1、为什么要用金封金属箔做核心元素?
传统的标准电阻都是用线绕的,具有温度系数好、稳定性佳、负载能力强、几乎没有电压系数的特点。
但是,线绕标准电阻也存在选好材不易、制作工艺复杂等弱点,传统的锰铜标准电阻温度系数太大只能恒温使用,而好的空气标准电阻价格又非常昂贵。随着技术的进步,出现了性能更好的金属箔电阻,尤其是金封金属箔,在主要性能指标上均超过相应的线绕电阻,成为制作标准电阻的热选材料。金封金属箔从温度系数上,不亚于最好的线绕,而且温度曲线平直,即beta系数很小,比Evanohm还小,因此可以通过补偿得到很低温度系数的标准电阻。
金封金属箔从长期稳定性上看,目前有几款都能达到6年2ppm之内,比现有的线绕标准电阻好很多,这是标准电阻最重要的参数。
另外,金封金属箔也是金属导电,因此同样具有几乎没有电压系数的优势。
金属箔还有一个优势,就是电感非常小,做成的标准电阻可以用在交流上。
目前对金属箔的弱项评价或批评有如下几个:
1、耐受过载能力差。金封金属箔的体积小,有效导体质量就更小,造成负载能力差。例如晶振封装的那种金封额定功率只有0.3W。不过,对于10k的标电阻,0.3W意味着55V的电压,这在一般精密测试中很难超过的。10k标准电阻的标准测试电压是10V。另外,也可以通过串联并联来提高功率,当然要增加成本
2、同样也是有效导体小的原因,加上胶粘,会让人怀疑长期稳定性,例如过了100年、10000年,那么小的导电体能否仍然保持不变?况且,Vishay自己的测试也表明,这种电阻随时间的推移,其老化速度有加速的趋势(线绕电阻正好相反,时间越久则老化越慢)。同样,小体积的电阻体耐受粒子辐射能力就比粗壮的线绕电阻差得多。当然,微观上看金属箔电阻已经不小了,现代的集成电路和微电子器件,哪一个不具有更微小的体积?
3、阻值范围不是很宽。金属箔的生产外非一般是10欧到100k,而且两边的阻值效果不太好,最好的阻值在1k到10之间。当然,1欧的可以通过并联方式取得,1M也可以串联得到。也许做10k最好的方法是类似720A里面那样,用4个2.5k的串联。但单个的2.5k就不好用了。
4、来源受限。金封金属箔也就是那么几个厂家生产,高技术的东西,价格不便宜,不如线绕电阻那样来源广、大众化、容易取材。
从历史上看,很多厂家的10标准电阻都是以金封线绕为主力,例如Fluke 742A、Advantest、IET SR-X。但这种金封线绕生产成本高,而且由于需求变得越来越小,生产设备的利用率非常低,形成恶性循环。
新型的商品标准电阻,已经采用金封金属箔了,例如:
1、AE的ASR和USR,具有非常好的性能
2、英国的Transmille的3000RS标准电阻,用了Vishay的VHP100,温度系数0.1pm
以下图片/文字,来自Transmille自己的网站
总之,用金封金属箔制作10k标准电阻,具有取材容易、制作方便、性能超群的特点,成为未来的趋势。
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