近二十年來，電子工業以驚人的速度發展。新技術的進步在減小設備尺寸的同時，也加大了分立元件製造商開發理想性能器件的壓力。

在zai這zhe些xie器qi件jian中zhong，晶jing片pian電dian阻zu當dang前qian始shi終zhong保bao持chi很hen高gao的de需xu求qiu，並bing且qie是shi許xu多duo電dian路lu的de基ji礎chu構gou件jian。它ta們men的de空kong間jian利li用yong率lv優you於yu分fen立li式shi封feng裝zhuang電dian阻zu
，減jian少shao了le組zu裝zhuang前qian期qi準zhun備bei的de工gong作zuo量liang。隨sui著zhe應ying用yong的de普pu及ji，晶jing片pian電dian阻zu具ju有you越yue來lai越yue重zhong要yao的de作zuo用yong。主zhu要yao參can數shu包bao括kuoESD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。

以yi下xia技ji術shu對dui比bi中zhong將jiang討tao論lun線xian繞rao電dian阻zu在zai精jing密mi電dian路lu中zhong的de應ying用yong。不bu過guo請qing注zhu意yi，線xian繞rao電dian阻zu沒mei有you晶jing片pian型xing，因yin此ci，受shou重zhong量liang和he尺chi寸cun限xian製zhi需xu要yao采cai用yong精jing密mi晶jing片pian電dian阻zu的de應ying用yong不bu使shi用yong這zhe種zhong電dian阻zu。

盡jin管guan升sheng級ji每mei個ge組zu件jian或huo子zi係xi統tong可ke以yi提ti高gao整zheng體ti性xing能neng
，但dan整zheng體ti性xing能neng仍reng是shi由you組zu件jian鏈lian中zhong的de短duan板ban決jue定ding的de。係xi統tong中zhong的de每mei個ge組zu件jian都dou具ju有you關guan係xi到dao整zheng體ti性xing能neng的de內nei在zai優you缺que點dian，特te別bie是shi短duan期qi和he長chang期qi穩wen定ding性xing、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/As，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。

dianliutongguodianzuyuanjianshichanshengreliang
，refanyinghuishiqijiandemeizhongcailiaofashengpengzhanghuoshousuojixiebianhua。huanjingwendutiaojianyehuichanshengtongyangdejieguo。yinci
，lixiangdedianzuyuanjianyingnenggougenjuzhexieziranxianxiangjinxingziwopingheng，zaidianzujiagongguochengzhongbaochiwuliyizhixing，shiyongguochengzhongbubijinxingrexiaoyinghuoyinglixiaoyingbuchang
，congertigaoxitongwendingxing。

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精密線繞電阻

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、charuheyinxianchengxinggongyizhongchanshengdegezhongyingli。gudingguochengzhong，zhouxiangyinxianwangwangcaiyonglajingongyi
，tongguojixielijiayafengzhuang。zheliangzhongfangfahuigaibiandianzu
，wulunjiadianhuobujiadian。congchangqijiaodukan，youyudianzusitiaozhengweixindexingzhuang，xianraoyuanjianhuifashengwulibianhua。

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薄膜電阻

薄膜電阻由陶瓷基片上厚度為50 Å至250 Å的金屬沉積層組成 (采用真空或濺射工藝)。薄bo膜mo電dian阻zu單dan位wei麵mian積ji阻zu值zhi高gao於yu線xian繞rao電dian阻zu或huo金jin屬shu箔bo電dian阻zu，而er且qie更geng為wei便bian宜yi。在zai需xu要yao高gao阻zu值zhi而er精jing度du要yao求qiu為wei中zhong等deng水shui平ping時shi，薄bo膜mo電dian阻zu更geng為wei經jing濟ji並bing節jie省sheng空kong間jian。

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

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) 且qie成cheng本ben更geng低di
，厚hou膜mo電dian阻zu得de到dao廣guang泛fan使shi用yong。與yu薄bo膜mo電dian阻zu和he金jin屬shu箔bo電dian阻zu一yi樣yang
，厚hou膜mo電dian阻zu頻pin響xiang速su度du快kuai，但dan在zai目mu前qian使shi用yong的de電dian阻zu技ji術shu中zhong

，其qi噪zao聲sheng最zui高gao。雖sui然ran精jing度du低di於yu其qi他ta技ji術shu，但dan我wo們men之zhi所suo以yi在zai此ci討tao論lun厚hou膜mo電dian阻zu技ji術shu，是shi由you於yu其qi廣guang泛fan應ying用yong於yu幾ji乎hu每mei一yi種zhong電dian路lu，包bao括kuo高gao精jing密mi電dian路lu中zhong精jing度du要yao求qiu不bu高gao的de部bu分fen。

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

將(jiang)具(ju)有(you)已(yi)知(zhi)和(he)可(ke)控(kong)特(te)性(xing)的(de)特(te)種(zhong)金(jin)屬(shu)箔(bo)片(pian)敷(fu)在(zai)特(te)殊(shu)陶(tao)瓷(ci)基(ji)片(pian)上(shang)，形(xing)成(cheng)熱(re)機(ji)平(ping)衡(heng)力(li)對(dui)於(yu)電(dian)阻(zu)成(cheng)型(xing)是(shi)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)。然(ran)後(hou)，采(cai)用(yong)超(chao)精(jing)密(mi)工(gong)藝(yi)光(guang)刻(ke)電(dian)阻(zu)電(dian)路(lu)。這(zhe)種(zhong)工(gong)藝(yi)將(jiang)低(di)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 (圖2)，逐步少量提高電阻。

圖2：切割標記區域

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：

現有應用可以利用大金屬箔電阻的全部性能升級。
現有應用需要一個或多個，但並非全部“行業最佳”性能參數。
先進的電路隻有利用精密電阻改進的技術規格才能開發。
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，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。