Som mange elektroniske komponenter kommer modstande i mange former, størrelser, kapaciteter og typer. Der er også forskelle i typiske værdier for modstandsstøj, tolerancer, wattværdi, temperaturkoefficient, spændingskoefficient, frekvensrespons, størrelse og pålidelighed. Nogle modstande er ideelle i nogle applikationer og en kilde til fejlfinding af mareridt i andre.
I denne vejledning ser vi på typerne af modstande og det respektive anvendelsestilfælde for hver.
Carbon Composition Resistors
Carbon-sammensætningsmodstande plejede at være den mest almindelige type modstand på grund af de lave omkostninger og pålidelighed. Kulstofsammensætningsmodstande bruger en solid blok af materiale fremstillet af kulstofpulver, en isolerende keramik og et bindemiddel. Modstanden styres ved at variere forholdet mellem kulstof og fyldmaterialerne.
Kulstofsammensætningen i modstanden påvirkes af miljøforhold, især fugt. Det har en tendens til at ændre sig i modstand over tid. Af denne grund har kulstofsammensætningsmodstande en dårlig modstandstolerance, typisk kun 5 procent. Kulstofsammensætningsmodstande er også begrænset til en effekt på op til 1 watt. I modsætning til deres ringe tolerancer og lave effekt har kulstofsammensætningsmodstande en god frekvensrespons, hvilket gør disse levedygtige til højfrekvente applikationer.
Carbon Film Resistors
Carbonfilmmodstande bruger et tyndt lag kulstof oven på en isolerende stang, der skæres til for at danne en smal, lang, modstandsdygtig bane. Ved at styre længden af stien og dens bredde kan modstanden styres præcist med tolerancer helt ned til 1 procent.
Samlet set er egenskaberne af en carbonfilm-modstand bedre end en carbon-sammensætningsmodstand med en effekt på op til 5 watt og forbedret stabilitet. Frekvensresponsen er dog værre på grund af induktansen og kapacitansen forårsaget af den resistive bane skåret ind i filmen.
metalfilmmodstande
En af de almindelige aksiale modstandstyper, der bruges i dag, er metalfilmmodstande. Ligesom i konstruktionen til carbonfilmmodstande, følger den største forskel fra brugen af en metallegering som det resistive materiale frem for carbon.
Metallegeringen, typisk en nikkel-chrom-legering, giver snævrere modstandstolerancer end carbonfilmmodstande med tolerancer så tætte som 0,01 procent. Metalfilmmodstande er tilgængelige op til omkring 35 watt. Modstandsmulighederne begynder dog at falde over 1 eller 2 watt.
Metalfilmmodstande har lav støj. Disse modstande er stabile med små modstandsændringer på grund af temperatur og påført spænding.
Tykfilmmodstande
Tykfilmmodstande blev populære i 1970'erne og er almindelige overflademonterede modstande selv i dag. Disse er fremstillet ved en serigrafi-proces ved hjælp af en ledende keramik-og-glas-blanding komposit suspenderet i en væske. Efter at modstanden er blevet screentrykt, bages den ved høje temperaturer for at fjerne væsken og smelte keramik- og glaskompositten sammen.
Oprindeligt havde tykfilmsmodstande dårlige tolerancer. I dag fås disse med tolerancer helt ned til 0,1 procent i pakker, der kan klare op til 250 watt. Tykfilmmodstande har en høj temperaturkoefficient, med en temperaturændring på 100 grader Celsius, hvilket resulterer i en ændring på op til 2,5 procent i modstand.
Tyndfilmsmodstande
Lån fra halvlederprocesser fremstilles tyndfilmsmodstande gennem en vakuumaflejringsproces kaldet sputtering. Sputtering er, hvor et tyndt lag af ledende materiale aflejres på et isolerende substrat. Dette tynde lag er fotoætset for at skabe et resistivt mønster.
Ved præcis at kontrollere mængden af aflejret materiale og det resistive mønster kan tolerancer så snævre som 0,01 procent opnås med tyndfilmsmodstande. Tyndfilmsmodstande er begrænset til omkring 2,5 watt og lavere spændinger end andre modstandstyper, men er stabile modstande. Der er en pris for præcisionen af tyndfilmsmodstande, som generelt er det dobbelte af prisen for tykfilmsmodstande.
trådviklede modstande
De højeste effekt og mest præcise modstande er trådviklede modstande, som sjældent er højeffekt og præcise på én gang. Trådviklede modstande fremstilles ved at vikle en højmodstandstråd, generelt en nikkel-kromlegering, omkring en keramisk spole. Ved at variere trådens diameter, længde, legering og omviklingsmønster kan den trådviklede modstands egenskaber skræddersyes til applikationen.
Modstandstolerancer er så snævre som 0,005 procent for præcisionstrådviklede modstande og kan findes med en effekt på op til omkring 50 watt. Trådviklede strømmodstande har typisk tolerancer på enten 5 procent eller 10 procent, men har en effekt i kilowattområdet.
Trådviklede modstande lider af høj induktans og kapacitans på grund af konstruktionens natur, hvilket begrænser disse til lavfrekvente applikationer.
Potentiometre
Varing af et signal eller tuning af et kredsløb er et almindeligt krav for følsomme elektroniske applikationer. En nem måde at manuelt justere et signal på er gennem en variabel modstand eller potentiometer. Potentiometre bruges almindeligvis til analoge brugerindgange, såsom lydstyrkekontroller. Mindre overflademonterede versioner tuner eller kalibrerer et kredsløb på et printkort, før det forsegles og sendes til kunder.
Potentiometre kan være præcise, multi-turn variable modstande, men er ofte simple single-turn enheder, der flytter en visker langs en ledende kulstofbane for at ændre modstand fra næsten nul til maksimumværdien.
Potentiometre har generelt lav effekt, dårlige støjegenskaber og middelmådig stabilitet. Men evnen til at variere modstanden og justere et signal gør potentiometre uvurderlige i mange kredsløbsdesign og prototyper.
Andre modstandstyper
Som med de fleste komponenter opfylder adskillige specialmodstandsvarianter nichebehov. Flere er ret almindelige, herunder det resistive element i glødepæren. Andre specialmodstandsvarianter omfatter varmeelementer, metalfolie, oxid, shunts, cermet- og gittermodstande.
