Resistencias SMD: tipos, parámetros y características

Un resistor es un elemento que tiene algún tipo de resistencia; se utiliza en ingeniería electrónica y eléctrica para limitar la corriente u obtener el voltaje requerido (por ejemplo, usando un divisor resistivo). Las resistencias SMD son resistencias de montaje en superficie, en otras palabras, resistencias de montaje en superficie.

Las principales características de las resistencias son la resistencia nominal, medida en ohmios, y de ella depende el espesor, la longitud y los materiales de la capa resistiva, así como la disipación de potencia.

Los componentes electrónicos de montaje en superficie se distinguen por sus pequeñas dimensiones debido a que no tienen terminales de conexión en el sentido clásico. Los elementos de instalación a granel tienen largos plazos de entrega.

Anteriormente, al ensamblar equipos electrónicos, conectaban los componentes del circuito entre sí (ensamblaje con bisagras) o los pasaban a través de la placa de circuito impreso en los orificios correspondientes. Estructuralmente, sus conclusiones o contactos se realizan en forma de almohadillas metalizadas sobre el cuerpo de los elementos.En el caso de microcircuitos y transistores de montaje superficial, los elementos tienen "patas" cortas y rígidas.

Una de las principales características de las resistencias SMD es su tamaño. Esta es la longitud y el ancho de la caja, de acuerdo con estos parámetros, se seleccionan elementos que corresponden al diseño del tablero. Por lo general, las dimensiones en la documentación se escriben en forma abreviada con un número de cuatro dígitos, donde los primeros dos dígitos indican la longitud del elemento en mm y el segundo par de caracteres indica el ancho en mm. Sin embargo, en realidad, las dimensiones pueden diferir de las marcas según los tipos y series de elementos.

Tamaños típicos de resistencias SMD y sus parámetros

 Figura 1: designaciones para decodificar tamaños estándar.

1. Resistencias SMD 0201:

L = 0,6 mm; ancho = 0,3 mm; altura = 0,23 mm; L1 = 0,13 m.

• Rango de clasificación: 0 ohmios, 1 ohmios — 30 MΩ

• Desviación admisible del valor nominal: 1 % (F); 5% (J)

• Potencia nominal: 0,05 W

• Voltaje de funcionamiento: 15V

• Voltaje máximo permitido: 50 V

• Rango de temperatura de funcionamiento: –55 — +125 °C

2. Resistencias SMD 0402:

L = 1,0 mm; ancho = 0,5 mm; altura = 0,35 mm; L1 = 0,25 mm.

• Rango de clasificación: 0 ohmios, 1 ohmios — 30 MΩ

• Desviación admisible del valor nominal: 1 % (F); 5% (J)

• Potencia nominal: 0.062W

• Voltaje de funcionamiento: 50V

• Voltaje máximo permitido: 100 V

• Rango de temperatura de funcionamiento: –55 — +125 °C

3. Resistencias SMD 0603:

L = 1,6 mm; ancho = 0,8 mm; altura = 0,45 mm; L1 = 0,3 mm.

• Rango de clasificación: 0 ohmios, 1 ohmios — 30 MΩ

• Desviación admisible del valor nominal: 1 % (F); 5% (J)

• Potencia nominal: 0,1W

• Voltaje de funcionamiento: 50V

• Voltaje máximo permitido: 100 V

• Rango de temperatura de funcionamiento: –55 — +125 °C

4. Resistencias SMD 0805:

L = 2,0 mm; ancho = 1,2 mm; altura = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

• Rango de clasificación: 0 ohmios, 1 ohmios — 30 MΩ

• Desviación admisible del valor nominal: 1 % (F); 5% (J)

• Potencia nominal: 0.125W

• Voltaje de funcionamiento: 150V

• Voltaje máximo permitido: 200 V

• Rango de temperatura de funcionamiento: –55 — +125 °C

5. Resistencias SMD 1206:

largo = 3,2 mm; ancho = 1,6 mm; altura = 0,5 mm; L1 = 0,5 mm.

• Rango de clasificación: 0 ohmios, 1 ohmios — 30 MΩ

• Desviación admisible del valor nominal: 1 % (F); 5% (J)

• Potencia nominal: 0,25W

• Voltaje de funcionamiento: 200V

• Voltaje máximo permitido: 400 V

• Rango de temperatura de funcionamiento: –55 — +125 °C

6. Resistencias SMD 2010:

L = 5,0 mm; ancho = 2,5 mm; altura = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Rango de clasificación: 0 ohmios, 1 ohmios — 30 MΩ

• Desviación admisible del valor nominal: 1 % (F); 5% (J)

• Potencia nominal: 0,75W

• Voltaje de funcionamiento: 200V

• Voltaje máximo permitido: 400 V

• Rango de temperatura de funcionamiento: –55 — +125 °C

7. Resistencias SMD 2512:

largo = 6,35 mm; ancho = 3,2 mm; altura = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Rango de clasificación: 0 ohmios, 1 ohmios — 30 MΩ

• Desviación admisible del valor nominal: 1 % (F); 5% (J)

• Potencia nominal: 1W

• Voltaje de funcionamiento: 200V

• Voltaje máximo permitido: 400 V

• Rango de temperatura de funcionamiento: –55 — +125 °C

Como puede ver, a medida que aumenta el tamaño de la resistencia de chip, aumenta la disipación de potencia nominal en la tabla a continuación, se muestra más claramente esta dependencia, así como las dimensiones geométricas de otros tipos de resistencias:

Tabla 1 — Marcado de resistencias SMD

Según el tamaño, se puede utilizar uno de los tres tipos de marcas de clasificación de resistencia. Hay tres tipos de marcas:

1. Con 3 dígitos. En este caso, los dos primeros significan el número de ohmios y el último número ceros. Así se designan las resistencias de la serie E-24, con una desviación del valor nominal (tolerancia) del 1 o 5%. El tamaño estándar de las resistencias con esta marca es 0603, 0805 y 1206. Ejemplo de tal marca: 101 = 100 = 100 Ohm

La figura 2 es una imagen de una resistencia SMD con un valor nominal de 10 000 ohmios, también conocida como 10 kOhm.

 2. Con 4 personajes. En este caso, los primeros 3 dígitos indican el número de ohmios y el último es el número de ceros. Así es como se describen las resistencias de la serie E-96 con tamaños estándar 0805, 1206. Si la letra R está presente en la marca, desempeña el papel de una coma que separa los números enteros de las fracciones. Por lo tanto, la marca 4402 significa 44 000 ohmios o 44 kOhm.

Figura 3 — Imagen de una resistencia SMD de 44 kΩ

3. Marcado con una combinación de 3 caracteres: números y letras. En este caso, los 2 primeros caracteres son números que indican el valor de resistencia codificado en ohmios. El tercer signo es el multiplicador. Por lo tanto, las resistencias de tamaño estándar 0603 están marcadas de las resistencias de la serie E-96, con una tolerancia del 1%. La traducción de letras a un factor se realiza en el siguiente orden: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10 ^ 2; re = 10 ^ 3; E = 104; F = 10^5.

La decodificación de los códigos (los dos primeros caracteres) se realiza según la tabla que se muestra a continuación.

Tabla 2: códigos de decodificación para marcar resistencias SMD

Figura 4: una resistencia con una marca de tres dígitos 10C, si usa la tabla y la cantidad dada de factores, entonces 10 es 124 ohmios y C es un factor de 10 ^ 2, que es igual a 12 400 ohmios o 12.4 kOhm.

Los principales parámetros de las resistencias.

En un resistor ideal, solo se considera su resistencia. En realidad, la situación es diferente: las resistencias también tienen componentes inductivos-capacitivos parásitos.A continuación se muestra una opción para un circuito de resistencia equivalente:

Figura 5 — Circuito de resistencia equivalente

Como puede ver en el diagrama, hay condensadores (condensadores) e inductancia. Su presencia se debe al hecho de que cada conductor tiene una cierta inductancia y un grupo de conductores tiene una capacitancia parásita. En una resistencia, estos están relacionados con la ubicación de su capa resistiva y su diseño.

Estos parámetros normalmente no se tienen en cuenta en los circuitos de CC y de baja frecuencia, pero pueden tener una influencia significativa en los circuitos de transmisión de radio de alta frecuencia y en las fuentes de alimentación conmutadas, donde las corrientes fluyen con frecuencias de decenas a cientos de kHz. En tales circuitos, cualquier componente parásito, en la carne del cableado inadecuado de los caminos conductores de la placa de circuito impreso, puede imposibilitar el trabajo.

Entonces, la inductancia y la capacitancia son elementos que afectan la impedancia y los bordes de las corrientes y voltajes en función de la frecuencia. Los mejores en términos de características de frecuencia son los elementos de montaje en superficie, debido a su tamaño pequeño.

Figura 6: el gráfico muestra la relación entre la resistencia total del resistor y la resistencia activa en varias frecuencias

La impedancia incluye tanto la resistencia activa como la inductancia parásita y las reactancias de capacitancia. El gráfico muestra una caída en la impedancia con el aumento de la frecuencia.

Diseño de resistencia

Las resistencias de montaje en superficie son económicas y convenientes para el ensamblaje automatizado de dispositivos electrónicos en un transportador. Sin embargo, no son tan simples como parecen.

Figura 7 — Estructura interna de la resistencia SMD

La resistencia se basa en un sustrato de Al2O3 — óxido de aluminio.Es un buen dieléctrico y un material con buena conductividad térmica, lo que es igualmente importante, ya que durante el funcionamiento toda la potencia de la resistencia se convierte en calor.

Como capa resistiva, se usa una película delgada de metal u óxido, por ejemplo, cromo, dióxido de rutenio (como se muestra en la imagen de arriba). Las características de las resistencias dependen del material del que está compuesta esta película.La capa resistiva de las resistencias individuales es una película de hasta 10 micrones de espesor, hecha de un material con un bajo TCR (coeficiente de temperatura de resistencia), lo que le da estabilidad a altas temperaturas. de parámetros y la posibilidad de crear elementos de alta precisión, un ejemplo de dicho material es el constanten, pero las clasificaciones de tales resistencias rara vez superan los 100 ohmios.

Las almohadillas de resistencia se forman a partir de un conjunto de capas. La capa de contacto interna está hecha de materiales costosos como plata o paladio. El intermedio está hecho de níquel. Y el exterior es de estaño de plomo. Este diseño se debe a la necesidad de asegurar una alta adherencia (cohesión) de las capas. De ellos depende la fiabilidad de los contactos y el ruido.

Para reducir los componentes parásitos se llega a las siguientes soluciones tecnológicas al formar una capa resistiva:

Figura 8 — La forma de la capa resistiva

La instalación de dichos elementos se lleva a cabo en hornos y en talleres de radioaficionados utilizando un soldador, es decir, con una corriente de aire caliente. Por lo tanto, durante su producción, se presta atención a la curva de temperatura de calefacción y refrigeración.

Figura 9: curva de calentamiento y enfriamiento al soldar resistencias SMD

conclusiones

El uso de componentes montados en superficie tuvo un efecto positivo en el peso y las dimensiones del equipo electrónico, así como en las características de frecuencia del elemento. La industria moderna produce la mayoría de los elementos comunes en los diseños SMD. Incluyendo: resistencias, condensadores, diodos, LED, transistores, tiristores, circuitos integrados.