Kuten monet elektroniset komponentit, vastukset ovat eri muotoja, kokoja, kapasiteettia ja tyyppejä. Myös vastusten kohinan, toleranssien, tehon, lämpötilakertoimen, jännitekertoimen, taajuusvasteen, koon ja luotettavuuden tyypillisissä arvoissa on eroja. Jotkut vastukset ovat ihanteellisia joissakin sovelluksissa ja aiheuttavat painajaisten vianetsintää toisissa.
Tässä oppaassa tarkastelemme vastusten tyyppejä ja niiden käyttötapauksia.
hiilikoostumusvastukset
Hiilikoostumuksen vastukset olivat aiemmin yleisin vastustyyppi alhaisten kustannusten ja luotettavuuden vuoksi. Hiilikoostumusvastukset käyttävät kiinteää materiaalilohkoa, joka on valmistettu hiilijauheesta, eristävästä keramiikasta ja sideainemateriaalista. Vastusta säädetään vaihtelemalla hiilen suhdetta täyteaineisiin.
Ympäristöolosuhteet, erityisesti kosteus, vaikuttavat vastuksen hiilikoostumukseen. Sillä on taipumus muuttua resistanssissa ajan myötä. Tästä syystä hiilikoostumuksen vastuksilla on huono resistanssitoleranssi, tyypillisesti vain 5 prosenttia. Hiilikoostumusvastukset on myös rajoitettu enintään 1 watin tehoon. Toisin kuin niiden huonot toleranssit ja pieni teho, hiilikoostumusvastuksilla on hyvä taajuusvaste, mikä tekee niistä käyttökelpoisia korkeataajuisissa sovelluksissa.
hiilikalvovastukset
Hiilikalvovastukset käyttävät ohutta hiilikerrosta eristystangon päällä, joka on leikattu muodostamaan kapea, pitkä, resistiivinen reitti. Säätämällä polun pituutta ja sen leveyttä vastusta voidaan säätää tarkasti jopa 1 prosentin toleransseilla.
Hiilikalvovastuksen ominaisuudet ovat kaiken kaikkiaan paremmat kuin hiilikoostumusvastuksen, teholuokituksena jopa 5 wattia ja paremman vakauden. Taajuusvaste on kuitenkin huonompi kalvoon leikatun resistiivisen polun aiheuttaman induktanssin ja kapasitanssin vuoksi.
Metallikalvovastukset
Yksi yleisimmistä nykyään käytetyistä aksiaalisista vastustyypeistä on metallikalvovastukset. Rakenteeltaan samanlainen kuin hiilikalvovastukset, suurin ero johtuu metalliseoksen käytöstä vastusmateriaalina hiilen sijaan.
Metalliseos, tyypillisesti nikkeli-kromiseos, tarjoaa tiukemmat vastustoleranssit kuin hiilikalvovastukset, joiden toleranssit ovat jopa 0,01 prosenttia. Metallikalvovastuksia on saatavana noin 35 wattiin asti. Resistanssivaihtoehdot alkavat kuitenkin pienentyä yli 1 tai 2 watin.
Metallikalvovastukset ovat hiljaisia. Nämä vastukset ovat stabiileja, ja resistanssi muuttuu vain vähän lämpötilan ja jännitteen vuoksi.
Paksukalvovastukset
Paksukalvovastukset tulivat suosituiksi 1970-luvulla ja ovat yleisiä pinta-asennusvastuksia vielä nykyäänkin. Nämä valmistetaan silkkipainatusprosessilla käyttämällä johtavaa keraamisen ja lasin sekoituskomposiittia, joka on suspendoitu nesteeseen. Kun vastus on silkkipainattu, sitä paistetaan korkeissa lämpötiloissa nesteen poistamiseksi ja keramiikka-lasikomposiitin sulattamiseksi.
Aluksi paksukalvovastuksilla oli huonot toleranssit. Nykyään niitä on saatavana jopa 0,1 prosentin toleransseilla pakkauksissa, jotka kestävät jopa 250 wattia. Paksukalvovastuksilla on korkea lämpötilakerroin, ja 100 celsiusasteen lämpötilamuutos johtaa jopa 2,5 prosentin muutokseen vastuksessa.
Ohutkalvovastukset
Lainattu puolijohdeprosesseista, ohutkalvovastukset valmistetaan tyhjiöpinnoitusprosessilla, jota kutsutaan sputteroimiseksi. Sputteroinnilla kerrostetaan ohut kerros johtavaa materiaalia eristävälle alustalle. Tämä ohut kerros on valoetsattu resistiivisen kuvion luomiseksi.
Säätämällä tarkasti kerrostetun materiaalin määrää ja resistiivistä kuviota, ohutkalvovastuksilla voidaan saavuttaa jopa 0,01 prosentin toleranssit. Ohutkalvovastukset on rajoitettu noin 2,5 wattiin ja alhaisemmilla jännitteillä kuin muut vastustyypit, mutta ne ovat stabiileja vastuksia. Ohutkalvovastuksen tarkkuudella on hinta, joka on yleensä kaksi kertaa paksukalvovastuksen hinta.
Kangasvastukset
Korkein teho ja tarkimmat vastukset ovat lankavastuksia, jotka ovat harvoin suuritehoisia ja tarkkoja kerralla. Lankavastukset valmistetaan käärimällä korkearesistanssinen lanka, yleensä nikkeli-kromiseos, keraamisen puolan ympärille. Vaihtelemalla langan halkaisijaa, pituutta, metalliseosta ja käärekuviota, lankavastuksen ominaisuuksia voidaan räätälöidä sovelluksen mukaan.
Resistanssitoleranssit ovat niin tiukat kuin 0,005 prosenttia tarkkuuslangavastuksilla, ja niiden teholuokitukset ovat jopa noin 50 wattia. Teholangallisten vastusten toleranssit ovat tyypillisesti joko 5 tai 10 prosenttia, mutta niiden teho on kilowattialueella.
Kangasvastukset kärsivät korkeasta induktanssista ja kapasitanssista rakenteen luonteen vuoksi, mikä rajoittaa ne matalataajuisiin sovelluksiin.
Potentiometrit
Signaalin vaihtelu tai piirin viritys on yleinen vaatimus herkissä elektronisissa sovelluksissa. Yksi helppo tapa säätää signaalia manuaalisesti on säädettävä vastus tai potentiometri. Potentiometrejä käytetään yleisesti analogisiin käyttäjätuloihin, kuten äänenvoimakkuuden säätimiin. Pienemmät pinta-asennusversiot virittävät tai kalibroivat piirin piirilevyllä ennen kuin ne suljetaan ja toimitetaan asiakkaille.
Potentiometrit voivat olla tarkkoja, monikierroksisia muuttuvia vastuksia, mutta ne ovat usein yksinkertaisia yksikierroslaitteita, jotka siirtävät pyyhkimen johtavaa hiiltä pitkin resistanssin muuttamiseksi lähes nollasta maksimiarvoon.
Potentiometreillä on yleensä alhaiset tehot, huonot meluominaisuudet ja keskinkertainen vakaus. Kuitenkin kyky vaihdella vastusta ja säätää signaalia tekee potentiometreistä korvaamattomia monissa piirirakenteissa ja prototyypeissä.
Muut vastustyypit
Kuten useimmat komponentit, useat erikoisvastusmuunnelmat palvelevat kapeita tarpeita. Useat ovat melko yleisiä, mukaan lukien resistiivinen elementti hehkulampussa. Muita erikoisvastusvariantteja ovat lämmityselementit, metallifolio, oksidi, shuntit, kermet- ja verkkovastukset.
