Construcción, funcionamiento, propiedades y funciones

Las resistencias son los componentes eléctricos y electrónicos más básicos ampliamente utilizados en todos los circuitos eléctricos. En general, las resistencias limitan el flujo de corriente en un circuito para aplicar resistencia. Los productos basados ​​en la tecnología Film han sido suficientemente desarrollados para reemplazar las antiguas resistencias de carbono. Estos se clasifican en dos tipos de película gruesa y película delgada o película metálica. Estas dos resistencias de tipo película son los tipos de resistencias más creativos utilizados en varios dispositivos electrónicos. Estos tipos de resistencias parecen pequeñas y más inteligentes, pero están diseñadas de manera diferente con propiedades diferentes. Entonces, este artículo analiza una de las resistencias de tipo película, a saber resistencia de película delgada.

¿Qué es una resistencia de película delgada?

Definición de resistencia de película delgada: la resistencia que utiliza una capa resistiva de película delgada se denomina resistencia de película delgada. Esta capa se coloca sobre una base cerámica. En comparación con una resistencia de película gruesa, el grosor de esta resistencia es muy delgado, alrededor de 0,1 micras. En general, estas resistencias son estables, más precisas y tienen un mejor coeficiente de temperatura, por lo que se utilizan en tecnologías de mayor precisión. Las resistencias de película gruesa y las resistencias de película delgada tienen el mismo aspecto, pero su proceso de fabricación es diferente.

Construcción

La construcción de la resistencia de película se puede lograr mediante un proceso de pulverización del material resistivo sobre la cerámica. Después de eso, la superficie se puede grabar mediante exposición ultravioleta y las técnicas de grabado necesarias. Esta resistencia utiliza varios materiales en su fabricación, como bismuto ruthanne, nitruro de tantalio, óxido de plomo, níquel-cromo y óxido de rutenio. Después de eso, la película grabada se puede cortar con un láser.

El ancho de la película determina la resistencia, pero esto se puede ajustar con un láser si es necesario. Por otro lado, la película se puede proyectar sobre una cara cilíndrica a través de salidas axiales; por lo tanto, los componentes resultantes generalmente se denominan resistencias de película metálica en lugar de película delgada, pero el concepto es el mismo, aunque a expensas de la inductancia parásita.

Propiedades

el es propiedades de las resistencias de película delgada considera lo siguiente.

• El valor de la resistencia varía de 0,2 a 20 MΩ.
• La tolerancia está entre ±0,1 y ±2%.
• El coeficiente de temperatura es de ±5 a ±50 ppm/°C.
• La temperatura máxima de funcionamiento es de 155 °C.
• La tensión máxima de funcionamiento es de 50 a 500 V.
• La no linealidad es >110dB.
• El ruido actual es inferior a 0,1 µV/V.
• La potencia nominal es de 1/16 a 1W.
• La estabilidad es de ±0,15 a ±0,5 ∆R/R%.
• Comportamiento de alta frecuencia.

Resistencia de película delgada frente a resistencia de película gruesa

Las resistencias de película delgada y gruesa se caracterizan por la capa resistiva utilizada en la base o sustrato cerámico. Aunque estas dos resistencias se ven similares, su proceso de fabricación y sus propiedades variarán. Los nombres de estas resistencias pueden provenir del grosor de la capa utilizada en la resistencia. La diferencia entre una resistencia de película delgada y una resistencia de película gruesa incluye lo siguiente.

Rasgos

Las características principales de una resistencia de película delgada son la clasificación de voltaje, la clasificación de potencia, el voltaje máximo del elemento, el rango de temperatura de funcionamiento y la curva de derivada de potencia.

Voltaje nominal

El voltaje CA/CC máximo utilizado continuamente a temperatura ambiente se puede dar como;

E = √R*P

Dónde,

'E' es el voltaje nominal medido en voltios.

'R' es la resistencia medida en ohmios

'P' es la potencia nominal medida en vatios

Si 'E' es mayor que la tensión máxima del elemento, es la tensión nominal.

Potencia nominal

La potencia nominal se puede definir como la potencia máxima que se puede utilizar de forma continua a temperatura ambiente. Varía según el tamaño. Los productos con lados largos y terminales agrandados funcionan muy bien en términos de disipación de calor y pueden manejar la máxima potencia con el mismo tamaño, lo que permite la reducción y miniaturización de los componentes.

Voltaje máximo de celda

Es el voltaje máximo de CA o CC que se puede aplicar continuamente a la resistencia de película delgada

Rango de temperatura de funcionamiento

El rango de temperatura es donde la resistencia se puede usar continuamente y se puede definir por la temperatura de funcionamiento más baja y más alta.

Curva de eficiencia energética

La curva de reducción de potencia mostrará el rango de temperatura de funcionamiento y la potencia más alta en cada punto de temperatura. Esta curva depende principalmente de la serie de diferentes productos. Una curva de certificación de potencia también se denomina curva de capacidad de carga de corriente o curva de clasificación de potencia.

Código de color de la resistencia de película delgada

Consulte este enlace para obtener más información sobre la codificación de colores de las resistencias.

Estabilidad y confiabilidad de Ti/Tin como resistencia de película delgada

Los resultados de estabilidad térmica y confiabilidad de las resistencias de película delgada de Ti/TiN mostrarán que la resistencia de película delgada de Ti/TiN tiene una estabilidad térmica excepcional a 350 °C. En comparación con la capa de TiN basada en mediciones eléctricas, la capa 'Ti' incluye menos resistencia eléctrica. Además, el mecanismo de ruptura grande de la resistencia puede activarse térmicamente mediante calentamiento Joule.

La energía de activación térmica se puede determinar como 1,3 eV para la falla de la capa de Ti y 1,8 eV para la falla de la capa de TiN. De acuerdo con estos resultados, se espera que las resistencias de película delgada de Ti/TiN sean eléctricamente estables durante al menos 10 años si la temperatura de estas resistencias se mantiene por debajo de los 311 °C.

Las películas como el titanio y el nitruro de titanio se utilizan ampliamente como capas adhesivas en la tecnología de microelectrónica de silicio, capas antirreflectantes y barreras de difusión. Ambas películas también son útiles para fabricar resistencias de película delgada para RFIC (circuitos integrados de radiofrecuencia) y MMIC (circuitos integrados monolíticos de microondas).

Los parámetros de resistencia de película delgada más importantes son; TCR o coeficiente de resistencia a la temperatura, estabilidad térmica, rendimiento de confiabilidad y resistencia específica.

Algunos ingenieros han investigado el nitruro de tantalio y el nitruro titanio como posibles resistencias de película delgada. Pero se han realizado pocos estudios sobre la confiabilidad de estas resistencias utilizadas en circuitos semiconductores.

Además, la primera capa de "Ti" se deposita antes de la deposición de la capa de TiN en la fabricación de la resistencia debido a que la capa de "Ti" actúa como una capa humectante. Para las resistencias de película delgada de Ti/TiN cargadas, las características de investigación de estabilidad y confiabilidad son limitadas.

Ventajas

el es ventajas de la resistencia de película delgada considera lo siguiente.

• Estas resistencias logran coeficientes de temperatura y tolerancias de resistencia mucho más bajos.
• Tienen menos ruido, menor capacitancia y menor inducción parásita.
• El rendimiento eléctrico de estas resistencias es alto.
• Respuesta de alta frecuencia.
• Ofrece alta potencia nominal.
• Tiene menos ruido.
• Estas resistencias se pueden ajustar para una mayor precisión.

Desventajas

el es desventajas de las resistencias de película delgada considera lo siguiente.

• Estos componentes son sensibles.
• Alto costo.
• Necesita ser manejado con mucho cuidado.

Aplicaciones

el es aplicaciones de resistencias de película delgada considera lo siguiente.

• La función de una resistencia de película delgada es usarse en aplicaciones donde se requiere alta precisión, bajo ruido y alta estabilidad. Estas aplicaciones pueden incluir una variedad de equipos, como aplicaciones de medición, prueba, médicas, de vigilancia, de instrumentación, de precisión y de audio.
• Estas resistencias se utilizan en aplicaciones de precisión.
• Estas resistencias se utilizan para controlar la ganancia de los amplificadores operacionales y algunas otras funciones son división de voltaje estable, referencia estable, ADC o DAC y bucles de retroalimentación estables.
• Estas resistencias dentro de una forma de red brindan beneficios de rendimiento adicionales.
• Las resistencias de película delgada se utilizan donde se requiere una mayor precisión, como equipos de monitoreo y medición en los campos aeroespacial y médico, chips de computadora de audio, aplicaciones de RF, telecomunicaciones, convertidores de potencia, sistemas HVAC, etc.

Así que esta es una breve información sobre la resistencia de película delgada. estas Las resistencias se utilizan en varios campos. como médicos, instrumentación, TI, audio, fuentes de alimentación, telecomunicaciones, HVAC, etc. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es una resistencia de película gruesa?