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滿足最新應用需求的高精密電阻

上網時間: 2007年12月29日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:精密電阻  超精密  電阻網路  儀器  醫療 

過去幾年來,電阻製造商們經歷了精密和超精密分離式電阻和電阻網路需求的急劇成長,特別是在儀器、工業、醫療和電信領域應用中。

IRC公司先進薄膜部門應用工程經理Jerry Seams認為,這些精密網路可以導入使用精密類比電路的任何應用中。他解釋道,醫療設備即為其中一例,因為在醫療設備中,即使是一些實體參數中的細微變化也必須能測量到,因此前端電路必須極度精確。

對於更高測量精密度的需求已經轉化成為對於更高精密度電阻元件的需求,這些元件必須具備更嚴密的容差和電阻溫度係數(TCR),以及更高的穩定性。一般而言,精密電阻的容差通常高於0.5%;而TCR則要高於±50ppm/℃。但是,一些電阻製造商將厚膜元件的容差精密度額定值設為1%和0.5%。

Seams表示,隨著數位電子技術的發展,穩定性已經成為越來越重要的參數。“它已經變得與最初的容差一樣重要了。”他表示。

“現在,許多電路板都將數位電子部份與類比前端進行整合,因此,與最初的容差相較,更為重要的是,當這些元件裝在電路板時的穩定性究竟如何,”Seams說道。

一般而言,精密度的發展一向屬於薄膜技術的領域,而今,厚膜材料能夠實現更高精密度的容差。例如,你現在可以找到容差為1%甚至0.5%的厚膜晶片陣列。這種發展的主要原因在於成本:厚膜元件向來比薄膜元件更便宜。儘管如此,你會發現精密度最高的元件仍屬於薄膜元件範疇。

Vishay Intertechnology公司現已成為全球最大的超精密網路製造商之一。最近,該電子元件巨擘推出了其SMNZ高精密度Z-Foil四電阻網路,提供極低的絕對TCR值:在0~+60℃範圍內為±0.05ppm/℃;在55~+125℃範圍內為±0.2ppm/℃。此外,據稱該元件在額定功率時具有5ppm的電阻功率係數(PCR)追蹤,匹配容差為0.01%。

SMNZ元件可單獨使用或作為分壓器對使用。其應用範圍包括儀錶與差分放大器、橋接網路、橋接電路中的射頻臂(radio arm)、醫療與測試設備,以及軍事與航空系統。

Vishay公司還提供表面安裝的power metal strip電阻,據稱工作時可提供增強的電阻穩定性,在2,000小時工作負載時的最大電阻變化為0.5%。相較之下,典型的電流感應電阻在1,000小時工作負載下的電阻穩定性小於或等於1%。

Vishay的WSLS2512元件具有特別選用的材料,可在高溫(125℃)以及高穩定性應用中進行電路感應。這一類高穩定性應用的感應電路通常具備精密的電流監視要求,如汽車電子控制,包括引擎、傳動和污染控制等。該元件的電阻值範圍為0.01~0.1Ω,並具有低至±0.5%的容差精密度,以及TCR低至±30ppm/℃。

高精密度電阻元件領域的另一個巨擘是TT electronics旗下的IRC先進薄膜部門。該公司推出的最新精密產品是其PFC Divider系列精密晶片分壓器,該產品分別由兩種技術提供:採用氮化鉭(TaNFilm)技術的元件提供精密性能;而採用IRC的Tantalum Ultride技術的元件針對超精密和高穩定性電路。兩個版本的PFC Divider均採用1206封裝。

TaNFilm電阻元件據稱可以提供優越的環境性能和精密度,以及嚴密的TCR、容差和穩定性規格。TaNFilm PFC分壓器的電阻範圍為10~150Ω,封裝額定功率為250mW。該分壓器具有100V的最大額定電壓、±25ppm/℃的絕對TCR值,以及±5ppm/℃的TCR追蹤值。TaNFilm分壓器適用於電池監測、電壓參考、電壓轉換、穩壓器、邏輯電平轉換、DC/DC轉換器、電源供電,以及COTS應用。

Tantalum Ultride分壓器據稱可提供極佳的性能,電阻範圍為1~50kΩ、額定功率50mW、±10ppm/℃的絕對TCR、±1ppm/℃的TCR追蹤值、±0.02%的絕對容差。70℃環境溫度時,在額定功率下工作1000小時以上的穩定度小於50ppm,在相同條件下的絕對穩定性小於0.02%。

Tantalum Ultride分壓器專用於高穩定性應用,包括醫療設備、石化設備、儀錶和測試裝置、軍事航空電子設備和導彈制導。

IRC的另一項開發成果是針對其精密電阻網路採用單面的單晶片設計,可消除由於終端‘纏繞’所產生的寄生效應。該公司的CHC-Precision系列元件採用陶瓷球閘陣列(BGA)封裝,所有電路均位於元件底部,因而避免了終端‘纏繞’。

這些BGA元件的電阻範圍為10~100Ω、TCR追蹤為±5ppm/℃、容差率為±0.05%、絕對容差為±0.1%、絕對TCR為±25ppm/℃。應用包括工業傳動裝置、製程控制與監測、醫療設備,以及儀器和測量裝置。

TT electronics旗下的BI Technologies電子元件部門發佈了一個符合RoHS標準的SOT-23精密分壓器網路。該網路的名稱為SS103KITLF,目前提供包含三個分壓器的樣本套件。

T1:SS103KITLF樣品套件中包含三個不同的分壓器。


SOT-23分壓器網路專門用於軍事、航空、工業和醫療應用中的增益電路。

晶片電阻領域也不斷地獲得進步。例如,Stackpole Electronics公司已經透過擴展電阻範圍至容差0.01%、TCR值5ppm和10ppm,而拓展了其RNC系列精密鎳鉻合金薄膜晶片電阻。據Stackpole表示,作為薄膜電阻元素的鎳鉻合金所具備的優勢,即在於一直提供了滿足0.1%容差和25ppm TCR需求的寬廣電阻範圍。其所改變的是採用相對便宜的鎳鉻合金薄膜技術實現高穩定性水準的能力。

該公司表示,IRC已經透過擴大電阻範圍和容差值,而拓展了PCF系列精密薄膜晶片電阻,目前其提供八種封裝尺寸:0201、0402、0603、0805、1206、1210、2010和2512。典型應用包括:儀錶、工業應用、醫療設備、電腦、電源供電和電信中的精密電路。

PCF晶片電阻具有1Ω~2.0MΩ的寬電阻範圍,有50mW、62.5mW、100mW、125mW、250mW和500mW等不同的額定功率。最大工作電壓範圍為25~150V,容差率為±0.01%,TCR為±5ppm/℃。

作者: 羅吉娜




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