استكشاف أنواع المقاومات واختلافات عملها

تستخدم صناعة الدوائر الإلكترونية مقاومات من مختلف الأنواع المختلفة المتوفرة في السوق. تختلف خصائص هذه المقاومات وتختلف لكل نوع تحكمه عملية التصنيع والبناء.

بقلم: S. Prakash

على مدار فترة زمنية ، خضعت المقاومات من مختلف الأنواع التي كانت وما زالت تستخدم في إنتاج الإلكترونيات لتغيير مستمر.

تتكون المقاومات التي تم استخدامها سابقًا من الرصاص كمكون لها إلى جانب كونها كبيرة جدًا في الحجم عند مقارنتها بالمقاومات الحالية مما أدى إلى انخفاض مستوى أداء السابق.

المقاومات الحالية أصغر حجمًا نسبيًا مع الأداء على مستوى عالٍ.

المقاومات من الأنواع المتغيرة والثابتة

إن الفئة الرئيسية والأساسية التي يمكن من خلالها التمييز بين المقاوم هي طبيعة كونها من النوع المتغير أو الثابت. تختلف التطبيقات التي تستخدم فيها هذه المقاومات من الأنواع المختلفة على التوالي.

المقاومات الثابتة: المقاوم الأكثر استخدامًا في الصناعة هو المقاومات الثابتة. تستخدم الدوائر الإلكترونية المقاومات الثابتة لتصحيح وضبط الظروف الصحيحة والمناسبة داخل دوائرها.

يتم تحديد قيم المقاومات في مرحلة تصميم الدائرة. لا يلزم تعديل هذه القيم أو تغييرها بأي شكل من الأشكال فيما يتعلق بالدائرة.

يعتمد القرار بشأن نوع المقاوم الذي يجب استخدامه على الظروف المختلفة التي سيتم استخدامها فيها. تم وصف أنواع المقاومات هذه بمزيد من التفصيل في الأقسام اللاحقة.

المقاومات المتغيرة: تتكون المقاومات المتغيرة من عنصرين هما عنصر المقاوم الثابت. يتم الضغط على العنصر الرئيسي للمقاوم بواسطة شريط التمرير الموجود في المقاوم.

وبالتالي ، فإن هذا يوفر لمكونات المقاوم ثلاثة وصلات. من بين هذه الاتصالات الثلاثة ، يتم تثبيت العنصر الثابت على التوصلين بينما يكون شريط التمرير هو الاتصال الثالث.

وبالتالي ، فإن هذا يمكّن المكونات من العمل كعامل لمقسم الجهد المتغير.

هذا يتطلب أيضًا أن يستخدموا الاتصالات الثلاثة تمامًا. يمكن توفير المقاومة المتغيرة للمقاوم عن طريق توصيل أحد طرفي المقاوم مع شريط التمرير.

مقاييس الجهد ، الضبط المسبق و ريوستات هي بعض الأمثلة الشائعة للمقاومات المتغيرات

المقاومات من الأنواع الثابتة

أنواع المقاومات الثابتة المختلفة هي كما يلي:

تكوين الكربون: كانت مقاومات تكوين الكربون شائعة جدًا في السابق ولكن استخدامها حاليًا انخفض بشكل كبير.

يتم تصنيع مقاومات الكربون عن طريق خلط حبيبات الكربون مع عنصر يعمل كموثق وهذا الخليط بدوره مصنوع على شكل قضبان صغيرة.

كان لمقاومات الكربون عيب من حيث المعاناة من معامل درجة حرارة سالب مرتفع للغاية.

هذا يرجع إلى حجمها الكبير نسبيًا عند عرضها من معايير اليوم الحالي.

عانت مقاومات تكوين الكربون أيضًا من انهيار آخر حيث بسبب شيخوخة المقاوم بمرور الوقت أو التعرض للحرارة الزائدة ، يمر المقاوم لتكوين الكربون بتغييرات لا رجعة فيها وغير منتظمة وكبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنشاء قدر كبير من الضوضاء في المقاوم لتكوين الكربون عندما يتدفق التيار خلاله بسبب طبيعة الكربون الحبيبية وارتباطه بالمادة الرابطة.

فيلم الكربون (CFR 5٪): يتم تصنيع مقاوم غشاء الكربون عن طريق تحريض عملية تكسير الهيدروكربون إلى مادة سابقة مكونة من السيراميك.

يتم ضبط مقاومة الفيلم المترسب نتيجة للعملية المذكورة أعلاه عن طريق إجراء قطع في الفيلم على شكل حلزون. وقد أدى ذلك إلى تحريض عالٍ جدًا في مقاومات فيلم الكربون وبالتالي لا يمكن لمعظم تطبيقات التردد اللاسلكي استخدامه كثيرًا.

يتم عرض A -900 جزء في المليون / C إلى -100 جزء في المليون / درجة مئوية من معامل درجة الحرارة بواسطة مقاومات فيلم الكربون. يتم استخدام أنبوب خزفي أو طلاء إيبوكسي مطابق لحماية طبقة الكربون.

فيلم أكسيد المعدن (MFR 1٪): أصبح المقاوم لأغشية أكسيد المعدن هو المقاوم الذي يستخدم في صناعة اليوم على نطاق واسع جنبًا إلى جنب مع نوع المقاوم الآخر من نوع الفيلم المعدني.

يستخدم النوع المقاوم لفيلم أكسيد الفلز فيلمًا من أكسيد المعدن بدلاً من فيلم كربون ليتم ترسيبه على قضيب السيراميك.

يمكن أن يشتمل ترسب أكسيد الفلز الذي يمكن العثور عليه على قضيب السيراميك على أكسيد القصدير. هناك طريقتان يتم من خلالهما تعديل مقاومة المكون.

أولاً ، في المراحل الأولى من عملية التصنيع ، يتم التحكم في سماكة الطبقة المترسبة. بعد ذلك يتم الضبط بطريقة أكثر دقة عن طريق قطع بستان على شكل حلزوني في الفيلم.

مرة أخرى ، كما في الحالة السابقة ، يتم طلاء طلاء الايبوكسي المطابق بشدة على الفيلم لحمايته.

وقد لوحظ معامل درجة الحرارة ± 15 جزء في المليون / K في مقاوم فيلم أكسيد الفلز مما ينتج عنه وظيفة عالية جدًا ومتفوقة لهذا المقاوم عند مقارنته بأي مقاوم آخر يعتمد على الكربون.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن مستويات التسامح التي يتم توفير هذه المقاومات لها قريبة جدًا بما في ذلك مستويات التحمل القياسية ± 2٪ و ± 1٪ و ± 5٪ المتاحة.

أيضًا ، عند مقارنتها بالمقاومات التي تعتمد على الكربون ، يوجد عرض منخفض جدًا للضوضاء في هذه المقاومات.

الفيلم المعدني: يوجد تشابه كبير يمكن ملاحظته بين مقاوم فيلم أكسيد الفلز ومقاومات الأفلام المعدنية من حيث أدائها ومظهرها.

يتم استخدام فيلم معدني بواسطة هذا المقاوم بدلاً من فيلم أكسيد الفلز الذي يستخدم في مقاومة فيلم أكسيد الفلز. يمكن أن يشمل الفيلم المعدني المستخدم في المقاوم سبائك النيكل.

جرح الأسلاك: التطبيقات التي تتطلب طاقة عالية جدًا بشكل عام تستخدم هذا النوع من المقاوم. يتم جرح سلك حول السابق من أجل تصنيع هذا النوع من المقاومات.

مقاومة هذه الأسلاك أعلى من المقاومة العادية. تتكون أصناف هذه المقاومات باهظة الثمن من السلك الذي تم جرحه على طبقة سابقة مكونة من السيراميك مع غطاء من السيليكون أو مينا سيتريوس فوقه.

معامل درجة حرارة هذه المقاومات منخفض جدًا إلى جانب موثوقية المستوى العالي جدًا الذي تظهره هذه المقاومات عند تعرضها لقدرة عالية تمكنها من العمل بمستوى أداء عالٍ.

لكن هذه الخصائص تهيمن عليها أيضًا عوامل أخرى مختلفة مثل نوع السلك المستخدم ونوع السلك المستخدم وغير ذلك.

الأغشية الرقيقة: غالبية المقاومات التي تكون من أنواع سطحية تستخدم تقنية الأغشية الرقيقة. تُستخدم المقاومات القائمة على هذه التقنية على نطاق واسع في الصناعة الحالية حيث يرتفع الرقم هنا إلى المليارات.

أنواع المقاومات غير المحتوية على الرصاص والرصاص

تعمل الطريقة التي يتم بها توصيل المكونات أو المقاومات كمحدد مهم لتمايز المكونات والمقاومات.

لقد تغيرت الطريقة التي تم بها توصيل المكونات سابقًا بمرور الوقت إلى حد كبير بسبب استخدام تقنيات الإنتاج الضخم واستخدام لوحات الدوائر على نطاق واسع.

هذا ينطبق بشكل خاص على المكونات التي تتضمن عملية الإنتاج الضخم.

على أساس طريقة الاتصال ، فإن الفئتين الرئيسيتين للمقاومات هي كما يلي:

المقاومات المحتوية على الرصاص: منذ الأوقات التي دخلت فيها المكونات الإلكترونية حيز الاستخدام لأول مرة ، دخلت المقاومات المحتوية على الرصاص حيز الاستخدام منذ تلك الأوقات.

كان الرصاص الذي جاء من عنصر المقاوم مطلوبًا حيث كانت المكونات مطلوبة لتوصيلها بأشكال مختلفة إلى أعمدة المحطة.

لم يتوقف استخدامهم حتى الآن ولم يتغير سوى الأسلوب حيث في الممارسات الحالية حيث يوجد استخدام أكبر للوحات الدوائر المطبوعة ، يتم استخدام الثقوب الموجودة في اللوحات لإدخال الرصاص ثم يتم استخدام الجانب العكسي للحام حيث يمكن للمرء أن يجد المسارات.

مقاومات التثبيت السطحي: منذ وقت إدخال تقنية التثبيت السطحي ، كانت هناك زيادة كبيرة في مقاومات التركيب السطحي.

التكنولوجيا المستخدمة لتصنيع المقاوم المثبت على السطح هي تقنية الأغشية الرقيقة. من خلال هذه التقنية ، يمكن للمقاوم الحصول على القيم في النطاق الكامل.