隨著應用的普及
，晶片電阻具有越來越重要的作用。主要參數包括 ESD 保護、熱電動勢 (EMF)、電阻熱係數 (TCR)、自熱性、長期穩定性
、功率係數和噪聲等。

yixiajishuduibizhongjiangtaolunxianraodianzuzaijingmidianluzhongdeyingyong。buguoqingzhuyi，xianraodianzumeiyoujingpianxing，yinci，shouzhonglianghechicunxianzhixuyaocaiyongjingmijingpiandianzudeyingyongbushiyongzhezhongdianzu。

jinguanshengjimeigezujianhuozixitongkeyitigaozhengtixingneng，danzhengtixingnengrengshiyouzujianlianzhongdeduanbanjuedingde。xitongzhongdemeigezujiandoujuyouguanxidaozhengtixingnengdeneizaiyouquedian
，tebieshiduanqihechangqiwendingxing、頻響和噪聲等問題。分立式電阻行業在線繞電阻
、厚膜電阻、薄膜電阻和金屬箔電阻技術方麵取得了進步，而從單位性能成本考慮，每種電阻都有許多需要加以權衡的因素。

各種電阻技術的優缺點如表1所示


，表中給出了熱應力和機械應力對電阻電氣特性的影響。

表1：不同類型電阻的特性

應力（無論機械應力還是熱應力）會造成電阻電氣參數改變。當形狀、長度、幾何結構、配置或模塊化結構受機械或其他方麵因素影響發生變化時

，電氣參數也會發生變化，這種變化可用基本方程式來表示：R = ρ L/A，式中

R = 電阻值，以歐姆為單位
，
ρ = 材料電阻率
，以歐姆米為單位，
L = 電阻元件長度，以米為單位，
A = 電阻元件截麵積

，以平方米為單位。

電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian)時(shi)產(chan)生(sheng)熱(re)量(liang)，熱(re)反(fan)應(ying)會(hui)使(shi)器(qi)件(jian)的(de)每(mei)種(zhong)材(cai)料(liao)發(fa)生(sheng)膨(peng)脹(zhang)或(huo)收(shou)縮(suo)機(ji)械(xie)變(bian)化(hua)。環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)條(tiao)件(jian)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)同(tong)樣(yang)的(de)結(jie)果(guo)。因(yin)此(ci)，理(li)想(xiang)的(de)電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian)應(ying)能(neng)夠(gou)根(gen)據(ju)這(zhe)些(xie)自(zi)然(ran)現(xian)象(xiang)進(jin)行(xing)自(zi)我(wo)平(ping)衡(heng)，在(zai)電(dian)阻(zu)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)保(bao)持(chi)物(wu)理(li)一(yi)致(zhi)性(xing)
，使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)必(bi)進(jin)行(xing)熱(re)效(xiao)應(ying)或(huo)應(ying)力(li)效(xiao)應(ying)補(bu)償(chang)

，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)性(xing)。
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線繞電阻的特性及應用

線繞電阻一般分為“功率線繞電阻”和“精密線繞電阻”。功率線繞電阻使用過程中會發生很大變化，不適於精密度要求很高的情況下使用。因此
，本討論不考慮這種電阻。

線繞電阻的製作方法一般是將絕緣電阻絲纏繞在特定直徑的線軸上。不同線徑、長度和合金材料可以達到所需電阻和初始特性。精密線繞電阻 ESD 穩定性更高，噪聲低於薄膜或厚膜電阻。線繞電阻還具有 TCR 低
、穩定性高的特點。

線繞電阻初始誤差可以低至 ± 0.005 %。TCR (溫度每變化一攝氏度，電阻的變化量) 可以達到 3 ppm/°C典型值。不過，降低電阻值
，線繞電阻一般在15 ppm/°C 到 25 ppm/°C。熱噪聲降低，TCR 在限定溫度範圍內可以達到 ± 2 ppm/°C 。

線繞電阻加工過程中
，電阻絲內表麵 (靠近線軸一側) 收縮，而外表麵拉伸。這道工藝產生永久變形 — 相對於彈性變形或可逆變形，必須對電阻絲進行退火。永久性機械變化 (不可預測) 會造成電阻絲和電阻電氣參數任意變化。因此，電阻元件電性能參數存在很大的不確定性。

由(you)於(yu)線(xian)圈(quan)結(jie)構(gou)，線(xian)繞(rao)電(dian)阻(zu)成(cheng)為(wei)電(dian)感(gan)器(qi)，圈(quan)數(shu)附(fu)近(jin)會(hui)產(chan)生(sheng)線(xian)圈(quan)間(jian)電(dian)容(rong)。為(wei)提(ti)高(gao)使(shi)用(yong)中(zhong)的(de)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)

，可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)特(te)殊(shu)工(gong)藝(yi)降(jiang)低(di)電(dian)感(gan)。不(bu)過(guo)

，這(zhe)會(hui)增(zeng)加(jia)成(cheng)本(ben)，而(er)且(qie)降(jiang)低(di)電(dian)感(gan)的(de)效(xiao)果(guo)有(you)限(xian)。由(you)於(yu)設(she)計(ji)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)
，線(xian)繞(rao)電(dian)阻(zu)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)差(cha)，特(te)別(bie)是(shi) 50 kHz 以上頻率。

兩個額定電阻值相同的線繞電阻，彼此之間很難保證特定溫度範圍內精確的一致性
，電阻值不同，或尺寸不同時更為困難 (例如，滿足不同的功率要求)。這種難度會隨著電阻值差異的增加進一步加劇。以1-kΩ 電阻相對於100-kΩ電阻為例，這種不一致性是由於直徑、長度，並有可能由於電阻絲使用的合金不同造成的。而且
，電阻芯以及每英寸圈數也不同—機ji械xie特te性xing對dui電dian氣qi特te性xing的de影ying響xiang也ye不bu一yi樣yang。由you於yu不bu同tong的de電dian阻zu值zhi具ju有you不bu同tong的de熱re機ji特te性xing，因yin此ci它ta們men的de工gong作zuo穩wen定ding性xing不bu一yi樣yang，設she計ji的de電dian阻zu比bi在zai設she備bei生sheng命ming周zhou期qi中zhong會hui發fa生sheng很hen大da變bian化hua。TCR 特性和比率對於高精度電路極為重要。

傳統線繞電阻加工方法不能消除纏繞、封裝
、插(cha)入(ru)和(he)引(yin)線(xian)成(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)各(ge)種(zhong)應(ying)力(li)。固(gu)定(ding)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，軸(zhou)向(xiang)引(yin)線(xian)往(wang)往(wang)采(cai)用(yong)拉(la)緊(jin)工(gong)藝(yi)
，通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)力(li)加(jia)壓(ya)封(feng)裝(zhuang)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)會(hui)改(gai)變(bian)電(dian)阻(zu)
，無(wu)論(lun)加(jia)電(dian)或(huo)不(bu)加(jia)電(dian)。從(cong)長(chang)期(qi)角(jiao)度(du)看(kan)，由(you)於(yu)電(dian)阻(zu)絲(si)調(tiao)整(zheng)為(wei)新(xin)的(de)形(xing)狀(zhuang)，線(xian)繞(rao)元(yuan)件(jian)會(hui)發(fa)生(sheng)物(wu)理(li)變(bian)化(hua)。
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薄膜電阻的特性及應用

薄膜電阻由陶瓷基片上厚度為 50 A 至 250 A的金屬沉積層組成 (采用真空或濺射工藝)。薄膜電阻單位麵積阻值高於線繞電阻或 Bulk Metal 金屬箔電阻
，而且更為便宜。在需要高阻值而精度要求為中等水平時，薄膜電阻更為經濟並節省空間。

它(ta)們(men)具(ju)有(you)最(zui)佳(jia)溫(wen)度(du)敏(min)感(gan)沉(chen)積(ji)層(ceng)厚(hou)度(du)，但(dan)最(zui)佳(jia)薄(bo)膜(mo)厚(hou)度(du)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)阻(zu)值(zhi)嚴(yan)重(zhong)限(xian)製(zhi)了(le)可(ke)能(neng)的(de)電(dian)阻(zu)值(zhi)範(fan)圍(wei)。因(yin)此(ci)
，采(cai)用(yong)各(ge)種(zhong)沉(chen)積(ji)層(ceng)厚(hou)度(du)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)阻(zu)值(zhi)範(fan)圍(wei)。薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)受(shou)溫(wen)度(du)上(shang)升(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)。薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)老(lao)化(hua)過(guo)程(cheng)因(yin)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)電(dian)阻(zu)值(zhi)所(suo)需(xu)的(de)薄(bo)膜(mo)厚(hou)度(du)而(er)不(bu)同(tong)，因(yin)此(ci)在(zai)整(zheng)個(ge)電(dian)阻(zu)範(fan)圍(wei)內(nei)是(shi)可(ke)變(bian)的(de)。這(zhe)種(zhong)化(hua)學(xue)/機械老化還包括電阻合金的高溫氧化。此外

，改變最佳薄膜厚度還會嚴重影響 TCR。由於較薄的沉積層更容易氧化，因此高阻值薄膜電阻退化率非常高。

由(you)於(yu)金(jin)屬(shu)量(liang)少(shao)，薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)在(zai)潮(chao)濕(shi)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)極(ji)易(yi)自(zi)蝕(shi)。浸(jin)入(ru)封(feng)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，水(shui)蒸(zheng)汽(qi)會(hui)帶(dai)入(ru)雜(za)質(zhi)
，產(chan)生(sheng)的(de)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)會(hui)在(zai)低(di)壓(ya)直(zhi)流(liu)應(ying)用(yong)幾(ji)小(xiao)時(shi)內(nei)造(zao)成(cheng)薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)開(kai)路(lu)。改(gai)變(bian)最(zui)佳(jia)薄(bo)膜(mo)厚(hou)度(du)會(hui)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang) TCR。由於較薄的沉積層更容易氧化

，因此高阻值薄膜電阻退化率非常高。

厚膜電阻的特性及應用

如前所述
，受尺寸、體積和重量的影響，線繞電阻不可能采用晶片型。盡管精度低於線繞電阻，但由於具有更高的電阻密度 (高阻值/小尺寸) qiechengbengengdi，houmodianzudedaoguangfanshiyong。yubomodianzuhejinshubodianzuyiyang，houmodianzupinxiangsudukuai，danzaimuqianshiyongdedianzujishuzhong，qizaoshengzuigao。suiranjingdudiyuqitajishu，danwomenzhisuoyizaicitaolunhoumodianzujishu，shiyouyuqiguangfanyingyongyujihumeiyizhongdianlu，baokuogaojingmidianluzhongjingduyaoqiubugaodebufen。

厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)依(yi)靠(kao)玻(bo)璃(li)基(ji)體(ti)中(zhong)粒(li)子(zi)間(jian)的(de)接(jie)觸(chu)形(xing)成(cheng)電(dian)阻(zu)。這(zhe)些(xie)觸(chu)點(dian)構(gou)成(cheng)完(wan)整(zheng)電(dian)阻(zu)
，但(dan)工(gong)作(zuo)中(zhong)的(de)熱(re)應(ying)變(bian)會(hui)中(zhong)斷(duan)接(jie)觸(chu)。由(you)於(yu)大(da)部(bu)分(fen)情(qing)況(kuang)下(xia)並(bing)聯(lian)，厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)不(bu)會(hui)開(kai)路(lu)
，但(dan)阻(zu)值(zhi)會(hui)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)和(he)溫(wen)度(du)持(chi)續(xu)增(zeng)加(jia)。因(yin)此(ci)，與(yu)其(qi)他(ta)電(dian)阻(zu)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)
，厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha) (時間、溫度和功率)。

由you於yu結jie構gou中zhong成cheng串chuan的de電dian荷he運yun動dong，粒li狀zhuang結jie構gou還hai會hui使shi厚hou膜mo電dian阻zu產chan生sheng很hen高gao的de噪zao聲sheng。給gei定ding尺chi寸cun下xia，電dian阻zu值zhi越yue高gao，金jin屬shu成cheng份fen越yue少shao，噪zao聲sheng越yue高gao，穩wen定ding性xing越yue差cha。厚hou膜mo電dian阻zu結jie構gou中zhong的de玻bo璃li成cheng分fen在zai電dian阻zu加jia工gong過guo程cheng中zhong形xing成cheng玻bo璃li相xiang保bao護hu層ceng，因yin此ci厚hou膜mo電dian阻zu的de抗kang濕shi性xing高gao於yu薄bo膜mo電dian阻zu。
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金屬箔電阻的特性及應用

jiangjuyouyizhihekekongtexingdetezhongjinshubopianfuzaiteshutaocijipianshang，xingchengrejipinghengliduiyudianzuchengxingshishifenzhongyaode。ranhou
，caiyongchaojingmigongyiguangkedianzudianlu。zhezhonggongyijiangdi TCR
、長期穩定性、無感抗、無 ESD 感應、低電容、快速熱穩定性和低噪聲等重要特性結合在一種電阻技術中。

這些功能有助於提高係統穩定性和可靠性
，精度


、穩定性和速度之間不必相互妥協。為獲得精確電阻值，大金屬箔晶片電阻可通過有選擇地消除內在“短板”進行修整。當需要按已知增量加大電阻時
，可以切割標記的區域，逐步少量提高電阻。

圖2：可以切割標記的區域

合金特性及其與基片之間的熱機平衡力形成的標準溫度係數，在0 °C 至 + 60 °C 範圍內為 ± 1 ppm/°C (Z 箔為0.05 ppm/°C) 。

圖3：合金特性及其與基片之間的熱機平衡力形成的標準溫度係數

采用平箔時
，並聯電路設計可降低阻抗，電阻最大總阻抗為 0.08 uH。最大電容為 0.05 pF。1-kΩ 電阻設置時間在 100 MHZ以下小於 1 ns。上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)取(qu)決(jue)於(yu)電(dian)阻(zu)值(zhi)，但(dan)較(jiao)高(gao)和(he)較(jiao)低(di)電(dian)阻(zu)值(zhi)相(xiang)對(dui)於(yu)中(zhong)間(jian)值(zhi)僅(jin)略(lve)有(you)下(xia)降(jiang)。沒(mei)有(you)振(zhen)鈴(ling)噪(zao)聲(sheng)對(dui)於(yu)高(gao)速(su)切(qie)換(huan)電(dian)路(lu)是(shi)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)，例(li)如(ru)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)。

100 MHZ 頻率下，1-kΩ 大金屬箔電阻直流電阻與其交流電阻的對比可用以下公式表示：

交流電阻/直流電阻 = 1.001

圖4: 大金屬箔電阻結構

金屬箔技術全麵組合了高度理想的、過去達不到的電阻特性
，包括低溫度係數(0 °C 至 + 60 °C 為 0.05 ppm/°C)
，誤差達到 ± 0.005 % (采用密封時低至 ± 0.001 %)
，負載壽命穩定性在 70 °C，額定加電2000小時的情況下達到 ± 0.005 % (50 ppm)
，電阻間一致性在 0 °C 至 + 60 °C 時為 0.1 ppm/°C，抗 ESD 高達 25 kV。

性能要求

當然並非每位設計師的電路都需要全部高性能參數。技術規格相當差的電阻同樣可以用於大量應用中，這方麵的問題分為四類：

(1) 現有應用可以利用大金屬箔電阻的全部性能升級。
(2) 現有應用需要一個或多個，但並非全部“行業最佳”性能參數。
(3) 先進的電路隻有利用精密電阻改進的技術規格才能開發。
(4) 有目的地提前計劃使用精密電阻滿足今後升級要求 (例如，利用電阻而不是有源器件保持電路精度，從而節省成本，否則僅僅為了略微提高性能則要顯著增加成本)。

例如，在第二 (2) 類情況下
，一個參數必須根據所有參數的經濟性加以權衡。與采用全麵優異性能的電阻相比，這樣可以節省成本

，因為不需要調整電路 (及組裝相關組件的成本)。主要通過電阻而不是有源器件提高精度也可以節省成本
，因為有源器件略微提高一點性能所需的成本要比電阻高的多。另一個問題是：“利用高性能電阻提高設備性能是否可以提高市場的市場占有率?”