資深工程師講述電路設(shè)計(jì)中的電阻與電壓?jiǎn)栴}

2014年07月10日 09:43 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:武曄卿 我要評(píng)論(0)

標(biāo)簽:電阻(171780)電壓(115652)

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  前兩日,遠(yuǎn)方的朋友問我一個(gè)問題,在某IC卡電路的輸入端串接了0603的100歐電阻,端口打靜電多次后,阻值就變大成了幾千歐。我問下是否是膜式電阻,回答確認(rèn)說是。下面就是出現(xiàn)此問題的原因了。

  常用電阻分兩種,線繞電阻和膜式電阻。往簡(jiǎn)單里理解,膜式電阻的工藝是在骨架上做噴涂導(dǎo)電涂層,涂層材料當(dāng)然是有一定電阻率的;線繞電阻的工藝是在骨架上纏繞環(huán)形螺旋狀電阻絲的。

  通過這兩種結(jié)構(gòu),其實(shí)就很容易的可以分析出,在靜電電壓的作用下,電阻可能發(fā)生的問題了。對(duì)膜式電阻,用形象的理解,導(dǎo)電涂層就如人頭上的頭發(fā),高壓過來,就如拿個(gè)鑷子,刺溜薅一綹,就少一塊頭發(fā),露出一塊頭皮。頭發(fā)就是那導(dǎo)電的涂層,導(dǎo)電的東西少了,自然阻抗就會(huì)變大了。多刺溜刺溜的薅幾下,弄成個(gè)截?cái)嗟亩d瓢地帶,那就徹底斷路了。

  如果是線繞電阻,就是看成繞制的線圈,既然是繞制,就會(huì)有電感,突變的電脈沖,上升沿很陡,電感的作用導(dǎo)致傳導(dǎo)不過去,就會(huì)加之于繞組的線間,線間的間距又比較小,容易擊穿,一旦擊穿,線間短路,阻值會(huì)變小。

  以上兩種情況,描述的都是大電壓,小電流的情況才會(huì)發(fā)生的事情。這種狀態(tài)的特征,靜電都具備,是其非常經(jīng)典的失效機(jī)理。

  我如上解釋了之后,朋友又提出一個(gè)問題,問“那一個(gè)具體的電阻,如何判定其抗ESD的電壓大?。俊倍艺页隽藥讉€(gè)指標(biāo),問這幾個(gè)指標(biāo)與ESD 有沒關(guān)系。

  Maximum Working Voltage 50V

  Maximum Overload Voltage 100V

  這兩個(gè)數(shù)值與ESD耐壓是沒關(guān)系的。工作耐壓的電壓是持續(xù)性的,而且能量較大,會(huì)有較大的持續(xù)電流,電子器件的燒毀主要是因?yàn)殡娏髁鬟^導(dǎo)致的發(fā)熱Q=I2 R,而ESD是尖峰式脈沖,時(shí)間短,電壓高,能量小。這里的50V、100V都是針對(duì)工作耐壓的。而工作耐壓的損傷都是熱損傷,熱損傷的結(jié)果就可以想象了,膜式電阻的熱損傷一般是直接燒斷了。線繞電阻的熱損傷是電阻先變小,原因是繞線間的絕緣層燒化導(dǎo)致線間短路,但這個(gè)過程很短,很快就也會(huì)把導(dǎo)電絲燒斷了。

  一般電阻的工作耐壓,直插電阻在120-150V左右(僅是參考值,對(duì)不同的工藝的會(huì)有差別),比如同一個(gè)阻值的電阻,封裝小的和封裝大的也會(huì)有差別,貼片電阻工作耐壓會(huì)更小一點(diǎn)。

  而對(duì)于電阻的抗ESD損傷的電壓值,一般電阻的datasheet都是不給出來的,因?yàn)橐稽c(diǎn)半點(diǎn)的靜電是沒問題的,但萬一真打得多了,打壞也是完全可能的。如果真有這方面問題,最好的辦法是加保護(hù)通路,在電阻之前,對(duì)地加靜電防護(hù)的TVS管。既然咱小電阻惹不起,只好躲得起吧…

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