נגדי SMD - סוגים, פרמטרים ומאפיינים

נגד הוא אלמנט שיש לו סוג של התנגדות; הוא משמש בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל כדי להגביל את הזרם או להשיג את המתח הנדרש (לדוגמה, באמצעות מחלק התנגדות). נגדי SMD הם נגדי משטח, במילים אחרות, נגדי משטח.

המאפיינים העיקריים של נגדים הם ההתנגדות הנומינלית, הנמדדת באוהם, והיא תלויה בעובי, באורך ובחומרים של השכבה ההתנגדות, כמו גם בפיזור ההספק.

רכיבים אלקטרוניים להרכבה על פני השטח נבדלים על ידי הממדים הקטנים שלהם בשל העובדה שגם אין להם מסופי חיבור במובן הקלאסי. לפריטי התקנה בתפזורת יש מוביל ארוך.

בעבר, בעת הרכבת ציוד אלקטרוני, הם חיברו את רכיבי המעגל זה לזה (מכלול צירים) או העבירו אותם דרך המעגל המודפס לתוך החורים המתאימים. מבחינה מבנית, המסקנות או המגעים שלהם נעשים בצורה של רפידות מתכתיות על גוף האלמנטים.במקרה של מעגלים מיקרו וטרנזיסטורים משטחים, לאלמנטים יש "רגליים" קצרות וקשיחות.

אחד המאפיינים העיקריים של נגדי SMD הוא הגודל שלהם. זהו האורך והרוחב של התיבה, על פי פרמטרים אלה, נבחרים אלמנטים המתאימים לפריסה של הלוח. בדרך כלל, המידות בתיעוד כתובות בצורה מקוצרת עם מספר בן ארבע ספרות, כאשר שתי הספרות הראשונות מציינות את אורך האלמנט במ"מ, וצמד התווים השני מציין את הרוחב במ"מ. עם זאת, במציאות, המידות עשויות להיות שונות מהסימונים בהתאם לסוגי וסדרת האלמנטים.

גדלים אופייניים של נגדי SMD והפרמטרים שלהם

 איור 1 - ייעודים לפענוח גדלים סטנדרטיים.

1. נגדי SMD 0201:

L = 0.6 מ"מ; W = 0.3 מ"מ; H = 0.23 מ"מ; L1 = 0.13 מ'.

• טווח דירוג: 0 אוהם, 1 אוהם - 30 MΩ

• סטייה מותרת מהנומינלי: 1% (F); 5% (J)

• הספק נקוב: 0.05W

• מתח הפעלה: 15V

• מתח מקסימלי מותר: 50 וולט

• טווח טמפרטורת עבודה: -55 - +125 מעלות צלזיוס

2. נגדי SMD 0402:

L = 1.0 מ"מ; W = 0.5 מ"מ; H = 0.35 מ"מ; L1 = 0.25 מ"מ.

• טווח דירוג: 0 אוהם, 1 אוהם - 30 MΩ

• סטייה מותרת מהנומינלי: 1% (F); 5% (J)

• הספק נקוב: 0.062W

• מתח הפעלה: 50V

• מתח מקסימלי מותר: 100 וולט

• טווח טמפרטורת עבודה: -55 - +125 מעלות צלזיוס

3. נגדי SMD 0603:

L = 1.6 מ"מ; W = 0.8 מ"מ; H = 0.45 מ"מ; L1 = 0.3 מ"מ.

• טווח דירוג: 0 אוהם, 1 אוהם - 30 MΩ

• סטייה מותרת מהנומינלי: 1% (F); 5% (J)

• הספק נומינלי: 0.1W

• מתח הפעלה: 50V

• מתח מקסימלי מותר: 100 וולט

• טווח טמפרטורת עבודה: -55 - +125 מעלות צלזיוס

4. נגדי SMD 0805:

L = 2.0 מ"מ; W = 1.2 מ"מ; H = 0.4 מ"מ; L1 = 0.4 מ"מ.

• טווח דירוג: 0 אוהם, 1 אוהם - 30 MΩ

• סטייה מותרת מהנומינלי: 1% (F); 5% (J)

• הספק מדורג: 0.125W

• מתח הפעלה: 150V

• מתח מקסימלי מותר: 200 וולט

• טווח טמפרטורת עבודה: -55 - +125 מעלות צלזיוס

5. נגדי SMD 1206:

L = 3.2 מ"מ; W = 1.6 מ"מ; H = 0.5 מ"מ; L1 = 0.5 מ"מ.

• טווח דירוג: 0 אוהם, 1 אוהם - 30 MΩ

• סטייה מותרת מהנומינלי: 1% (F); 5% (J)

• הספק נומינלי: 0.25W

• מתח הפעלה: 200V

• מתח מקסימלי מותר: 400 וולט

• טווח טמפרטורת עבודה: -55 - +125 מעלות צלזיוס

6. נגדי SMD 2010:

L = 5.0 מ"מ; W = 2.5 מ"מ; H = 0.55 מ"מ; L1 = 0.5 מ"מ.

• טווח דירוג: 0 אוהם, 1 אוהם - 30 MΩ

• סטייה מותרת מהנומינלי: 1% (F); 5% (J)

• הספק נומינלי: 0.75W

• מתח הפעלה: 200V

• מתח מקסימלי מותר: 400 וולט

• טווח טמפרטורת עבודה: -55 - +125 מעלות צלזיוס

7. נגדי SMD 2512:

L = 6.35 מ"מ; W = 3.2 מ"מ; H = 0.55 מ"מ; L1 = 0.5 מ"מ.

• טווח דירוג: 0 אוהם, 1 אוהם - 30 MΩ

• סטייה מותרת מהנומינלי: 1% (F); 5% (J)

• הספק נומינלי: 1W

• מתח הפעלה: 200V

• מתח מקסימלי מותר: 400 וולט

• טווח טמפרטורת עבודה: -55 - +125 מעלות צלזיוס

כפי שניתן לראות, ככל שגודל הנגד השבב גדל, פיזור ההספק הנומינלי גדל בטבלה שלהלן, תלות זו מוצגת בצורה ברורה יותר, כמו גם הממדים הגיאומטריים של סוגים אחרים של נגדים:

טבלה 1 - סימון נגדי SMD

בהתאם לגודל, ניתן להשתמש באחד משלושה סוגים של סימון דירוג נגדים. ישנם שלושה סוגים של סימונים:

1. עם 3 ספרות. במקרה זה, השניים הראשונים מתכוונים למספר האוהם, והמספר האחרון אפסים. כך מיועדים נגדים מסדרת E-24, עם סטייה מהערך הנומינלי (סובלנות) של 1 או 5%. הגודל הסטנדרטי של נגדים עם סימון זה הוא 0603, 0805 ו-1206. דוגמה לסימון כזה: 101 = 100 = 100 אוהם

איור 2 הוא תמונה של נגד SMD עם ערך נומינלי של 10,000 אוהם, הידוע גם בשם 10 קילו אוהם.

 2. עם 4 תווים. במקרה זה, 3 הספרות הראשונות מציינות את מספר האוהם, והאחרונה היא מספר האפסים. כך מתוארים נגדים מסדרת E-96 בגדלים סטנדרטיים 0805, 1206. אם האות R נמצאת בסימון, היא ממלאת תפקיד של פסיק המפריד בין מספרים שלמים לשברים. לפיכך, הסימון 4402 אומר 44,000 אוהם או 44 קילו אוהם.

איור 3 — תמונה של נגד SMD של 44 kΩ

3. סימון בשילוב של 3 תווים - מספרים ואותיות. במקרה זה, 2 התווים הראשונים הם מספרים המציינים את ערך ההתנגדות המקודדת באוהם. הסימן השלישי הוא המכפיל. לפיכך, נגדים בגודל סטנדרטי 0603 מסומנים מהנגדים מסדרת E-96, עם סובלנות של 1%. תרגום האותיות לגורם מבוצע בסדר הבא: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10 ^ 2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

פענוח הקודים (שני התווים הראשונים) מתבצע לפי הטבלה המוצגת להלן.

טבלה 2 - קודי פענוח לסימון נגדי SMD

איור 4 - נגד עם סימון תלת ספרתי 10C, אם אתה משתמש בטבלה ובמספר הגורמים הנתון, אז 10 הוא 124 אוהם, ו-C הוא פקטור של 10 ^ 2, השווה ל-12,400 אוהם או 12.4 kOhm.

הפרמטרים העיקריים של נגדים

בנגד אידיאלי, רק ההתנגדות שלו נחשבת. במציאות, המצב שונה - לנגדים יש גם רכיבים אינדוקטיביים-קיבוליים טפיליים.להלן אפשרות אחת למעגל נגד שווה ערך:

איור 5 - מעגל נגד שווה ערך

כפי שניתן לראות בתרשים, ישנם גם קבלים (קבלים) וגם השראות. נוכחותם נובעת מכך שלכל מוליך יש השראות מסוימת, ולקבוצת מוליכים יש קיבול טפילי. בנגד, אלה קשורים למיקום שכבת ההתנגדות שלו ולעיצוב שלו.

פרמטרים אלו בדרך כלל אינם נלקחים בחשבון במעגלי DC ובתדר נמוך, אך יכולה להיות להם השפעה משמעותית במעגלי שידור רדיו בתדר גבוה ובמיתוג ספקי כוח, שבהם זרמים זורמים בתדרים של עשרות עד מאות קילו-הרץ. במעגלים כאלה, כל רכיב טפילי, בבשר של חיווט לא תקין של הנתיבים המוליכים של המעגל המודפס, יכול להפוך את זה לבלתי אפשרי לעבוד.

אז, השראות וקיבול הם אלמנטים המשפיעים על העכבה ועל קצוות הזרמים והמתחים כפונקציה של התדר. הטובים ביותר מבחינת מאפייני התדר הם רכיבי ההרכבה על פני השטח, בשל אותו גודל קטן בדיוק.

איור 6 - הגרף מציג את היחס בין ההתנגדות הכוללת של הנגד להתנגדות הפעילה בתדרים שונים

עכבה כוללת גם התנגדות אקטיבית וגם תגובת השראות טפילית וקיבול. הגרף מראה ירידה בעכבה בתדירות הולכת וגוברת.

עיצוב נגד

נגדים להרכבה על פני השטח הם זולים ונוחים להרכבה אוטומטית של מכשירים אלקטרוניים על מסוע. עם זאת, הם אינם פשוטים כפי שהם נראים.

איור 7 - מבנה פנימי של נגד SMD

הנגד מבוסס על מצע של Al2O3 - תחמוצת אלומיניום.זהו דיאלקטרי טוב וחומר עם מוליכות תרמית טובה, וזה חשוב לא פחות, שכן במהלך הפעולה כל הכוח של הנגד משתחרר לחום.

כשכבה התנגדות, נעשה שימוש בסרט מתכת דק או תחמוצת, למשל כרום, רותניום דו חמצני (כפי שמוצג בתמונה למעלה). המאפיינים של נגדים תלויים בחומר ממנו מורכב הסרט הזה, שכבת ההתנגדות של נגדים בודדים היא סרט בעובי של עד 10 מיקרון, עשוי מחומר בעל TCR (מקדם התנגדות טמפרטורה) נמוך, המעניק יציבות בטמפרטורה גבוהה. של פרמטרים והאפשרות ליצור אלמנטים בעלי דיוק גבוה, דוגמה לחומר כזה היא קבועה, אבל הדירוגים של נגדים כאלה רק לעתים רחוקות עולים על 100 אוהם.

רפידות נגד נוצרות מקבוצה של שכבות. שכבת המגע הפנימית עשויה מחומרים יקרים כמו כסף או פלדיום. התווך עשוי מניקל. והחיצוני הוא פח עופרת. עיצוב זה נובע מהצורך להבטיח הידבקות (לכידות) גבוהה של השכבות. האמינות של אנשי הקשר והרעש תלויים בהם.

על מנת לצמצם רכיבים טפיליים, הם מגיעים לפתרונות הטכנולוגיים הבאים בעת יצירת שכבה התנגדות:

איור 8 - צורת השכבה ההתנגדות

ההתקנה של אלמנטים כאלה מתבצעת בתנורים ובסדנאות חובבי רדיו באמצעות מלחם, כלומר עם זרם אוויר חם. לכן, במהלך הייצור שלהם, תשומת הלב מוקדשת לעקומת הטמפרטורה של חימום וקירור.

איור 9 - עקומת חימום וקירור בעת הלחמת נגדי SMD

מסקנות

לשימוש ברכיבים צמודי משטח הייתה השפעה חיובית על המשקל והממדים של הציוד האלקטרוני, כמו גם על מאפייני התדר של האלמנט. התעשייה המודרנית מייצרת את רוב האלמנטים הנפוצים בעיצובי SMD. כולל: נגדים, קבלים, דיודות, לדים, טרנזיסטורים, תיריסטורים, מעגלים משולבים.