Маркировка SMD-резисторов

Маркировка SMD-резисторов

Прогресс электронной техники потребовал создавать все более крупные и крупные схемы. Из тысяч элементов, потом миллионов, миллиардов… Если бы все это делалось по старинке, то не хватило бы никаких залов, корпусов и даже кварталов. Под всего одну вычислительную машину.

Были схемы на дискретных электронных элементах — резисторах, транзисторах, конденсаторах, диодах, индуктивностях, и они при работе нагревались. И их еще приходилось охлаждать — целая система вентиляции и охлаждения строилась. Нигде не было кондиционеров, люди жару терпели, а все машинные залы продувались и охлаждались централизованно и непрерывно, днями и ночами. И расход энергии шел на мегаватты. Блок питания компьютера занимал отдельный шкаф. 380 вольт, три фазы, подводка снизу, из-под фальшпола. Другой шкаф занимал процессор. Еще один — оперативная память на магнитных сердечниках. А все вместе занимало зал площадью около 100 квадратных метров. И машина имела оперативную память, страшно сказать, 512 КБ.

А надо было делать компьютеры все мощнее и мощнее.

Потом изобрели БИС — большие интегральные схемы. Это когда вся схема прорисована в одной твердотельной форме. Многослойный параллелепипед, в котором слои микроскопической толщины содержат нариcованные, напыленные или наплавленные в вакууме те же самые электронные элементы, только микроскопические, и «раздавленные» в плоскость. Обычно целая БИС герметизируется в одном корпусе, и тогда уж ничего не боится — железяка железякой, хоть молотком бей (шутка).

Только БИС (или СБИС — сверхбольшие интегральные схемы) содержат функциональные блоки или отдельные электронные устройства — процессоры, регистры, блоки полупроводниковой памяти, контроллеры, операционные усилители. И стоит задача их собрать уже в конкретное изделие: мобильный телефон, флешку, компьютер, навигатор и пр. Но они же такие маленькие, эти БОЛЬШИЕ интегральные схемы, как их собрать?

И тогда придумали технологию поверхностного монтажа.

Метод сборки комплексных электронных схем SMT/ТМП

Собирать на плату вперемешку микросхемы, БИСы, сопротивления, конденсаторы по старинке очень скоро стало неудобно и нетехнологично. И монтаж по традиционной «сквозной» технологии стал громоздким и трудно автоматизируемым, и результаты получались не в согласии с реалиями времени. Миниатюрные гаджеты требуют и миниатюрных, и, самое главное, удобных в компоновке плат. Промышленность уже может выпускать сопротивления, транзисторы и пр. совсем маленькими и совсем плоскими. Дело оставалось за малым — сделать плоскими, прижатыми к поверхность их контакты. И разработать технологию трассировки и изготовления плат как основы для поверхностного монтажа, а также методы пайки элементов к поверхности. Кроме прочих плюсов, пайку научились делать целиком — всю плату сразу, что ускоряет работу и дает однородность ее качества. Этот метод получил название «технология монтажа на поверхность (ТМП)», или surface mount technology (SMT). Так как монтируемые элементы стали уж совсем плоскими, в обиходе они получили название «чипы», или «чип-компоненты» (или еще SMD — surface mounted device, например, SMD-резисторы).

Шаги изготовления платы по ТМП

Изготовление ТМП-платы затрагивает как процесс ее проектирования, изготовления, подбор определенных материалов, так и специфические технические средства для припаивания чипов на плату.

1. Проектирование и изготовление платы — основа для монтажа. Вместо отверстий для сквозного монтажа делаются контактные площадки для припаивания плоских контактов элементов.
2. Нанесение паяльной пасты на площадки. Это можно делать шприцем вручную или с помощью трафаретной печати при массовом изготовлении.
3. Точная установка компонентов на плату поверх нанесенной паяльной пасты.
4. Помещение платы со всеми компонентами в печь для пайки. Паста оплавляется и очень компактно (благодаря присадкам, увеличивающим поверхностное натяжение припоя) припаивает контакты с одинаковым качеством по всей поверхности платы. Однако критичны требования как ко времени операции, температуре, так и к точности химического состава материалов.
5. Окончательная обработка: остывание, мойка, нанесение защитного слоя.

Различаются варианты технологии для серийного и для ручного производства. Массовое производство при условии широкой автоматизации и последующем контроле качества дает и гарантировано высокие результаты.

Однако SMT-технология может вполне уживаться и с традиционным монтажом на одной плате. В этом случае как раз и может быть востребован монтаж SMT вручную.

Резисторы SMD

Резистор — самый распространенный компонент электронных схем. Существует даже специально разработанная схемотехника, которая строится только из транзисторов и резисторов (T-R-логика). Это значит, без остальных элементов построить процессор можно, а вот без этих двух — никак. (Пардон, есть еще ТТ-логика, где вообще одни транзисторы, но некоторым из них приходится играть роль резисторов). Это в производстве больших интегральных схем доходят до таких крайностей, а для поверхностного монтажа все-таки выпускается весь набор необходимых элементов.

Для столь компактной сборки они должны обладать строго определенными размерами. Каждый SMD-прибор — это маленький параллелепипед с выступающими из него контактами — ножками, или пластинками, или металлическими наконечниками с двух сторон. Важно то, что контакты на монтажной стороне должны лежать строго в плоскости, и на этой плоскости иметь необходимую для пайки площадь — тоже прямоугольную.

Размеры резистора: l — длина, w — ширина, h — высота. За типоразмеры берутся важные для монтажа длина и ширина.

Они могут быть кодированы в одной из двух систем: дюймовой (JEDEC) или метрической (мм). Коэффициент пересчета из одной системы в другую — это длина дюйма с мм = 2,54.

Типоразмеры кодируются четырехзначным цифровым кодом, где первые две цифры — длина, вторые — ширина девайса. Причем размеры берутся или в сотых долях дюйма, или в десятых долях миллиметра, в зависимости от стандарта.

Например, код 0603 в JEDEC означает 0,06 дюйма длины и 0,03 дюйма ширины.

А код 1608 в метрической системе означает 1,6 мм длины и 0,8 мм ширины. Применив коэффициент пересчета, легко убедиться, что это один и тот же типоразмер. Однако существуют и другие измерения, которые определяются типоразмером.

Маркировка чип-резисторов, номиналы

Ввиду малой площади прибора для нанесения обычного для резисторов номинала пришлось изобретать специальную маркировку. Их бывает две чисто цифровые — трехцифровая и четырехцифровая) и две буквенно-цифровых (EIA-96), в которой две цифры и буква и кодировка для значений сопротивления меньше 0, в которой используется буква R для указания положения десятичной точки.

И есть еще одна особая маркировка. «Резистор» без всякого сопротивления, то есть просто перемычка из металла, имеет маркировку 0, или 000.

Цифровые маркировки

Цифровые маркировки содержат показатель (N) множителя (10 N ) в качестве последней цифры, остальные две или три — мантисса сопротивления.

Например, изображенный чип-резистор с маркировкой 102 имеет сопротивление 10*10 2 Ом, то есть 1 КОм, а с маркировкой 1206 — 120*10 6 = 120 000 000 Ом, то есть 120 МОм

Еще примеры расшифровки:

• 151 — 15*10 1 = 150 Ом;
• 103 — 10*10 3 = 10000 Ом;
• 474 — 47*10 4 = 470000 Ом;
• 2001 — 200*10 1 = 2000 Ом.

Маркировка резисторов меньше 1 Ом

Маркировка резисторов меньше 1 Ом:

• 2R3 — 2,3 Ом;
• R382 — 0,382 Ом;
• R068 — 0,068 Ом;
• R010 — 0,01 Ом.
• Маркировки EIA-96

Такой стандарт был разработан для значений номинала с допуском в 1%.

Состоит из двух цифр и кода множителя.

Две цифры — это код, которым можно извлечь из таблицы, приведенной ниже, три цифры значения мантиссы (аналогично, как было в цифровых маркировках), а далее идет буква, обозначающая множитель.

Таблица для кодов значений

Множители расшифровываются из букв вот так:

И, на всякий случай, привожу наименования и обозначения всех известных единиц измерения номиналов резисторов.

Резистор 104 smd сколько килоом

Расчет номинала резистора по цветовому коду:
укажите количество цветных полос и выберите цвет каждой из них (меню выбора цвета находится под каждой полоской). Результат будет выведен в поле "РЕЗУЛЬТАТ"

Расчет цветового кода для заданного значения сопротивления:
Введите значение в поле "РЕЗУЛЬТАТ" и укажите требуемую точность резистора. Полоски маркировки на изображении резистора будут окрашены соответствующим образом. Количество полос декодер подбирает по следующему принципу: приоритет у 4-полосной маркировки резисторов общего назначения, и только если резисторов общего назначения с таким номиналом не существует, выводится 5-ти полосная маркировка 1% или 0.5% резисторов.

Назначение кнопки "РЕВЕРС":
При нажатии на эту кнопку цветовой код резистора будет перестроен зеркальным образом от исходного. Таким образом можно узнать, возможно ли чтение цветового кода в обратном направлении (справа — налево). Эта функция калькулятора нужна в том случае, когда сложно понять, какая полоска в цветовой маркировке резистора является первой. Обычно первая полоска или толще остальных, или расположена ближе к краю резистора. Но в случаях 5-ти и 6-ти полосной цветовой маркировки прецизионных резисторов может не хватить места, чтобы сместить полоски маркировки к одному краю. А толщина полосок может отличаться весьма незначительно. С 4-полосной маркировкой 5% и 10% резисторов общего назначения все проще: последняя полоска, обозначающая точность — золотистого или серебристого цвета, а эти цвета никак не могут быть у первой полоски.

Назначение кнопки "М+":
Эта кнопка позволит сохранить в памяти текущую цветовую маркировку. Сохраняется до 9 цветовых маркировок резисторов. Кроме того, автоматически сохраняются в память калькулятора все значения, выбранные из колонок примеров цветовой маркировки, из таблицы значений в стандартных рядах, любые значения (правильные и неправильные), введенные в поле «Результат», и только правильные значения, введенные с помощью меню выбора цвета полосок либо кнопок «+» и «-«. Функция удобна, когда требуется определить цветовую маркировку нескольких резисторов — всегда можно быстро вернуться к маркировке любого из уже проверенных. Красным цветом в списке обозначаются значения с ошибочной и нестандартной цветовой маркировкой (значение не принадлежит к стандартным рядам, кодированный цветом допуск на резисторе не соответствует допуску стандартного ряда, к которому относится значение и т.д.).

Кнопка "MC": — очистка всей памяти. Для удаления из списка только одной записи покройте оную двойным кликом.

Назначение кнопки "Исправить":
При нажатии на эту кнопку (если в цветовом коде резистора допущена ошибка) будет предложен один из возможных правильных вариантов.

Назначение кнопок "+" и "-" :
При нажатии на них значение в соответствующей полоске изменится на один шаг в большую или меньшую сторону.

Назначение информационное поля (под полем "РЕЗУЛЬТАТ"):
В нем выводятся сообщения, к каким стандартным рядам принадлежит введенное значение (с какими допусками резисторы этого номинала выпускаются промышленностью), а так же сообщения об ошибках. Если значение не является стандартным, то либо вы допустили ошибку, либо производитель резистора не придерживается общепринятого стандарта (что случается).

Примеры цветовой кодировки резисторов:
Слева приведены примеры цветовой маркировки 1%, а справа — 5% резисторов. Кликните по значению в списке, и полоски на изображении резистора будут перекрашены в соответствующие цвета.

Таблица, расположенная выше, содержит стандартные значения сопротивлений. Таблица автоматически прокручивается до значений, которые находятся ближе всего к величине, заданной цветовым кодом на изображении резистора. Практически все номиналы постоянных резисторов, которые выпускаются промышленностью, берутся из стандартных рядов и получены умножением значения из стандартного ряда на 10 в определенной степени (номинал в данном случае в Омах, т.е. 28.7кОм = стандартное значение 287, умноженное на 10 в степени 2 /Ом/). Каждому ряду соответствует своя точность резисторов.

Резистор и сопротивление

Это справедливо и для большего количества соединённых последовательно резисторов:

Цепь из последовательно соединённых резисторов будет всегда иметь сопротивление большее, чем у любого резистора из этой цепи.

При последовательном соединении резисторов изменение сопротивления любого резистора из этой цепи влечёт за собой как изменение сопротивления всей цепи так и изменение силы тока в этой цепи.

Мощность при последовательном соединении

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ом

Учитывая напряжение в цепи, равное 100 В, по закону Ома сила тока будет составлять

I = U/R = 100 В/390 Ом = 0,256 A

На основании полученных данных можно рассчитать мощность резисторов при последовательном соединении по следующей формуле:

P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 Вт

Таким же образом можно рассчитать мощность каждого отдельно взятого резистора:

P₁ = I 2 x R₁ = 0,256 2 x 200 = 13,11 Вт;
P₂ = I 2 x R₂ = 0,256 2 x 100 = 6,55 Вт;
P₃ = I 2 x R₃ = 0,256 2 x 51 = 3,34 Вт;
P₄ = I 2 x R₄ = 0,256 2 x 39 = 2,55 Вт.

Если сложить полученные мощности, то общая Р составит:

Р_общ = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 Вт

Параллельное соединение резисторов

Расчет параллельного сопротивления двух параллельно соединённых резисторов R₁ и R₂ производится по следующей формуле:

Параллельное соединение трёх и более резисторов требует более сложной формулы для вычисления общего сопротивления:

Сопротивление параллельно соединённых резисторов будет всегда меньше, чем у любого из этих резисторов.

Параллельное соединение резисторов часто используют в случаях, когда необходимо сопротивление с большей мощностью. Для этого, как правило, используют резисторы с одинаковой мощностью и одинаковым сопротивлением. Общая мощность, в таком случае, вычисляется умножением мощности одного резистора на количество параллельно соединённых резисторов.

Мощность при параллельном соединении

1/R = 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 ≈ 0,06024 Ом
R = 1 / 0,06024 ≈ 16,6 Ом

Используя значение напряжения 100 В, по закону Ома рассчитывается сила тока

I = U/R = 100 В x 0,06024 Ом = 6,024 A

Зная силу тока, мощность резисторов, соединенных параллельно, определяется следующим образом

P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 Вт

Расчет силы тока для каждого резистора выполняется по формулам:

На примере этих сопротивлений прослеживается закономерность, что с уменьшением сопротивления, сила тока увеличивается.

Существует еще одна формула, позволяющая рассчитать мощность при параллельном подключении резисторов:

P₁ = U 2 /R₁ = 100 2 /200 = 50 Вт;
P₂ = U 2 /R₂ = 100 2 /100 = 100 Вт;
P₃ = U 2 2/R₃ = 100 2 /51 = 195,9 Вт;
P₄ = U 2 2/R₄ = 100 2 /39 = 256,4 Вт

Переменный резистор.

Резистор (лат. resisto — сопротивляюсь) — один из наиболее распространенных радиоэлементов, а переменный резистор в простом транзисторном приемнике исчисляется до нескольких десятков, а в современном телевизоре — до нескольких сотен.

Переменный резистор — это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом.

Резисторы выступают как нагрузочные и токоограничительные элементы, делители напряжения, добавочные сопротивления и шунты в измерительных цепях и т. д. Основная задача резистора — оказывать сопротивление, то есть перекрывать протекание электротока. Сопротивление измеряют в омах, килоомах (1000 Ом) и мегаомах (1 000000 Ом).

Резистор переменного тока.

Переменные резисторы осуществляют изменение сопротивления в процессе функционирования аппаратуры. Сопротивление резисторов меняется при разовой или периодической регулировке, но его не меняют в процессе функционирования аппаратуры. Они бывают одноэлементными и многоэлементными, с круговым и прямолинейным перемещением подвижного контакта, многооборотными и однооборотными, с выключателем и без него, с упором и без, с фиксацией и без фиксации подвижной системы, с наличием дополнительных отводов и без них.

Переменный резистор имеет как минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и щеточного контакта, по которым может перемещаться ток. Чтобы уменьшить размеры и упростить конструкцию, токопроводящий элемент выполняют в виде незамкнутого кольца, при этом щеточный контакт закрепляется на валике, при этом его ось проходит через центр. Во время вращения валика контакт меняет свое положение на поверхности токопроводящего элемента, вызывая изменение результатов сопротивления между ним и крайними выводами.

Непроволочные переменные резисторы.

Непроволочные переменные резисторы обладают токопроводящим слоем, который наносят на подковообразную пластинку из гетинакса или текстолита (резисторы СП, СПЗ-4) или вдавливают в дугообразную канавку керамического основания (резисторы СПО). В проволочном резисторе сопротивление создается с помощью высокоомного провода, который намотан в один слой на кольцеобразном барабане. Чтобы обеспечить надежное соединение между обмоткой и подвижным контактом, производят зачистку провода на глубину не менее четверти его диаметра, а иногда еще и полируют.

Переменные резисторы включаются в электрическую сеть в двух случаях. В первом они используются для регулирования тока в цепи, такой регулируемый резистор еще называют реостатом, в другом случае — для регулирования напряжения, его также называют потенциометром. Чтобы обеспечить регулирование тока в цепи, данный резистор может включаться при помощи двух выводов: от щеточного контакта и одного из концов токопроводящего элемента, что не является допустимым. Если в процессе регулирования случайно нарушится соединение щеточного контакта с токопроводящим элементом, то электрическая цепь окажется разомкнутой, что может привести к повреждению прибора.

Этого можно избежать, если соединить вывод токопроводящего элемента с выводом щеточного контакта. В данном случае, если и произойдет нарушение соединения, это не разомкнет электрическую цепь.

Промышленностью выпускаются следующие непроволочные переменные резисторы:

— Б — с логарифмической;

— В — с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления, которое возникает между правым и средним выводами от угла поворота оси.

Наиболее востребованными являются резисторы группы А, их используют в радиотехнике, на схемах обычно не указывается характеристика изменения их сопротивления. В переменных резисторах нелинейных (логарифмических), на схеме указано символ резистора, который перечеркнут знаком нелинейного регулирования, а внизу помещают соответствующую математическую формулу закона изменения.

Резисторы групп Б и В отличаются от резисторов группы А своим токопроводящим элементом: на подковку таких резисторов наносится токопроводящий слой, который обладает удельным сопротивлением, которое меняется по длине. Проволочные резисторы имеют соответствующую форму каркаса, в них длина витка высокоомного провода меняется по соответствующему закону.

Размеры малогабаритных подстроечных резисторов.

На рисунке ниже вы можете видеть малогабаритные подстроечные резисторы (триммеры) Bourns и их габаритные размеры. Обратите внимание, что некоторые типы этих резисторов оказались 100% аналогами отечественных подстроечных резисторов: 3329Н — СПЗ-19А; 3362Р — СПЗ-19А; 3329Н — СПЗ-19Б; 3296W — СП5–2ВБ-0,5 Вт. Номинал на корпусе также обозначается цифровым кодом (можно видеть в таблице ниже).

Подстроечные резисторы BOURNS бывают разного конструктивного исполнения. Они обозначаются при помощи кода, который состоит из 4 цифр, обозначающих модель, буквы — характеризуют тип, цифры, описывают особенности конструкции и 3 цифр, которые обозначают номинал. Например, 3214W-1–103. Стандартный ряд номиналов подстроечных резисторов: 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1К, 2К, 5К, 10К, 20К, 25К, 50К, 100К, 200К, 250К, 500К, 1М.

Последняя цифра в обозначении номинала говорит о показателе степени числа 10, на которую необходимо умножить 2 первые цифры.