不建議將電子設(shè)備置于溫環(huán)境中,但有些設(shè)備需要在高溫環(huán)境中或周圍運行。在這種情況下,可靠性成為一個主要問題,特別是當溫度變得如此高以至于焊料可能熔化時。針對這些環(huán)境的電路板設(shè)計本身,但設(shè)計人員仍然需要找到能夠承受這些溫度并可靠運行的組件。一些領(lǐng)域包括將在真空中運行的大功率電子設(shè)備、工業(yè)監(jiān)控設(shè)備和科學(xué)設(shè)備。
由于基于 GaN/SiC 構(gòu)建的高溫半導(dǎo)體組件,可靠性的焦點現(xiàn)在從半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移到無源器件上。市場上有各種各樣的高溫電阻器,這些組件有助于確保您的新設(shè)備的整體可靠性。
是什么讓高溫電阻與眾不同?
電阻器有多種形式,包括金屬和金屬氧化物薄膜、箔和碳電阻器、陶瓷和繞線電阻器。當超過這些額定值時,為低額定功率和低溫至中等溫度設(shè)計的電阻器可能會表現(xiàn)出很大的電阻變化。基本上,電阻一旦燒壞就會短路或開路。高溫電阻與其他電阻不同的是封裝材料。這是電阻器在高功耗/高溫下的主要故障點。
本質(zhì)上,高溫電阻器采用封裝材料制成,在高溫下不會破裂、熔化或?qū)?nèi)部薄膜/導(dǎo)線施加機械應(yīng)力。由于電阻器中各種材料的熱膨脹系數(shù)不同,封裝材料中可能會形成裂紋。機械應(yīng)力也可以在高溫下直接作用在內(nèi)部薄膜/電線上。
由于這些電阻器的構(gòu)造是為了承受運行期間的體積變化或僅以較小的量膨脹,因此隨著溫度的變化,它們的電阻變化通常較小。高溫電阻器也往往更堅固。除了能夠承受更高的溫度外,它們還是通孔、可插拔或機箱安裝組件。這是因為它們需要承受焊料熔化的溫度,因此它們不能用作 SMD 組件。
高溫電阻器的重要規(guī)格
在選擇高溫電阻時,有一些重要的規(guī)格需要注意。這些電阻器的重要規(guī)格都集中在電氣和熱負載下的電阻和額定功率方面的可靠性。隨著元件溫度的變化,其電阻也會發(fā)生變化。所有電阻器都會以熱量的形式耗散電能,從而提高組件的溫度。因為隨著元件的電阻在高溫下發(fā)生變化,它以熱量形式散發(fā)的功率也會發(fā)生變化!
功耗、環(huán)境溫度和電阻之間的這些關(guān)系可以概括為兩個重要規(guī)范:
電阻溫度系數(shù)。就像熱敏電阻一樣,所有電阻都有電阻溫度系數(shù)。該規(guī)范告訴您當組件溫度變化時電阻如何變化。高精度高溫電阻器的典型值為數(shù)百 ppm/°C。
功率降額與溫度。該規(guī)范組件的最大功率耗散額定值如何隨著組件升溫而變化。這可以根據(jù)環(huán)境溫度來指定,這是理解功率降額的最簡單方法。當環(huán)境溫度較高時,組件的最大功耗會較低。這通常在具有負斜率的線性圖上進行總結(jié)。
另一個需要考慮的重要規(guī)格是安裝方式。機箱安裝組件是迄今為止最堅固的組件,但除非您包含安裝孔,否則它們不會安裝到 PCB 上。這些組件通常以通孔組件的形式提供,然后可以插入機械插座或直接連接到 PCB。
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【本文標簽】 高溫電阻選擇指南 高溫半導(dǎo)體組件 氮化鎵 GaN/SiC 碳化硅 晶光華晶振 振蕩器 車規(guī)級晶振
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