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贴片电阻的数据手册介绍,干货满满!(一)
贴片电阻的数据手册介绍
1. 贴片电阻的基本介绍(精度、耐压、功率等)
2. 电阻的精度与价格,封装与价格之间的关系
3. 贴片电阻常用厂家、规格型号识别、价格
4. 电阻的工作温度与环境温、温漂、频率特性
1.1、什么是贴片电阻
上图展示的是一种封装的贴片电阻,它是一种片状结构。那么,为什么要做成这种样子呢?它们用在哪里呢?其实,电阻有很多种,比如:贴片电阻、插件电阻(色环电阻)、水泥电阻、功率电阻、可调电阻、压敏电阻、热敏电阻等,本文专门针对贴片电阻给大家详细讲解。
1.2 封装
一般贴片电阻是用在PCB板子上的一种电阻封装形式,这是随着电子技术的发展应运而生的,大量应用在集成线路板上的,具有体积小、加工方便、价格低等优点。那么,封装表示的是它的尺寸规格及对应的功率,不同的封装规格也对应不同的耐压,而且,同一种封装规格,也有各自的精度和阻值,这些都会在本文给大家一一讲解。
对于贴片电阻的封装,主要有以下规格:
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Type
01005
0201
0402
0603
0805
1206
1210
1812
2010
2512
上面是贴片电阻的10种封装了。那么,刚刚也提到过,每种封装它都有唯一对应的尺寸和耐压,这都是行业规定的,每个生产厂家都要按照这个标准来生产制造。那么,型号标识、丝印、尺寸精度、阻值精度、温漂、价格等等这些,不同的厂家生产出来的贴片电阻会有所不同。
作为电子工程师来说,需要对这些贴片电阻的根据产品的要求来进行选型了。随着技术的进步,近几年,国内的一些厂家制造工艺和质量管控也得到了巨大提升,所以,除非客户指定国外品牌,还是建议广大电子工程师支持国产品牌。那么,学习了本文之后,大家也会知道,什么样的贴片电阻适合自己的产品设计需求,也会让设计出来的产品鲁棒性会得到大大地提升。有时候,我们能够从设计上完美规避掉的风险,尽量从设计角度出发,这也是我们广大电子工程师应该具备的基本技能。
我们也说了,不同的封装是由不同的尺寸的,下面列举了不同封装所对应的尺寸:
序号
封装
尺寸(mm)
L
W
H
A
B
1
01005
0.40±0.02
0.20±0.02
0.13±0.02
0.10±0.05
0.10±0.03
2
0201
0.60±0.03
0.30±0.03
0.23±0.03
0.10±0.05
0.15±0.05
3
0402
1.00±0.10
0.50±0.05
0.35±0.05
0.20±0.10
0.25±0.10
4
0603
1.60±0.10
0.80±0.10
0.45±0.10
0.30±0.20
0.30±0.20
5
0805
2.00±0.15
1.25+0.15
/-0.10
0.55±0.10
0.40±0.20
0.40±0.20
6
1206
3.10±0.15
1.55+0.15
/-0.10
0.55±0.10
0.45±0.20
0.45±0.20
7
1210
3.10±0.10
2.60±0.20
0.55±0.10
0.50±0.25
0.50±0.20
8
1812
4.50±0.20
3.20±0.20
0.55±0.20
0.50±0.20
0.50±0.20
9
2010
5.00±0.10
2.50±0.20
0.55±0.10
0.60±0.25
0.50±0.20
10
2512
6.35±0.10
3.20±0.20
0.55±0.10
0.60±0.25
0.50±0.20
这里大家需要注意一点的就是,不同的厂家,它的加工尺寸误差会有所不同。这里用厚生和国巨的0805封装尺寸进行对比:
品牌
封装
L
W
H
A
B
厚声
0805
2.00±0.15
1.25+0.15
/-0.10
0.55±0.10
0.40±0.20
0.40±0.20
国巨
0805
2.00±0.10
1.25±0.10
0.50±0.10
0.35±0.20
0.35±0.20
通过上面的表格对比可以知道,不同品牌的尺寸和误差是有区别的。
1.3 功率和耐压
其实,对于这10种封装而言,它们会应用在不同的电子产品领域。比如说01005、0201、0402,这种尺寸相对较小的封装,主要应用在手机、平板电脑、行车记录仪等等这些通讯消费类电子产品上,因为它具备尺寸小的优点。而0603~2512应用的领域主要是在,比如说智能家居产品、空调风机、充电桩、油烟机等等这些工业及家电产品类的电子产品上,因为它的功率、耐压等参数满足设计需求。下面给大家列出了,不同封装对应的功率和耐压:
序号
Type
功率
耐压
1
01005
1/32W
15V
2
0201
1/20W
25V
3
0402
1/16W
50V
4
0603
1/10W
50V
5
0805
1/8W
150V
6
1206
1/4W
200V
7
1210
1/3W 1/2W
200V
8
1812
1/2W
3/4W-S
200V
9
2010
1/2W
3/4W-S
200V
10
2512
1W
200V
注意:不同品牌的封装,所对应的功率会有些许不同,但大体都一样。
1.4 精度等级及丝印
我们知道,每个阻值的电阻加工出来并不能做到绝对精准的,所以,就有误差这个概念了。那么对应到每个不同的阻值,它就有了一个精度范围。这里大家要了解一个概念,对于电阻的精度来说,它是在电阻加工出来之后,经过筛选分别得到的不同的电阻精度的,比如说,10K ±1% 和 10K ±5%这两种不同精度的电阻。那么,贴片电阻的精度也是有标准的,分了几个等级,每个等级对应有不同的字母来代替,它们是一一对应的,是为了方便标识。下面就列举了电阻的精度等级以及对应的字母代码:
精度
±0.5%
±1%
±2%
±5%
±10%
代码
D
F
G
J
K
来举个例子,比如:1K ±1%的贴片电阻,它的阻值是在990Ω~1010Ω范围内,既有向上的误差,也有向下的误差,那么,它对应的代码精度是F,这个字母代码我们在后面介绍的厂家型号标识里面会体现出来。这里需要特别说明是0Ω电阻,我们知道,作为一个导体,它并不能做到阻值绝对0Ω是吧,否则,就没有超导体这个说法了是吧。其实,对于0Ω电阻来说,它也有mΩ级别的阻值的,比如说20mΩ,那么在这个基础上它也有一个误差范围,也有它的精度等级。这也是让很多电子工程师迷惑过的地方。通常情况下,我们用的比较多的电阻精度等级一般是±1%、±5%。
那么除了上面的精度等级及字母代码标识以外,在贴片电阻的封装顶部,也会用丝印标出相应的阻值,同时也包含了精度信息。所以,丝印包含了2层含义:阻值和精度。那么,它们是如何标识出来的呢?有一个什么样的标准呢?
对于01005、0201、0402这三种封装的贴片电阻来说,由于它的尺寸相对很小,是无法在封装的顶部来标出这样的丝印,所以我们说的丝印标识是不包含在这三种封装的。对于0603~2512这7种封装的贴片电阻,我们来看一下它的丝印标识。下节课继续给大家讲解。
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贴片电阻的数据手册介绍,干货满满!(二)
作为电子工程师来说,需要对这些贴片电阻的根据产品的要求来进行选型了。随着技术的进步,近几年,国内的一些厂家制造工艺和质量管控也得到了巨大提升,所以,除非客户指定国外品牌,还是建议广大电子工程师支持国产品牌。那么,学习了本文之后,大家也会知道,什么样的贴片电阻适合自己的产品设计需求,也会让设计出来的产品鲁棒性会得到大大地提升。有时候,我们能够从设计上完美规避掉的风险,尽量从设计角度出发,这也是我们广大电子工程师应该具备的基本技能。
我们也说了,不同的封装是由不同的尺寸的,下面列举了不同封装所对应的尺寸:
这里大家需要注意一点的就是,不同的厂家,它的加工尺寸误差会有所不同。这里用厚生和国巨的0805封装尺寸进行对比:
通过上面的表格对比可以知道,不同品牌的尺寸和误差是有区别的。
1.3 功率和耐压
其实,对于这10种封装而言,它们会应用在不同的电子产品领域。比如说01005、0201、0402,这种尺寸相对较小的封装,主要应用在手机、平板电脑、行车记录仪等等这些通讯消费类电子产品上,因为它具备尺寸小的优点。而0603~2512应用的领域主要是在,比如说智能家居产品、空调风机、充电桩、油烟机等等这些工业及家电产品类的电子产品上,因为它的功率、耐压等参数满足设计需求。下面给大家列出了,不同封装对应的功率和耐压:
注意:不同品牌的封装,所对应的功率会有些许不同,但大体都一样。
1.4 精度等级及丝印
我们知道,每个阻值的电阻加工出来并不能做到绝对精准的,所以,就有误差这个概念了。那么对应到每个不同的阻值,它就有了一个精度范围。这里大家要了解一个概念,对于电阻的精度来说,它是在电阻加工出来之后,经过筛选分别得到的不同的电阻精度的,比如说,10K ±1% 和 10K ±5%这两种不同精度的电阻。那么,贴片电阻的精度也是有标准的,分了几个等级,每个等级对应有不同的字母来代替,它们是一一对应的,是为了方便标识。下面就列举了电阻的精度等级以及对应的字母代码:
来举个例子,比如:1K ±1%的贴片电阻,它的阻值是在990Ω~1010Ω范围内,既有向上的误差,也有向下的误差,那么,它对应的代码精度是F,这个字母代码我们在后面介绍的厂家型号标识里面会体现出来。这里需要特别说明是0Ω电阻,我们知道,作为一个导体,它并不能做到阻值绝对0Ω是吧,否则,就没有超导体这个说法了是吧。其实,对于0Ω电阻来说,它也有mΩ级别的阻值的,比如说20mΩ,那么在这个基础上它也有一个误差范围,也有它的精度等级。这也是让很多电子工程师迷惑过的地方。通常情况下,我们用的比较多的电阻精度等级一般是±1%、±5%。
那么除了上面的精度等级及字母代码标识以外,在贴片电阻的封装顶部,也会用丝印标出相应的阻值,同时也包含了精度信息。所以,丝印包含了2层含义:阻值和精度。那么,它们是如何标识出来的呢?有一个什么样的标准呢?
对于01005、0201、0402这三种封装的贴片电阻来说,由于它的尺寸相对很小,是无法在封装的顶部来标出这样的丝印,所以我们说的丝印标识是不包含在这三种封装的。对于0603~2512这7种封装的贴片电阻,我们来看一下它的丝印标识。下节课继续给大家讲解。
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贴片电阻的数据手册介绍,干货满满!(三)
对于0603~2512这7种封装的贴片电阻,我们来看一下它的丝印标识:
上面这幅图电阻上的丝印:103,表示的是10*10^3=10000Ω=10K,也就是说,最后一位数字3 表示的3次方的意思。那么,同理102表示的是1K,101表示的是100Ω,100表示的是10Ω。那么,如果0.5Ω该如何表示呢?它是这样表示的:R500。所以,相应的R050表示的是50mΩ,6R8表示的是6.8Ω。
类似于上面这样的丝印标识,它的精度是±5%,而对于±1%精度的丝印标识一般如下:
1)1001表示的是10*10^2=1K,1002表示的是10*10^3=10K,1502表示的是15*10^3=15K,以此类推,参考图片如下:
2)除了用四位数表示±1%精度的贴片电阻以外,还有用划线的方法,来表示±1%精度的,比如:103表示的就是10K ±1%精度的贴片电阻,562表示的就是5.6K ±1%精度的贴片电阻,参考如下:
那么,上面是丝印的一种直接读数的方法,除此之外,还有另一种丝印代码的方法:E-96代码的丝印标识方法,它的精度也是±1%,参考下图:
关于这种丝印的代码标识,它有自己的一套计算公式,大家可以去查表,不用刻意的去记住它。这样的标识方法也有它的相关标准的,作为电子工程师来说,只需要认识它了解它即可。因为知识是学不完的,不需知道怎么去研究具体怎么来的,那是厂家、标准委员会去思考的事情。
2. 封装、精度与价格之间的关系
对于电子工程师来说,一定要知道元器件的大概价格,如果你设计出来的产品成本很高,即使再优秀再完美的板子,那么在市场上没有竞争力,也是没有实际价值的。那么,可能有的刚刚毕业的工程师,和采购之间相互推诿,认为这是采购的事,价格的事由采购来谈。其实,这中间的责任没有那么绝对的明确的,有时候需要相互沟通、相互协调,等你的产品进入批量生产的时候,采购部有他们自己的指标,会和供应商沟通来压缩元器件的价格和交期的。
那么一般情况下,封装越大,价格越高。这其中还有特殊的合金贴片电阻,也会根据材料的不同,价格也有所不同,合金贴片电阻相对普通的碳膜贴片电阻贵一些。还有就是,一般情况下,精度越高,价格越高。还需要说明的是,在特殊情况下,即使±5%精度的阻值,它的价格也可能比±1%精度的电阻价格高,这是因为该电阻阻值不是标称值。这里我列一下一般标称贴片电阻组织表,大家可以参考一下:
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贴片电阻的数据手册介绍,干货满满!(四)
3.1贴片电阻常用厂家及参考价格
我们之前和大家说到了,电子工程师要对贴片电阻的价格也要了解。那么,除了封装、精度、非标称阻值对价格影响的因素以外,不同品牌的贴片电阻,它的价格也是不同的。这里我们列举了常见的贴片电阻品牌,供大家参考,如下:
上面列举了常见的品牌厂家,蓝色标识的是一般贴片电阻常用的品牌了。那么,下面列举常用封装或精度的贴片电阻所对应的大概价格:
需要注意的是,上面的这些价格会根据市场有所浮动的,这里给大家做一些参考而已。另外,根据年采购量的不同,价格也会不同,需求量越大,价格也会越低。
3.2 规格型号识别
很多工程师在设计完电路图,然后经过元器件计算,是不是要开始选型了啊?最后要出一份BOM表是吧。那么,在我们的元器件BOM表里面,不能仅仅是阻值和精度对吧,而是要专门有一列来标明具体元器件对应的厂家的型号了。所以,贴片电阻选型的时候,也要对规格型号有了解。那么,下面给大家讲一下贴片电阻的型号如何识别,这里列举的是厚声贴片电阻的规格型号,如下所示:
1)1210:表示的是贴片电阻的1210封装;
2)W2:表示的是贴片电阻的功率,为1/2W;
3)F:表示的是贴片电阻的精度等级,为±1%;
4)220J:表示的是贴片电阻的阻值,22Ω;
5)T:表示的是贴片电阻的包装形式,Tape;
6)5:表示的是贴片电阻的单个包装的数量,5000pcs;
7)*:表示的是特殊参数,这个是厂家的内部代码。
那么,每个厂家的规格型号的标识一般是不一样的,所以,在选型的时候,大家需要参考数据手册进行选型了。
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贴片电阻的数据手册介绍,干货满满!(五)
4.1 电阻的工作温度与环境温度
我们会在贴片电阻的数据手册上看到一个这样的曲线:
上面这幅图是贴片电阻的温度与功率的曲线,那么通过这幅图也能看出,贴片电阻的环境工作温度范围是:-55℃~+155℃,在+70℃以下电阻的功率还是没有变化,在环境温度+70℃以上的时候,电阻的功率会明显的下降,具体可以查看对应的曲线图。这在设计电路中是非常重要的考虑的因素了。在温度很高的环境中,需要降额使用。什么是降额呢?在设计电路的时候如何来电阻选型呢?可以打个比方:比如我们设计电路的时候,计算某个电阻实际功率是1/12W,这个时候一般会留余量,我们会选型1/10W(0603)甚至1/8W(0805)封装的电阻。但是,如果PCB板子的环境温度在110℃,差不多对应的降额曲线是50%,那么,如果我们原来用的是1/8W,这个时候只能当作1/16W功率的电阻来使用,然而,原来的实际所需功率为1/12W,很明显,是不能够满足我们的需求是吧。所以,需要考虑电阻的实际工作的环境温度,然后降额使用是吧。总结来说,如果需要的降额系数为50%,就是说1/4W的电阻只能当作1/8W来使用,具体要看环境工作温度对应的降额系数是多少。
4.2 温漂
对于贴片电阻来说,在不同的温度下,所呈现出来的阻值是有微小的变化的,我们一般在手册上看到的标称阻值都是在25℃环境温度下测到的阻值。那么,大家需要注意的是,电阻在不同的温度下,阻值随温度变化而变化,这个我们把它叫做——温漂。除了环境温度不同,电阻本身工作也会发热,也就是电阻的温升了——电阻表面温度减去环境温度。这里告诉大家的是,一般我们定义的环境温度是PCBA作为一个整体在密闭的空间中的温度为环境温度。打个比方,如果我们把控制器装在电机后盖中,然后用一个盖子盖起来,那么PCBA的环境温度就是盖子里面的环境温度了。一般情况下,对于这个环境温度测温点的定义由认证工程师或测试工程师来决定的,他们是根据行业标准或企业标准来执行的。
那么对于温漂,它有一个与之相关的概念:电阻温度系数(TCR)——温度每变化1度,对应阻值的变化量,单位是ppm/℃。比如说,±1ppm/℃,它表示温度每变化1度,对应的阻值变化是±百万分之一。
这里要注意它的措辞:当温度改变1度。而不是当温度升高1度,或下降1度。其实,这里的TCR,已经是取平均值了的,也就是平均电阻温度系数。,当然就无关乎是否正温度系数或负温度系数了,因为这里已经取平均了。
如下图所示: