资深工程师讲述电路设计中的电阻与电压问题

2014年07月10日 09:43 来源:互联网 作者:武晔卿 我要评论(0)

标签:电阻(171780)电压(115652)

  本文的作者武晔卿分享自己的《电路设计中的电阻与电压问题》,自发表后至今有阅读5724,59名读者表示喜欢此文,评论41,博主也与网友在评论中互动。以下是博文内容:

  前两日,远方的朋友问我一个问题,在某IC卡电路的输入端串接了0603的100欧电阻,端口打静电多次后,阻值就变大成了几千欧。我问下是否是膜式电阻,回答确认说是。下面就是出现此问题的原因了。

  常用电阻分两种,线绕电阻和膜式电阻。往简单里理解,膜式电阻的工艺是在骨架上做喷涂导电涂层,涂层材料当然是有一定电阻率的;线绕电阻的工艺是在骨架上缠绕环形螺旋状电阻丝的。

  通过这两种结构,其实就很容易的可以分析出,在静电电压的作用下,电阻可能发生的问题了。对膜式电阻,用形象的理解,导电涂层就如人头上的头发,高压过来,就如拿个镊子,刺溜薅一绺,就少一块头发,露出一块头皮。头发就是那导电的涂层,导电的东西少了,自然阻抗就会变大了。多刺溜刺溜的薅几下,弄成个截断的秃瓢地带,那就彻底断路了。

  如果是线绕电阻,就是看成绕制的线圈,既然是绕制,就会有电感,突变的电脉冲,上升沿很陡,电感的作用导致传导不过去,就会加之于绕组的线间,线间的间距又比较小,容易击穿,一旦击穿,线间短路,阻值会变小。

  以上两种情况,描述的都是大电压,小电流的情况才会发生的事情。这种状态的特征,静电都具备,是其非常经典的失效机理。

  我如上解释了之后,朋友又提出一个问题,问“那一个具体的电阻,如何判定其抗ESD的电压大小?”而且找出了几个指标,问这几个指标与ESD 有没关系。

  Maximum Working Voltage 50V

  Maximum Overload Voltage 100V

  这两个数值与ESD耐压是没关系的。工作耐压的电压是持续性的,而且能量较大,会有较大的持续电流电子器件的烧毁主要是因为电流流过导致的发热Q=I2 R,而ESD是尖峰式脉冲,时间短,电压高,能量小。这里的50V、100V都是针对工作耐压的。而工作耐压的损伤都是热损伤,热损伤的结果就可以想象了,膜式电阻的热损伤一般是直接烧断了。线绕电阻的热损伤是电阻先变小,原因是绕线间的绝缘层烧化导致线间短路,但这个过程很短,很快就也会把导电丝烧断了。

  一般电阻的工作耐压,直插电阻在120-150V左右(仅是参考值,对不同的工艺的会有差别),比如同一个阻值的电阻,封装小的和封装大的也会有差别,贴片电阻工作耐压会更小一点。

  而对于电阻的抗ESD损伤的电压值,一般电阻的datasheet都是不给出来的,因为一点半点的静电是没问题的,但万一真打得多了,打坏也是完全可能的。如果真有这方面问题,最好的办法是加保护通路,在电阻之前,对地加静电防护的TVS管。既然咱小电阻惹不起,只好躲得起吧…

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