Som mange elektroniske komponenter, kommer motstander i mange former, størrelser, kapasiteter og typer. Det er også forskjeller i typiske verdier for motstandsstøy, toleranser, wattstyrke, temperaturkoeffisient, spenningskoeffisient, frekvensrespons, størrelse og pålitelighet. Noen motstander er ideelle i noen applikasjoner og en kilde til feilsøking av mareritt i andre.
I denne veiledningen ser vi på typene motstander og de respektive brukstilfellene for hver.
Carbon Composition Resistors
Karbonsammensetningsmotstander pleide å være den vanligste typen motstand på grunn av den lave kostnaden og påliteligheten. Karbonsammensetningsmotstander bruker en solid blokk av materiale laget av karbonpulver, en isolerende keramikk og et bindemateriale. Motstanden kontrolleres ved å variere forholdet mellom karbon og fyllmaterialene.
Karbonsammensetningen i motstanden påvirkes av miljøforhold, spesielt fuktighet. Det har en tendens til å endre motstand over tid. Av denne grunn har karbonsammensetningsmotstander en dårlig motstandstoleranse, vanligvis bare 5 prosent. Karbonsammensetningsmotstander er også begrenset til en effekt på opptil 1 watt. I motsetning til deres dårlige toleranser og lav effekt, har karbonsammensetningsmotstander en god frekvensrespons, noe som gjør disse levedyktige for høyfrekvente applikasjoner.
Carbon Film Resistors
Karbonfilmmotstander bruker et tynt lag med karbon på toppen av en isolerende stang som er kuttet for å danne en smal, lang, motstandsdyktig bane. Ved å kontrollere lengden på banen og dens bredde, kan motstanden kontrolleres nøyaktig med toleranser så trange som 1 prosent.
Samlet sett er egenskapene til en karbonfilmmotstand bedre enn en karbonsammensetningsmotstand, med en effekt på opptil 5 watt og forbedret stabilitet. Frekvensresponsen er imidlertid dårligere på grunn av induktansen og kapasitansen forårsaket av den resistive banen kuttet inn i filmen.
Metal Film Resistors
En av de vanlige aksiale motstandstypene som brukes i dag er metallfilmmotstander. I likhet med karbonfilmmotstander, kommer hovedforskjellen fra bruken av en metallegering som motstandsmateriale i stedet for karbon.
Metallegeringen, typisk en nikkel-kromlegering, gir strammere motstandstoleranser enn karbonfilmmotstander med toleranser så tette som 0,01 prosent. Metallfilmmotstander er tilgjengelige opp til ca. 35 watt. Imidlertid begynner motstands alternativene å avta over 1 eller 2 watt.
Metallfilmmotstander har lav støy. Disse motstandene er stabile med liten motstandsendring på grunn av temperatur og påført spenning.
Tykkfilmmotstander
Tykkfilmmotstander ble populære på 1970-tallet og er vanlige overflatemonterte motstander selv i dag. Disse er laget ved en silketrykkprosess ved bruk av en ledende kompositt av keramikk og glassblanding suspendert i en væske. Etter at motstanden er skjermtrykt, bakes den ved høye temperaturer for å fjerne væsken og smelte sammen keramikk- og glasskompositten.
Tykkfilmmotstander hadde i utgangspunktet dårlige toleranser. I dag er disse tilgjengelige med toleranser så lave som 0,1 prosent i pakker som kan håndtere opptil 250 watt. Tykkfilmmotstander har en høytemperaturkoeffisient, med en temperaturendring på 100 grader Celsius som resulterer i opptil 2,5 prosent endring i motstand.
tynne filmmotstander
Lån fra halvlederprosesser, tynnfilmmotstander lages gjennom en vakuumavsetningsprosess som kalles sputtering. Sputtering er der et tynt lag med ledende materiale avsettes på et isolerende underlag. Dette tynne laget er foto-etset for å lage et resistivt mønster.
Ved nøyaktig å kontrollere mengden av avsatt materiale og det resistive mønsteret, kan toleranser så tette som 0,01 prosent oppnås med tynnfilmmotstander. Tynnfilmsmotstander er begrenset til ca. 2,5 watt og lavere spenning enn andre motstandstyper, men er stabile motstander. Det er en pris for presisjonen til tynnfilmmotstander, som vanligvis er dobbelt så høy som tykkfilmmotstander.
trådviklede motstander
De høyeste og mest presise motstandene er trådviklede motstander, som sjelden har høy effekt og presise på en gang. Trådviklede motstander er laget ved å vikle en høymotstandstråd, vanligvis en nikkel-kromlegering, rundt en keramisk spole. Ved å variere diameteren, lengden, legeringen til ledningen og viklingsmønsteret, kan egenskapene til den trådviklede motstanden tilpasses applikasjonen.
Motstandstoleranser er så trange som 0,005 prosent for presisjons-trådviklede motstander og kan bli funnet med en effekt på opptil rundt 50 watt. Trådviklede kraftmotstander har vanligvis toleranser på enten 5 prosent eller 10 prosent, men har effektklassifiseringer i kilowattområdet.
Trådviklede motstander lider av høy induktans og kapasitans på grunn av konstruksjonens natur, og begrenser disse til lavfrekvente applikasjoner.
potensiometre
Å variere et signal eller stille inn en krets er et vanlig krav for sensitive elektroniske applikasjoner. En enkel måte å manuelt justere et signal på er gjennom en variabel motstand eller potensiometer. Potensiometre brukes ofte for analoge brukerinnganger, for eksempel volumkontroller. Mindre overflatemonterte versjoner justerer eller kalibrerer en krets på et PCB før den forsegles og sendes til kunder.
Potensiometre kan være presise, multi-turn variable motstander, men er ofte enkle en-sving-enheter som flytter en vindusvisker langs en ledende karbonbane for å endre motstand fra nær null til maksimal verdi.
Potensiometre har generelt lav effekt, dårlige støyegenskaper og middelmådig stabilitet. Evnen til å variere motstanden og justere et signal gjør imidlertid potensiometre uvurderlige i mange kretsdesign og prototyping.
Andre motstandstyper
Som med de fleste komponenter, tjener flere spesialmotstandsvarianter nisjebehov. Flere er ganske vanlige, inkludert det resistive elementet i glødepæren. Andre spesialmotstandsvarianter inkluderer varmeelementer, metallfolie, oksid, shunts, cermet- og gittermotstander.
