Elettronica di base : Resistori parte II

Elettronica di base : Resistori

Resistori, seconda parte. In un articolo precedente (Elettronica di base: Resistori) abbiamo descritto i principi di base dei resistori e la loro classificazione in base all’uso e alla struttura

Qui di seguito parleremo della loro classificazione in base alla loro configurazione, alla loro applicazione e al codice dei colori.

Classificazione Resistori in base alla configurazione

I resistori si possono classificare, in base alla loro configurazione, nelle seguenti categorie:

  • Resistori chip: Sono dei componenti passivi standard, di grande aiuto per il controllo della tensione di deriva (derating voltage) e della corrente e il loro utilizzo consente di avere un’alta integrazione. Per realizzarli si usa una tecnologia a film sottile e si utilizzano materiali differenti: carbonio in polvere e un legante in resina per quelli in carbonio, ceramica e materiali metallici per quelli ceramici. Si possono comunque trovare anche resistori chip in lega di metallo, a lamina di metallo, a film metallico, in tantalio e a filo avvolto (wirewound). Ultimamente è aumentata la richiesta per i resistori chip ad alta precisione, specialmente per quelli con bassa resistenza e per quelli che hanno la resistenza con un basso coefficiente di temperatura. Un’altra configurazione è quella ad array: un array di resistori chip contiene, in una singola confezione, molti resistori.

    resistori chip
    Foto concesse da Vishay Electronic Company

  • Reti di Resistori – Capacitori (RC): Sono circuiti integrati che contengono, in un singolo chip, array di resistori – capacitori. Per la loro realizzazione si utilizzano quattro tecnologie di base: a filo avvolto, a film sottile, a film metallico e a film spesso. Mentre le reti RC a filo avvolto sono semplici, infatti vengono spesso avvolte a mano, le altre sono più complicate. Nella tecnologia a film sottile, per esempio, si deposita un sottile strato di materiale semiconduttore o di materiale magnetico su una base che può essere ceramica, metallica o semiconduttrice. Questa tecnologia vine prevalentemente usata nelle applicazioni che richiedono bassi livelli di rumore, buona stabilità ed eccellenti prestazioni a frequenze molto alte. La tecnologia a film metallico viene usata nei circuiti semplici, quella a film spesso viene usata per la sua buona affidabilità, per il basso costo, per lo scarso peso e per la miniaturizzazione dei circuiti. I parametri principali delle specifiche relative alle reti RC sono: la potenza nominale, la capacità, il coefficiente di temperatura, la resistenza e la tolleranza delle resistenza che è la deviazione percentuale dal suo valore nominale. Le reti RC si usano generalmente per eliminare le interferenze elettromagnetiche e le interferenze alle frequenze radio nelle porte I/O di un PC e delle sue periferiche, delle workstation ecc.

    Rete RC
    Rete RC – Foto concessa da RCD Ind.
  • Reti di Resistori-Capacitori- Diodi (RCD): Vengono realizzate su substrati di silicio tramite la tecnologia a film sottile che consente delle ottime prestazioni alle alte frequenze. Sono eccellenti per dati ad alta velocità/frequenza e nelle applicazioni relative al campo delle comunicazioni in quanto forniscono delle ottime prestazioni e riducono in maniera significativa costo e spazio. Le reti RC integrate, alle alte frequenze, sono migliori di quelle standard per l’affidabilità, per le prestazioni meccaniche ed elettriche e per la stabilità.
  • Resistori Sensibili alla Corrente (CSR): Trasformano la corrente che li attraversa in una caduta di tensione. Misurando questa caduta di tensione si riesce a misurare la corrente che attraversa il resistore. Per la loro realizzazione bisogna considerare sia i materiali che i vari tipi di configurazione. I materiali comprendono quelli a film di carbonio, con composti di carbonio, a film metallico, a lega di metallo, a composizione ceramica, a film sottile, a film spesso e a filo avvolto. Riguardo i tipi di configurazione abbiamo il resistore singolo, la rete di resistori e l’array di resistori chip. Nelle specifiche relative ai CSR i parametri principali comprendono : il range di resistenza misurato in Ohm, la potenza nominale che è la massima potenza che un CSR può sopportare, la tolleranza espressa come percentuale, la tensione di lavoro continua misurata in volt, la temperatura di lavoro, il coefficiente di temperatura che misura come il valore nominale della resistenza varia in funzione della temperatura, il numero di terminali.

    Resistori sensibili alla corrente
    Resistori sensibili alla corrente – Foto concessa da CTS

Classificazione Resistori in base all’applicazione

I resistori si possono classificare, in base all’applicazione, in molte categorie. Qui di seguito ne descriveremo brevemente qualcuna.

  • Automobilistico: I resistori vengono largamente usati nel settore automobilistico. Vengono usati nei: sistemi di controllo della scocca; corpo di guida e avviamento/alternatori; convertitori DC/DC; alimentazione delle luci; gestione del motore e nei sistemi di accensione/iniezione; sostituzioni elettriche di funzioni meccaniche; veicoli ibridi/elettrici. Le serie di resistori a film di metallo, della Welwyn Components per esempio, sono adatti a tutti i settori suddetti. Hanno una potenza nominale, a 70°C, da 0.4 a 0.75 Watt, la tensione del limitatore da 200 a 350 Volt, tolleranze inferiori allo 0.5%, un coefficiente di temperatura inferiore a 50 ppm/°C. Per saperne di più @:

    http://www.welwyn-tt.com/pdf/datasheet/MFR.PDF

    Serie MFR
    Serie MFR – Foto concessa da Welwyn Components
  • Aerospaziale: Lo scorso Settembre la Vishay Intertechnology ha lanciato sul mercato il nuovo VPR221Z, un resistore ad estrema precisione con tecnologia Z-Foil . Questo resistore, nella configurazione TO-220, ha un a TCR (Temperaure Coefficient of Resistance) of ± 0.05 ppm/°C, a PCR (Power Coefficient of Resistance) of 4 ppm/W e una stabilità al carico-vita (Load Life Stability) di ± 0.005 % (50 ppm). Per saperne di più @: http://www.vishay.com/docs/63116/vpr221z.pdf

    VPR221Z
    VPR221Z – Foto concessa da Vishay Int.
  • Medicale: Nel settore medicale i resistori vengono usati nel : controllo del carico del defibrillatore ; protezione dagli impulsi nel defibrillatore; amplificazione ad alto guadagno nell’ECG (ElettroCardioGramma); alimentazione dei raggi X; ultrasuoni e scanner a risonanza magnetica. La serie VSMP per misure di precisione, della Vishay Int., si basa sulla tecnologia BMF (Bulk Metal Foil). Questi resistori sono ottimi per applicazioni che richiedono alta precisione e stabilità. Hanno un TCR tipico : ± 0.2 ppm/°C , PCR: 5 ppm , stabilità al carico-vita (70°C per 2000 ore): ± 0.005%. Per saperne di più @: http://www.farnell.com/datasheets/71876.pdf

    VSMP
    Vista dall’alto della serie VSMP
  • Resistori ad alta tensione: La Nicrom Electronic, grazie alla sua tecnologia a film spesso, può raggiungere tolleranze fino allo 0.05 %, coefficienti di temperatura migliori di 10 ppm/°C, coefficienti di tensione più bassi di 0.003 ppm/V e una stabilità inferiore a 0.1-0.2% dopo 1000 ore di lavoro alla potenza presa in considerazione. I suoi resistori, nella nuova serie 1000, possono arrivare fino a 400 kV in aria. Per saperne di più @: http://www.nicrom-electronic.com/Serie_1000.pdf
  • Resistori di precisione: I resistori di estrema precisione HR/ HVA/HVS , costruiti dalla PRC, hanno valori da 0.1Ω a 10 MΩ , tolleranze da ± 0.01% a 0.005%, stabilità fino a ± 0.001% l’anno a 25°C, temperatura da -65°C a 125°C. Per saperne di più @:

    http://pdf.directindustry.com/pdf/precision-resistor/prc-2008-product-catalog/34974-28934-_5.html

    Resistori di precisione
    Resistori di precisione – Foto concessa dalla PRC
  • Resistori antiscarica: Il resistore antiscarica (surge resistor) STEC-028, prodotto dalla Supertech Electronic, può sopportare una scarica di corrente fino a 10kV. Per saperne di più @: http://supertech.manufacturer.globalsources.com/si/6008800039268/pdtl/Metal-film-resistor/1006316735/Surge-Resistor.htm

    STEC - 028
    STEC – 028 – Foto concessa dalla Supertech Elect.
  • Resistori per telecomunicazioni: RK73 è una serie di resistori con alte prestazioni nel settore delle telecomunicazioni. RK73-RT è l’ultima versione. Questi resistori hanno un’ottima caratteristica anti-solforazione, una ottima resistenza al calore e alle condizioni atmosferiche, un’alta stabilità e affidabilità grazie alla struttura a triplo strato dell’elettrodo. Per saperne di più @: http://www.koaspeer.com/pdfs/res68.pdf

    Serie RK73-RT
    Serie RK73-RT – Foto concessa da KOA
  • Avionica: Gli equipaggiamenti elettronici installati negli aeroplani e dedicati alla loro guida vengono indicati con il termine " avionica". La serie TMC di resistori chip a film spesso soddisfa i requisiti di alta affidabilità richiesti sia in campo avionico che in campo militare, includendo i sistemi aerospaziali, i sistemi di armamento, gli aircraft e gli equipaggiamenti relativi alle telecomunicazioni. Questa serie ha una percentuale di guasto dello 0.01% o addirittura meno. Per saperne di più @: http://news.thomasnet.com/companystory/516311

    Chip resistore TMC a film spesso
    Chip resistore TMC a film spesso – Foto concessa da IRC

Classificazione Resistori in base al codice dei colori

I resistori si possono classificare, secondo il valore della resistenza, tramite una sequenza di anelli colorati che possono essere 4 per quelli standard, 5 ÷ 6 per quelli di precisione.

  • Resistori standard: In questi resistori il primo ed il secondo anello rappresentano il valore della resistenza, il terzo il moltiplicatore, il quarto la tolleranza.
  • Resistori di precisione: In questi resistori il primo, il secondo e il terzo anello rappresentano il valore della resistenza, il quarto il moltiplicatore, il quinto la tolleranza e il sesto il coefficiente di temperatura.
  • Resistori SMD : Hanno stampato un numero di tre cifre : la prima e seconda cifra indicano il valore della resistenza, la terza indica il numero degli zeri che bisogna aggiungere. Per esempio: 211 = 2-1-0 = 210 Ω.
    Ad ogni colore è associato un numero, come si può vedere nella tabella sottostante:

    elettronica di base - resistori

Per leggere correttamente il valore della resistenza è meglio mettere il valore della tolleranza (generalmente di colore giallo oro) sulla destra. Finiamo questo argomento leggendo il valore della resistenza del resistore sottostante:

Elettronica di base  resistore

il primo anello (partendo dalla sinistra) è marrone =1; il secondo anello è nero = 0; il terzo anello è nero = 0; il quarto anello (il moltiplicatore) è marrone = 10; il quinto anello (la tolleranza) è marrone = ± 1%. Così il valore della resistenza è 1-0-0 x 10 = 1000 = 1k Ω con tolleranza di ± 1 %.

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Repost: 5 Gen 2009

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