла, выделяющегося в резистивном слое, в окружающую среду.
Основные (но не все!) электрические характеристики резистора определяются резистивным элементом, в качестве которого чаще всего используется пленка металла или окисла, например чистого хрома или двуокиси рутения, нанесенная на подложку.
Состав, технология нанесения на подложку и характер обработки этой пленки являются важнейшими элементами, определяющими характеристики резистора, и чаще всего представляют производственный секрет фирмы производителя.
Некоторые виды — резисторы проволочные — в качестве резистивного материала используют тонкую (до 10 мкм) проволоку из материала с низким температурным коэффициентом сопротивления (например, константана), намотанную на подложку. В последнем случае номинал резистора обычно не превышает 100 Ом.
Для соединения резистивного элемента с проводниками печатной платы служат несколько слоев контактных элементов.
Внутренний контактный слой обычно выполнен из серебра или палладия, промежуточный слой представляет собой тонкую пленку никеля, а внешний – свинцово-оловянный припой.
Такая сложная контактная конструкция предназначена для обеспечения надежной взаимной адгезии слоев. От качества выполнения контактных элементов резистора зависят такие его характеристики, как надежность и токовые шумы.
Последним элементом конструкции SMD резистора является защитный слой, обеспечивающий предохранение всех элементов конструкции резистора от воздействия факторов окружающей среды и в первую очередь от влаги. Этот слой выполняется из стекла или полимерных материалов.
На рис.2. приведены обозначения геометрических параметров SMD резисторов.
Основные геометрические и некоторые электрические характеристики SMD резисторов определяются их типоразмерами, наиболее употребительные из которых приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Типоразмер |
Максимально |
Максимальное |
L, мм |
W, мм |
H, мм |
T, мм |
|
0402 |
0,0625 |
50 |
1,0±0,05 |
0,5±0,05 |
0,35±0,05 |
0,35±0,05 |
|
0603 |
0,1 |
50 |
1,6±0,15 |
0,8±0,15 |
0,45±0,1 |
|
|
0805 |
0,125 |
150 |
2,0±0,05 |
1,25±0,2 |
0,5±0,1 |
0,5±0,1 |
|
1206 |
0,25 |
200 |
3,1±0,05 |
1,6±0,15 |
0,6±0,1 |
0,6±0,1 |
|
1210 |
0,33 |
200 |
3,1±0,1 |
2,6±0,15 |
0,5±0,2 |
0,5±0,2 |
|
1812 |
0,5 |
200 |
4,5±0,1 |
3,2±0,15 |
0,5±0,2 |
0,5±0,2 |
|
2010 |
0,75 |
200 |
5,0±0,1 |
2,5±0,15 |
0,5±0,2 |
0,5±0,2 |
|
2512 |
1,0 |
200 |
6,35±0,1 |
3,2±0,15 |
0,5±0,2 |
0,5±0,2 |
Важнейшими характеристиками резисторов являются величина номинального сопротивления, допуск на эту величину и температурный коэффициент изменения сопротивления.
С этими характеристиками тесно связаны допустимая рассеиваемая мощность и тепловое сопротивление между резистором и окружающей средой.
Кроме того, в некоторых областях применения резисторов могут оказаться существенными их шумовые характеристики (особенно токовый шум) а также временная стабильность, предельная величина рабочего напряжения, зависимость сопротивления от приложенного напряжения и частотные параметры резистора (характеристики его эквивалентной схемы на различных частотах).
Рассмотрим важнейшие из этих характеристик с точки зрения применения резисторов в аналоговых и цифроаналоговых электронных устройствах. Таковыми являются величина номинального сопротивления, допуск на эту величину и температурный коэффициент изменения сопротивления.
Допуск на величину номинального сопротивления задается в процентах от номинального значения сопротивления.
Номинальное значение – это величина сопротивления резистора, измеренная при фиксированных значениях факторов внешних воздействий.
Важнейшим среди этих факторов является температура. Обычно номинальное значение сопротивления приводится для температуры +20°С и нормального атмосферного давления.
SMD резисторы выпускаются с допусками на номинальное сопротивление в пределах от ±0.05% до ±5%. Разработчикам следует иметь в виду, что самыми распространенными, доступными и дешевыми являются резисторы с допуском на номинальное значение ±5% и ±1%.
Более точные резисторы обычно требуют предварительного заказа и их стоимость возрастает в несколько раз.
Температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) называется величина, характеризующая обратимое относительное изменение сопротивление резистора при изменении его температуры на 1°С.
Следует иметь в виду, что изменение температуры резистора может происходить как из-за изменения температуры окружающей среды, так и из-за его саморазогрева.
Значение ТКС определяется по формуле:
ТКС=DR/(R*DТ)
где DR – абсолютное значение изменения сопротивления при изменении температуры резистора на величину DТ,
R – номинальное значение сопротивления резистора.
Величина ТКС измеряется в 1/ °С, однако, чаще всего ее измеряют в единицах ppm (1ppm=10E-6 1/°С). Современные SMD резисторы выпускаются со значением ТКС в пределах от ±5 до ±200 ppm.
Интересно сопоставить влияние на общее отклонение от номинального значения сопротивления резистора его допуска и температурного изменения. Это сопоставление можно выполнить введением такого параметра, как критическая температура Тк, определяемая как изменение температуры резистора, при которой изменение его сопротивления, определяемое величиной ТКС, сравняется с допуском на номинальное сопротивление.
Значение Тк для различных значений допусков и ТКС приведено в таблице 2.
Таблица 2
|
Допуск на номинальное значение сопротивления резистора, % |
|||||||
|
ТКС, ppm |
5 |
2 |
1 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
0,05 |
|
Значение критической температуры Тк, °C |
|||||||
|
±200 |
250 |
100 |
50 |
25 |
10 |
5 |
2,5 |
|
±100 |
500 |
200 |
100 |
50 |
20 |
10 |
5 |
|
±50 |
400 |
200 |
100 |
40 |
20 |
10 |
|
|
±25 |
400 |
200 |
80 |
40 |
20 |
||
|
±15 |
333 |
133 |
67 |
33 |
|||
|
±10 |
500 |
200 |
100 |
50 |
|||
|
±5 |
400 |
200 |
100 |
||||
Из этой таблицы видно, что выпуск резисторов с допуском ±0.
05% и ТКС равным ±25… ±200ppm является бессмысленным, так как изменение температуры резистора на 20°С может иметь место даже за счет его саморазогрева.
В то же время критическая температура для резисторов с допуском ±0.05% меньше диапазона допустимой рабочей температуры, которая для большинства SMD резисторов составляет от –55 до +125 °С.
Рассмотрим пример простейшей аналоговой схемы – инвертора на операционном усилителе (рис.3.) и оценим ее точностные характеристики с точки зрения применяемых резисторов.
Коэффициент передачи этой схемы К без учета погрешностей, вносимых операционным усилителем, определяется выражением:
К=-U1/U2=-R3/R1.
Учитывая малое значение допуска на величину номинального сопротивления резистора, можно с достаточной степенью точности утверждать, что при наихудшем сочетании допусков на резисторы допуск на значение К в два раза больше допуска на номинал резистора.
Это значит, что для применяя в данной схеме SMD резисторы наивысшей точности и без учета влияния нагрева резисторов невозможно достижение точности коэффициента передачи выше ±0.
1%!
Такой точности явно недостаточно для многих аналоговых устройств. К счастью, в действительности ситуация несколько легче. Дело в том, что в приведенном выражении для коэффициента передачи его точность определяется не абсолютными значениями сопротивлений резисторов R1 и R3, а их отношением.
Если для схемы используются резисторы одной фирмы и одной партии, то значения их ТКС и номинальных значений могут быть значительно ближе, чем паспортные данные на каждый резистор в отдельности.
Это позволяет существенно повысить результирующую точность схемы, как при нормальной температуре, так и при ее изменении.
Однако, на практике применить предложенный подход к уменьшению погрешности схем не так просто!
В рассмотренной выше схеме он хорошо работает только при К=-1, так как для этого требуются одинаковые резисторы, которые могут быть выбраны из одной партии. При других значениях К эта схема не даст требуемой точности, так как для резисторов разных номиналов вероятность расхождения параметров (особенно ТКС) существенно возрастает.
Для выхода из этого затруднения при К=-2 можно предложить схему, представленную на рис.4.
В этой схеме, несмотря на кажущуюся на первый взгляд ее нелогичность (два последовательно соединенных резистора вместо одного), можно применить резисторы одного номинала, из одной партии и, таким образом, использовать все преимущества предложенного выше подхода к повышению точности схемы.
Совершенно ясно, что подобный подход может быть использован и для других значений коэффициентов передачи К.
В заключение можно сформулировать несколько простых правил применения резисторов в аналоговых и цифроаналоговых схемах, способствующих уменьшению погрешностей.
1. Рекомендуется использовать такие схемные решения, в которых конечная погрешность схемы определяется не абсолютными значениями резисторов, а их отношениями.
2. По возможности следует использовать в схеме максимальное количество резисторов одного номинала. Для получения резисторов различных номиналов рекомендуется использовать комбинации из последовательного и/или параллельного соединения резисторов одного номинала.
3. Для прецизионных схем рекомендуется использовать резисторы самых больших типоразмеров, обеспечивающих наилучший отвод тепла и, таким образом, уменьшающих саморазогрев резисторов.
Семенякина О.А.
ЗАО «Реом СПб»
Внимание! Все материалы сайта охраняются законом об авторском праве. Любая перепечатка информации, изложенной в любом разделе допускается только со ссылкой на страницу, откуда взята перепечатанная информация.
Смотрите также: резисторы сп39
<< Предыдущая Следующая >>
: 100
: 100
: 100
: 100
7 кОм 0603 Чип-резистор — монтаж на поверхность ROHS
: 100
: 100
: 100
5mW Thick Film Resistors ±1% Чип-резистор 10 кОм 0402 — монтаж на поверхность ROHS
: 100
: 100
555 -555559 ~ 100.
: 100
: 100
: 100
1000008
: 100
5mW
Техническая спецификация
Дистрибьютор, интернет-магазин – Transfer Multisort Elektronik
Для продвинутых приложений, особенно для очень высоких значений частот колебаний тока в цепи 1ГГц и выше, также может оказаться важным учитывать внутреннюю, так называемую паразитную индуктивность и емкость компонента, так как они могут существенно изменить его природа. Это вопрос, связанный с эквивалентной схемой резистора, в которой учитываются все три параметра (электрическое сопротивление, емкость и индуктивность). Однако в подавляющем большинстве приложений имеет значение только сопротивление, так как двумя другими значениями обычно можно пренебречь.
Вместо этого они припаяны к площадке, не покрытой паяльной маской, то есть к открытому пятну меди на поверхности печатной платы. Это облегчает процесс проектирования двусторонних плат с электронными компонентами и дорожками как на верхней, так и на нижней поверхностях.
Здесь следует упомянуть, что они могут быть обозначены в метрических или имперских единицах. Например, очень распространенный размер упаковки 0603 доступен в обоих вариантах, что иногда может сбивать с толку. Однако чаще всего используются маркировки в имперских единицах. Первые две цифры соответствуют длине компонента (например, 0,06 дюйма), а следующие две указывают его ширину (например, 0,03 дюйма). Наиболее популярные размеры включают 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 и 2512. Резисторы также могут поставляться в цилиндрических корпусах, например, minimelf 0204 или melf 0207. Вы также можете найти 9 резисторов.Силовые резисторы 1366 SMD заключены в более крупные корпуса, которые менее распространены для резисторов и способны рассеивать и выделять в окружающую среду значительно больше тепла.
Резисторы можно соединять последовательно или параллельно, чтобы получить значение сопротивления, необходимое для данного проекта.
В таком случае большее значение может иметь миниатюризация конечного продукта и, следовательно, выбор пассивных компонентов в минимально возможных корпусах.
