Qué es la resistencia de película metálica : Funcionamiento y sus aplicaciones

Las resistencias de película metálica son el tipo más común de resistencias utilizadas en electrónica. Se han utilizado ampliamente desde su desarrollo en la década de 1960, y son muy populares por su consistencia y precisión. Es un tipo de resistencia que tiene una película de óxido metálico depositada en la superficie de un núcleo de cerámica. Es diferente de las resistencias de película de carbono, que tienen una capa de carbono en lugar de metal.

Las resistencias de película metálica tienen un mayor rendimiento que las de carbono o las bobinadas. Además, son más fiables y seguros que otros tipos de piezas electrónicas. Por estas razones, resistencia de película metálica se utiliza a menudo como sustituto de otros tipos de componentes electrónicos.

Definición de resistencia de película metálica:

Una resistencia de película metálica es un componente eléctrico pasivo de dos terminales. Está diseñada para proporcionar una resistencia específica. La resistencia de película metálica se construye depositando una capa aislante de óxido o nitruro, que luego se cubre con una película metálica resistiva y se termina con una segunda capa aislante, normalmente de óxido. Estos componentes se utilizan en filtros activos, circuitos de precisión y aplicaciones de temporización.

Resistencia de metacapas

El símbolo de la resistencia de película metálica es similar al de una resistencia normal que incluye dos terminales de conexión como el ánodo y el cátodo que se muestran a continuación.

Símbolo de la resistencia de película metálica
Símbolo de la Meta Resistencia de Película

Construcción de la resistencia de película metálica

Las resistencias de película metálica están formadas por una película metálica sobre un sustrato aislante, de forma similar a una resistencia de película fina. El metal se deposita por evaporación sobre el sustrato. La película metálica suele ser de 0,1 µm o más de grosor y tiene una resistencia mucho mayor que la del sustrato.

Construcción de resistencias de película metálica
Construcción de resistencias de película metálica

Las resistencias se forman mediante la serigrafía de la pasta de carbono sobre el sustrato con una forma que secciona la película metálica, creando dos conductores paralelos con una separación uniforme entre ellos. El cuerpo de la resistencia se recubre con una capa de epoxi para proteger el medio ambiente y aislarlo.

Las resistencias de película metálica se fabrican mediante un proceso de fotolitografía que crea resistencias de alta precisión y baja tolerancia. La fotolitografía es un proceso fotográfico que transfiere imágenes a obleas de semiconductores durante el desarrollo de circuitos integrados. Las resistencias de película metálica tienen valores de resistencia que van de 0,1 ohmios a 100 MΩ, con tolerancias de ±0,1% o menos en rangos de temperatura de funcionamiento de -55°C a 155°C.

Trabaja en

El funcionamiento de una resistencia de película metálica es similar al de una resistencia normal para restringir el flujo de la corriente eléctrica a través de ella. Así, funciona como elemento resistivo para el flujo de la corriente eléctrica. El sustrato cerámico de esta resistencia no deja pasar el calor a través de ella.

Especificaciones

El especificaciones de la resistencia de película metálica incluyen las siguientes.

  • La disponibilidad de la tolerancia típica es de ±0,1%, ±0,25%, ±0,5%, ±1% y ±2%,
  • El valor de la resistencia oscila entre >1Ω < 10MΩ
  • La temperatura máxima de la resistencia es de 175 °C
  • La duración de la carga (% de cambio sobre 1000h) es de 1
  • El coeficiente de tensión es 0,0 %/V
  • El ruido máximo es de 0,2 µV/V
  • Coeficiente de temperatura ±50 a ±100 ppm/°C

Tolerancia de la resistencia de película metálica

La tolerancia de las resistencias de película metálica es el mayor nivel de desviación del valor nominal de una resistencia. Esta tolerancia representa un estándar de precisión para las resistencias, y determina cuánto variará la resistencia medida con respecto a la resistencia ideal. Cuanto más ajustada sea la tolerancia, más precisa será la medición.

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La tolerancia de una resistencia de película metálica es la cantidad que puede variar la resistencia del resistor con respecto a su valor nominal. Suele expresarse en forma de porcentaje, y puede calcularse mediante la fórmula

(Valor medido – Valor nominal)/Valor nominal)×100

Si mides 10kΩ y tiene una tolerancia del 5%, entonces sabes que la tolerancia es de 500Ω. El mayor valor posible sería 10,5kΩ y el menor valor posible sería 9,5kΩ.

Potencia nominal de la resistencia de película metálica

La potencia máxima que puede soportar una resistencia se conoce como potencia nominal de esa resistencia.

La potencia nominal viene determinada por el calor que puede soportar la resistencia antes de fallar. El calor hace que aumente la resistencia de la resistencia, lo que hace que disipe más potencia, lo que hace que se caliente más, y así sucesivamente. Si este proceso se agota, la temperatura de la resistencia aumenta rápidamente y falla de forma catastrófica.
La potencia máxima (Pm ) que puede soportar una resistencia de película metálica se calcula dividiendo la tensión máxima de trabajo (Um ) por el valor de la resistencia (R):

Pm = Um/R

Cálculo del tamaño de la resistencia de película metálica

El tamaño de una resistencia de película metálica puede calcularse a partir de su potencia nominal.

Una vez conocidos la potencia nominal (potencia = tensión x corriente) y el máximo aumento de temperatura posible, el tamaño de la resistencia puede calcularse sumando la resistencia térmica RTH de la resistencia a la resistencia térmica RθJA de la superficie de montaje.

Rth = (TJ – TA)/Pd

Aquí, Rth es la resistencia térmica

‘Tj’ es la temperatura de unión

tA» es la temperatura ambiente

pd’ es la disipación de energía

La limitación de tamaño viene dada por:

RTHmax = (TJmax – TA)/Pd

Tamaño de la resistencia = Rthmax + RθJA

Código de colores de las resistencias de película metálica

El código de colores de las resistencias de película metálica consta de tres bandas y una cuarta banda que indica la tolerancia.
Las dos primeras bandas indican los dos primeros dígitos del valor.

La tercera banda indica el número de ceros que siguen a esos primeros dígitos. Por ejemplo, si la tercera banda es roja, hay dos ceros a continuación de las dos primeras cifras. Si es dorada, hay cinco ceros a continuación de esos dos primeros dígitos.

La cuarta banda indica la tolerancia en porcentaje. Una banda marrón o roja representa una tolerancia del 1%, mientras que una banda dorada o plateada representa una tolerancia del 10%.

Si hay bandas adicionales, suelen indicar el coeficiente de temperatura, pero esto varía según el fabricante y el número de pieza.

¿Cuál es la diferencia entre las resistencias de película metálica y las de óxido metálico?

La diferencia entre la resistencia de película metálica y la de óxido metálico es la siguiente

Resistencia de película metálica

Resistencia de óxido metálico
Las películas metálicas son el tipo de resistencia más común.Las resistencias de óxido metálico también son populares y se utilizan a menudo para aplicaciones de alta potencia.
Las láminas metálicas suelen tener una tolerancia menor.Las láminas metálicas suelen tener una tolerancia mayor, pero manejan potencias más altas.
Son resistencias axiales cilíndricas.Son axiales y de valor fijo resistencias.
Estas resistencias son aplicables cuando se necesita un valor más preciso y de alta tolerancia dentro de un circuito.Estas resistencias se utilizan para aplicaciones de alta resistencia.
La respuesta en frecuencia de estas resistencias es de unos 100 MHz.La respuesta en frecuencia de las resistencias de óxido metálico es de unos 100 MHz.
Estas resistencias tienen buenas características de estabilidad, TCR y tolerancia. Además, estas resistencias presentan propiedades de alta linealidad y bajo ruido debido a su bajo coeficiente de tensión.Estas resistencias superan las prestaciones de las resistencias de película de carbono y de película metálica en cuanto a diferentes propiedades, como la tensión nominal, la potencia nominal, la capacidad de sobrecarga, el funcionamiento a alta temperatura y la capacidad de sobrecarga.
La temperatura máxima de la resistencia de película metálica funciona hasta 150°C y con las de platino, hasta 600°C.El coeficiente de temperatura de la resistencia de óxido metálico es de aproximadamente 300 ppm/°C.
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Ventajas

Las resistencias de película metálica tienen las siguientes ventajas

Alta precisión: El espesor de la película es fácil de controlar, el proceso de fabricación es maduro, con un rendimiento estable.

Bajo nivel de ruido: El coeficiente de temperatura de la resistencia es pequeño, no es fácil que se produzca un efecto microfónico.

Alta estabilidad: Núcleo de cerámica de alta pureza, recubierto con una película en la superficie, el oxígeno del aire no oxida la superficie de la resistencia, tiene un buen rendimiento antivibratorio y antichoque.

Alta potencia nominal: Las resistencias de película metálica también tienen un alto índice de potencia, lo que significa que pueden utilizarse en aplicaciones de alta potencia. Suelen tener un coeficiente de temperatura más bajo que las resistencias de película de carbono, lo que las hace ideales para su uso en circuitos de precisión en los que es esencial un coeficiente de baja temperatura.

Desventajas

El desventajas de las resistencias de película metálica incluyen las siguientes.

  • Las resistencias de película metálica son más caras que las de composición de carbono y las de película de carbono porque hay un mayor coste de precisión.
  • Las resistencias de película metálica tienen una potencia limitada de 3 vatios o menos. Si necesitas más potencia, tendrás que utilizar una resistencia de hilo.
  • Son sensibles a los cambios de temperatura, tanto en su entorno como en la corriente que conducen.
  • Hay que mantenerlos, limpiarlos y comprobarlos regularmente para que funcionen correctamente.
  • La resistencia fallará antes de alcanzar su potencia máxima si se produce un aumento repentino de la corriente o la tensión.
  • La película metálica se erosionará con el tiempo debido a las altas temperaturas causadas por el uso prolongado a niveles de potencia superiores a los especificados en la propia resistencia
  • Las resistencias de película metálica sólo pueden funcionar hasta temperaturas cercanas a los 200°C (392°F).
  • No son adecuadas para su uso en circuitos de alta frecuencia, ya que su capacitancia parásita las limita para poder manejar frecuencias superiores a unos 100 MHz (Megahercios).

¿Dónde se utilizan las resistencias de película metálica?

El aplicaciones de las resistencias de película metálica incluyen las siguientes.

  • Las resistencias de película metálica se utilizan en casi todos los circuitos en los que se necesita resistencia, incluidas las fuentes de alimentación y otros circuitos.
  • También se utilizan para proteger los componentes electrónicos sensibles de tensiones peligrosas.
  • Las resistencias de película metálica existen desde hace mucho tiempo, pero sólo en los últimos años ha empezado a aumentar su popularidad. El motivo es que son menos caras que otros tipos de resistencias y son muy fiables. Esto significa que pueden utilizarse en una gran variedad de aplicaciones, como la electrónica del automóvil y los circuitos informáticos.
  • Su resistencia a las corrientes hace que sean útiles en una gran variedad de situaciones, desde los equipos industriales hasta la electrónica de consumo.
  • Estas resistencias se utilizan en distintos tipos de equipos en diferentes campos como el industrial, el militar, el de automoción y el de audio y vídeo profesional.
  • Aplicaciones industriales: Las resistencias de película metálica se utilizan habitualmente en equipos industriales. Ayudan a regular el flujo de corriente y a evitar daños por sobrecalentamiento. Las resistencias de película metálica también se emplean con frecuencia en los electrodomésticos, ya que ayudan a proteger los motores y otros componentes de las máquinas.
  • Aplicaciones en la electrónica de consumo: Las resistencias de película metálica se utilizan en una amplia gama de aparatos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles, ordenadores portátiles y televisores. Ayudan a regular el flujo de corriente en estos dispositivos y evitan que se sobrecalienten cuando se utilizan durante periodos prolongados a niveles de potencia elevados.
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¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de película metálica y otros tipos de resistencias?

Las resistencias de película metálica son más precisas que las de composición de carbono o las bobinadas, pero no son tan precisas como las de película fina. El rango de tolerancia de las resistencias de película metálica es más amplio que el de la mayoría de los otros tipos de resistencias, pero la tolerancia puede ajustarse mediante el proceso de fabricación.

¿Qué debo saber antes de elegir una resistencia de película metálica?

Hay muchos factores que hay que tener en cuenta a la hora de elegir una resistencia de película metálica. Aquí tienes algunas consideraciones:

  • ¿Cuánta potencia disipará la resistencia?
  • ¿Hay algún problema con el aumento de temperatura?
  • ¿Con qué precisión tiene que ser el valor?
  • ¿Es necesario que funcione a altas frecuencias?
  • ¿Es necesario que sea resistente a la humedad?

¿Cuánta potencia puedo utilizar con una resistencia de película metálica?

La cantidad de potencia que se puede utilizar con una resistencia de película metálica depende del tamaño de la resistencia y de su temperatura nominal. Una resistencia más pequeña tendrá una potencia nominal inferior a la de una resistencia más grande, porque tendrá menos superficie sobre la que disipar el calor. A medida que aumenta la temperatura, la potencia nominal disminuye porque es más difícil que el calor se disipe por el aire o por otros medios.

Por tanto, si buscas una forma de añadir resistencia a tu circuito sin gastar mucho dinero, las resistencias de película metálica pueden ser justo lo que buscas. Son muy duraderas y fiables, lo que significa que puedes utilizarlas durante años sin tener que sustituirlas o arreglarlas a menudo. Aunque las de película metálica las resistencias no son barataspero compensan su coste porque son capaces de soportar condiciones duras y seguir funcionando bien. Aquí tienes una pregunta, ¿qué es una resistencia de óxido metálico?

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