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。

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)。

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。

tamenjuyouzuijiawenduminganchenjicenghoudu，danzuijiabomohouduchanshengdedianzuzhiyanzhongxianzhilekenengdedianzuzhifanwei。yinci，caiyonggezhongchenjicenghoudukeyishixianbutongdedianzuzhifanwei。bomodianzudewendingxingshouwendushangshengdeyingxiang。bomodianzuwendingxingdelaohuaguochengyinshixianbutongdianzuzhisuoxudebomohouduerbutong
，yincizaizhenggedianzufanweineishikebiande。zhezhonghuaxue/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。

youyujinshuliangshao
，bomodianzuzaichaoshidetiaojianxiajiyizishi。jinrufengzhuangguochengzhong
，shuizhengqihuidairuzazhi，chanshengdehuaxuefushihuizaidiyazhiliuyingyongjixiaoshineizaochengbomodianzukailu。gaibianzuijiabomohouduhuiyanzhongyingxiang 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) 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。shangshengshijianqujueyudianzuzhi，danjiaogaohejiaodidianzuzhixiangduiyuzhongjianzhijinlveyouxiajiang。meiyouzhenlingzaoshengduiyugaosuqiehuandianlushishifenzhongyaode
，liruxinhaozhuanhuan。

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?”