Номинальная спецификация производителя указывает ТКС ≈ 100 ppm/°C и номинальную мощность 0,1 Вт при 70°C; измеренное поведение на лабораторной 1-слойной печатной плате показывает средний ТКС около номинального диапазона и фактическую непрерывную диссипацию значительно ниже табличного рейтинга.
При пяти тестовых температурах наблюдаемые интервалы ТКС сгруппировались в диапазоне ~88–99 ppm/°C. Безопасная мощность при длительной нагрузке на односторонней медной контактной площадке толщиной 1/16 дюйма составила ~40–60 мВт.
В этом отчете количественно оцениваются реальные пределы мощности и снижение характеристик для входных каскадов АЦП и маломощных цепей измерения. Проверьте на конкретных топологиях плат перед производством.
Исходные данные и основные характеристики
Основные номинальные характеристики, которые необходимо знать
Ключевые номинальные значения служат базой для сравнения. Разработчикам следует сопоставлять измеренные отклонения с этими данными для определения стратегии снижения характеристик.
Почему ТКС и номинальная мощность важны для проектирования
ТКС вызывает дрейф и смещение в прецизионных цепях; номинальная мощность определяет тепловой запас и надежность. Делитель напряжения во входном каскаде АЦП с плечом 33 кОм изменит выходное напряжение примерно на (ΔR/R)·Vref при изменении температуры. Рассеивание мощности сверх лимитов платы повышает температуру резистора и ускоряет дрейф.
Измеренный ТКС: Методология и результаты
Стенд и процедура измерения
Использовалось прецизионное оборудование: 8½-разрядный нановольтметр, 4-проводная схема измерения, калиброванная камера. Время выдержки: 30 минут для устранения тепловой инерции. Погрешность измерения: ±2 ppm/°C.
Данные измерений ТКС и интерпретация
| Темп. (°C) | Ср. сопротивление (Ом) | Δ по сравнению с 25°C (Ом) | Интервал ppm/°C | Визуальный тренд |
|---|---|---|---|---|
| -55 | 32,738 | -262 | -99.3 | |
| 25 | 33,000 | 0 | — | Опорное значение |
| 85 | 33,195 | 195 | 98.5 | |
| 125 | 33,290 | 290 | 87.9 | |
| 155 | 33,320 | 320 | 74.6 |
Примечание: Интервалы высоких температур показывают небольшую нелинейность и сниженный видимый ТКС (ppm/°C). Разброс по образцам составил ±12 ppm/°C.
Пределы мощности и тепловое снижение характеристик
Реальность против табличного рейтинга
Рейтинг 0,1 Вт при 70°C сильно идеализирован. Для небольшого корпуса 0603 на типичной односторонней контактной площадке тепловое сопротивление внешней среде может быть значительным, вызывая существенный рост температуры даже при мощности в десятки милливатт.
- • 40 мВт: Рекомендуется для неконтролируемых 1-слойных плат.
- • 60 мВт: Максимум для плат с большими медными полигонами.
Консервативный график снижения характеристик по рез. лаб. измерений
Ошибки при измерениях
- Саморазогрев: Высокие тестовые токи могут исказить результаты на +10-20 ppm.
- Тепловая инерция: Недостаточное время выдержки скрывает истинный дрейф.
- Контактное сопротивление: 2-проводные схемы не подходят для таких уровней точности.
Пример расчета: Делитель 33 кОм
Для опорного напряжения 3,3 В и перепада температур 40°C ТКС 98 ppm/°C приводит к смещению ~13 мВ.
