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(huì)發(fā)生很大變化,不適于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。
線繞電阻的制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(zhǎng)度和合金材料可以達(dá)到所需電阻和初始特性。精密線繞電阻 ESD 穩(wěn)定性更高,噪聲低于薄膜或厚膜電阻。線繞電阻還具有 TCR 低、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
線繞電阻初始誤差可以低至 ± 0.005 %。TCR 可以達(dá)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 在限定溫度范圍內(nèi)可以達(dá)到 ± 2 ppm/°C 。
線繞電阻加工過程中,電阻絲內(nèi)表面收縮,而外表面拉伸。這道工藝產(chǎn)生永久變形 — 相對(duì)于彈性變形或可逆變形,必須對(duì)電阻絲進(jìn)行退火。永久性機(jī)械變化會(huì)造成電阻絲和電阻電氣參數(shù)任意變化。因此,電阻元件電性能參數(shù)存在很大的不確定性。
由于線圈結(jié)構(gòu),線繞電阻成為電感器,圈數(shù)附近會(huì)產(chǎn)生線圈間電容。為提高使用中的響應(yīng)速度,可以采用特殊工藝降低電感。不過,這會(huì)增加成本,而且降低電感的效果有限。由于設(shè)計(jì)中存在的電感和電容,線繞電阻高頻特性差,特別是 50 kHz 以上頻率。
兩個(gè)額定電阻值相同的線繞電阻,彼此之間很難保證特定溫度范圍內(nèi)精確的一致性,電阻值不同,或尺寸不同時(shí)更為困難。這種難度會(huì)隨著電阻值差異的增加進(jìn)一步加劇。以1-k電阻相對(duì)于100-k電阻為例,這種不一致性是由于直徑、長(zhǎng)度,并有可能由于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(shù)也不同—機(jī)械特性對(duì)電氣特性的影響也不一樣。由于不同的電阻值具有不同的熱機(jī)特性,因此它們的工作穩(wěn)定性不一樣,設(shè)計(jì)的電阻比在設(shè)備生命周期中會(huì)發(fā)生很大變化。TCR 特性和比率對(duì)于高精度電路極為重要。
傳統(tǒng)線繞電阻加工方法不能消除纏繞、封裝、插入和引線成型工藝中產(chǎn)生的各種應(yīng)力。固定過程中,軸向引線往往采用拉緊工藝,通過機(jī)械力加壓封裝。這兩種方法會(huì)改變電阻,無(wú)論加電或不加電。從長(zhǎng)期角度看,由于電阻絲調(diào)整為新的形狀,線繞元件會(huì)發(fā)生物理變化。
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