Résistance électronique

Electronique : Une courte introduction sur les types de résistances

(Last Updated On: 27 août 2022)

en manière générale, une résistance est un composant électrique passif (à deux bornes) conçu pour limiter la circulation du courant électrique dans un circuit. Les résistances fonctionnent en dissipant l’énergie électrique sous forme de chaleur et en réduisant le flux d’électricité à travers la résistance. Les résistances se trouvent dans presque tous les réseaux électriques et circuits électroniques et sont essentielles pour contrôler avec précision la quantité de courant et de tension dans les circuits.

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Figure 1 : Les résistances se présentent sous une gamme gigantesque de formes et de boîtiers pour tout, des applications électriques à haute puissance aux applications électroniques à faible puissance. Montré ici est une résistance de puissance bobinée avec enroulement renforcé évalué à 900W. Notez le tube en céramique à l’intérieur. (Source : Vishay)

Les résistances existent en plusieurs formats. Les formats les plus courants sont les résistances à puce semi-conductrice (par exemple, les dispositifs à montage en surface, SMD), les résistances à conducteur radial et les résistances à conducteur axial (Figure 2.)

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Figure 2 : Le plus souvent en électronique, les résistances discrètes se présentent sous trois facteurs de forme : résistances à puce à montage en surface, à sortie radiale et à sortie axiale. (Image : Susumu)

Il existe des milliers de types de résistances différents. Les résistances sont construites à l’aide de diverses techniques qui produisent diverses caractéristiques de performance. Cependant, les résistances modernes à valeur fixe peuvent être classées en quatre grands groupes par matériau et type de construction :

  • Résistances à composition de carbone
  • Résistances Film (et Cermet)
  • Résistances bobinées
  • Résistances semi-conductrices

Résistances de composition en carbone
Les résistances à composition de carbone sont des résistances assez standard et peu coûteuses constituées de poussière de carbone ou de pâte de graphite mélangées à un liant et cuites sur un support en céramique sous haute pression et température. Ils ne sont qualifiés que pour des puissances relativement faibles et ont des tolérances élevées ; c’est-à-dire qu’en raison du processus de fabrication des résistances à composition de carbone, elles peuvent avoir des valeurs qui varient (plus que d’autres) de ce qui est attendu, tel que lu sur la bande de la résistance. Un avantage significatif des résistances à composition de carbone est leur capacité à supporter des impulsions à haute énergie. Cependant, ils ne sont pas recommandés si le bruit électrique va être un problème pendant qu’ils se réchauffent. Toutes les résistances produisent un certain niveau de bruit lié au chauffage. Le bruit thermique provient des trous d’électrons se déplaçant dans le conducteur. Les résistances de valeur plus élevée créent plus de bruit que les résistances de valeur inférieure, toutes choses étant égales par ailleurs. Lorsque le courant traverse une résistance en carbone, l’ensemble du corps en composition de carbone conduit l’énergie, ce qui se traduit par une capacité énergétique plus élevée. Les résistances à composition de carbone peuvent être moins chères que les autres résistances, mais elles ne sont pas les meilleures en ce qui concerne le coefficient de température, le bruit, la dépendance à la tension (valeur différente en fonction de la tension appliquée) et la charge. Les applications modernes incluent la protection des circuits (protection contre les surtensions ou les décharges), les alimentations haute tension, l’éclairage haute puissance et le soudage. Les résistances à composition de carbone peuvent être moins chères que les autres résistances, mais elles ne sont pas les meilleures en ce qui concerne le coefficient de température, le bruit, la dépendance à la tension (valeur différente en fonction de la tension appliquée) et la charge. Les applications modernes incluent la protection des circuits (protection contre les surtensions ou les décharges), les alimentations haute tension, l’éclairage haute puissance et le soudage. Les résistances à composition de carbone peuvent être moins chères que les autres résistances, mais elles ne sont pas les meilleures en ce qui concerne le coefficient de température, le bruit, la dépendance à la tension (valeur différente en fonction de la tension appliquée) et la charge. Les applications modernes incluent la protection des circuits (protection contre les surtensions ou les décharges), les alimentations haute tension, l’éclairage haute puissance et le soudage.

Résistances à film ou cermet Les résistances à
film sont constituées d’un film métallique, d’un film de carbone ou d’un film d’oxyde métallique déposé sur une tige céramique isolante ou un autre substrat. Les résistances à film sont préférables aux résistances en composite de carbone lorsqu’une plus grande tolérance est requise (<1%), et elles sont disponibles dans des valeurs substantielles (méga-ohms). Les résistances à film sont également moins bruyantes et plus stables à des températures plus élevées que les résistances en composite de carbone. La valeur résistive est contrôlée en faisant varier l’épaisseur du film. Par conséquent, ils peuvent être regroupés en “résistances à couches minces” ou “résistances à couches épaisses”. Les lasers sont utilisés pour découper des motifs de haute précision dans le film, ce qui modifie le chemin conducteur ou résistif. Les résistances à couches minces ont un faible TCR, une stabilité à long terme et conviennent aux applications nécessitant une grande précision.

Les motifs découpés au laser font partie de ce qui rend les résistances à film capables de tolérances plus étroites que les résistances à composition de carbone plus simples. Les résistances à film fournissent une valeur de résistance très élevée (ohms) par rapport aux autres types de résistances. Les résistances à film sont généralement utilisées pour les applications à très faible puissance et présentent de bonnes caractéristiques de tolérance, de stabilité et de TCR. Ils ont peu de bruit et une linéarité élevée en raison d’un faible coefficient de tension. Il existe de nombreuses applications, selon le type de film. Par exemple, les résistances à film métallique sont utilisées pour les filtres actifs ou les circuits en pont. Les résistances à film de carbone sont couramment utilisées dans les radars, les équipements à rayons X et les alimentations électriques. Les résistances à oxyde métallique sont généralement utilisées dans les applications avec des exigences d’endurance élevées.

Les résistances Cermet sont un type de résistance à couche épaisse pour laquelle une pâte conductrice plus épaisse est utilisée. La pâte est un mélange de céramique et de métal, d’où le terme “cermet”. Les résistances Cermet possèdent des qualités de faible bruit, une bonne stabilité de température et des tensions nominales décentes.

Résistances
bobinées Les résistances bobinées ont des puissances nominales très élevées et sont fabriquées en enroulant un fil fin sur un noyau isolé (généralement un tube en céramique). La valeur de résistance dépend de la résistivité du fil, de la section et de la longueur.

Les résistances bobinées sont principalement produites avec des alliages car les métaux purs ont un coefficient de résistance à haute température (TCR). Les alliages courants utilisés comme fils de résistance sont les alliages de cuivre, d’argent, de nickel-chrome, de fer-chrome et de fer-chrome-aluminium. Cependant, des métaux purs tels que le tungstène peuvent être utilisés pour des applications à haute température. Toutes les résistances ont une capacité et une inductance parasites associées, mais les résistances bobinées ont une valeur inductive nettement plus élevée en raison de leur enroulement. La capacité et l’inductance parasites influencent le flux de courant dans un circuit à courant alternatif (généralement un effet indésirable). Les résistances bobinées sont principalement produites pour des résistances de valeur inférieure, ont des puissances nominales comparativement plus élevées, et sont couramment utilisés dans la commande de moteurs et les alimentations où l’énergie associée au courant d’appel doit être dissipée. Les résistances bobinées ne sont pas utilisées dans les circuits audio et RF en raison de valeurs d’inductance supérieures à la moyenne qui varient avec les changements de fréquence, provoquant une réponse imprévisible. Les résistances bobinées sont couramment utilisées comme éléments chauffants dans des appareils tels que les grille-pain et les radiateurs électriques.

Résistances à feuille Les résistances
à feuille sont constituées d’une fine feuille de métal bilk, de quelques micromètres d’épaisseur seulement, qui est collée sur un substrat en matériau céramique. Ils sont très stables et fiables, avec un faible TCR, et sont les plus rentables en ce qui concerne la construction de réseaux de résistances hautes performances pour les applications de précision.

Résistances semi- conductrices Les résistances
semi-conductrices sont simplement des résistances formées dans un substrat semi-conducteur tel que le silicium. Les résistances semi-conductrices varient en conductivité entre un conducteur (comme le cuivre ou l’or) et un isolant (comme le verre). La conductivité augmente avec la température, comportement qui est à l’opposé du métal. Les types les plus courants de résistances construites sur des plaquettes semi-conductrices sont 1) les résistances diffusées ; 2) résistances implantées d’ions ; 3) des résistances à couches minces et 4) des résistances en polysilicium.

source : https://www.eeworldonline.com/


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