精密电阻阵列使电子电路稳定和小型化

关键词： 电子电路 , 精密电阻阵列 , 稳定 , 小型化

　　电子电路继续小型化的趋势对电阻设计提出了新挑战。例如，车辆中电子功能的增加使得单位面积电子器件的数量提升。这反过来在多方面影响到了无源器件——特别是电阻。这些器件需要变得更小，同时提供更高的精度和更佳的稳定度。更高的精度则需要通过更紧的容限和更低的温度系数得以实现。
　　薄膜芯片电阻阵列可以通过把多个在同一陶瓷基片上的多个电阻集成起来，满足缩减尺寸、更高精度、增加电气稳定性的要求。通过集成这些器件，电阻阵列比相同数量的分立电阻需要更小的空间。这可以使得电子电路有更高的封装密度，因此单位面积可以有更多的电子功能。此外，薄膜芯片电阻阵列还用于电阻的相对行为十分关键的应用，比如运放或直流到直流转换器中的分压器和反馈电路。
　　本文将介绍薄膜芯片电阻阵列如何积极地影响电路的电气稳定，同时减少需要的面积。以分压器作为例子，我们将在文章中解释相对参数“容差匹配”和“TCR跟踪”，并讨论电阻阵列的温度行为。此外，这篇文章还会展示如何在生产过程中控制电阻的容差和温度系数。
　　相对容差（容差匹配）使用分压器

　　

2012-2-24 16:48:55 上传

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　　图1：由R1和R2.组成的分压器。

　　图1描述了由R1和R2组成的无负载分压器，在分压器的输出引脚，由R1和R2以及其相对标称电阻值的偏差△决定的输出电压VOUT可以测量出来：

　　

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　　相对标称电阻的偏差称为绝对容差。如果两项绝对容差△1和△2相等，则误差项（1+△1）/（1+△2）等于1。电阻阵列可以获得大致相等的容差。图2展示的，是由4个电阻集成在一起的薄膜芯片电阻阵列的容差。

　　

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　　图2：电阻阵列的容差。

　　在这个例子中，阵列的全部4个电阻阻值都在绝对容限±0.5%以内。此外，对于精密电阻阵列还指定了容差匹配。其定义为最小和最大电阻偏差之间的跨度，为一个无符号数。在上面的例子中，容差匹配数值是0.1%。当和分压器中单个电阻比较的时候，这相当于±0.05%.的偏差。
　　相对温度系数（TCR跟踪）
　　绝对温度系数a描述了电阻值随温度的变化升高或降低的改变

　　

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　　在上文中，J代表层温度，单位是摄氏度（°C），RJ 是层温度时的阻值，R20是20°C（参考温度）时的阻值。在温度J=20°C时，△R/R20=0。根据公式（2），电阻的变化△R在较低温度系数α会降低。正因如此，为了保证随着温度的变化电阻的偏差较小，低的温度系数（TCR）必不可少。TCR以ppm/K的形式给出。假如，环境温度J由于附近器件的热传导、热辐射或者对流升高到120°C，那么50-ppm/K的电阻会以±0.5%的比例改变阻值。温度系数始终有一个定义的温度范围。典型的温度范围是–55°C到+125°C。对于苛刻环境下的汽车应用，比如引擎控制单元或齿轮箱控制，温度范围向上扩展到+155°C。图3展示了薄膜芯片电阻阵列的TCR。

　　

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