technologie des composants : les résistances

TECHNOLOGIE DES TECHNOLOGIE DES COMPOSANTS :COMPOSANTS :

Les RésistancesLes Résistances

ESPEO 98-99 , JY CADOREL

Applications des résistancesApplications des résistances

• Chute de tensionChute de tension

• limitation du courant limitation du courant

• atténuation de signauxatténuation de signaux

• charges électriquescharges électriques

• diviseurs de tension diviseurs de tension

• etc...etc...

Généralités : Généralités : la résistivitéla résistivité• Propriété des corps à avoir des électrons libres dans la Propriété des corps à avoir des électrons libres dans la

bande de conduction.bande de conduction.

• Unité légale Unité légale ohm - mètreohm - mètre• Les conducteurs ont une résistivité de quelques Les conducteurs ont une résistivité de quelques cm cm

• Les isolants atteignent 10Les isolants atteignent 1018 18 cmcm

• Les semi-conducteurs ont une résistivité de quelques Les semi-conducteurs ont une résistivité de quelques cm cm

• Le meilleur conducteur est l ’argent Le meilleur conducteur est l ’argent ((cm)cm)

• Les meilleurs isolants sont la Bakélite, le mica, les Les meilleurs isolants sont la Bakélite, le mica, les céramiques,le quartz, etc...céramiques,le quartz, etc...

Généralités : Généralités : la résistancela résistance• R = R = L/S L/S

• R en R en L enL enm, S en mm, S en m22

• Unité légale Unité légale ohmohm• Loi d ’ohm : R = U/I (U en VOLTS, I en AMPERES)Loi d ’ohm : R = U/I (U en VOLTS, I en AMPERES)

Paramètres constructeurs : Paramètres constructeurs : exempleexemple

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Résistance nominaleRésistance nominale

• Valeur de la résistance garantie avec Valeur de la résistance garantie avec une certaine tolérance (en %) dans des une certaine tolérance (en %) dans des conditions d ’utilisation données conditions d ’utilisation données (température, humidité, tension (température, humidité, tension d ’utilisation, etc…).d ’utilisation, etc…).

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Puissance nominalePuissance nominale

• Puissance que peut dissiper la résistance Puissance que peut dissiper la résistance en air calme à la pression atmosphérique en air calme à la pression atmosphérique normale pour une température normale pour une température maximum Tc indiquée par le fabricant.maximum Tc indiquée par le fabricant.

• Si la température ambiante est Si la température ambiante est supérieure à TC, la puissance admissible supérieure à TC, la puissance admissible diminue.diminue.

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Puissance nominalePuissance nominale

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Tension maximaleTension maximale

• Tension maximale que l ’on peut appliquer en continuTension maximale que l ’on peut appliquer en continu

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Tension de bruitTension de bruit

• A la tension de bruit théorique due à l ’agitation A la tension de bruit théorique due à l ’agitation thermique s ’ajoute une tension due au passage d ’un thermique s ’ajoute une tension due au passage d ’un courant dans un milieu hétérogène que l ’on exprime en courant dans un milieu hétérogène que l ’on exprime en µV par volt aux bornes.µV par volt aux bornes.

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Coefficient de Coefficient de températuretempérature

• Bien que non linéaire, la variation de la valeur Bien que non linéaire, la variation de la valeur d ’une résistance avec la température est d ’une résistance avec la température est représentée par une droite du type :représentée par une droite du type :

• R(T) = Ro (1 + R(T) = Ro (1 + TT*(T- To)) avec *(T- To)) avec

• Ro :résistance nominale à la température Ro :résistance nominale à la température nominale Tonominale To

TT: coefficient de température exprimé en : coefficient de température exprimé en

ppm (partie par million)/°Cppm (partie par million)/°C

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Coefficient de Coefficient de températuretempérature

•Exemple avec 200 ppm /°C

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Réponse en fréquenceRéponse en fréquence

•Schéma électrique équivalent en courant alternatif

•Ordres de grandeur

Paramètres constructeurs:Paramètres constructeurs:Réponse en fréquenceRéponse en fréquence

• Les résistances de faibles valeurs sont inductives.Les résistances de faibles valeurs sont inductives.

• Les résistances de fortes valeurs sont capacitivesLes résistances de fortes valeurs sont capacitives

Les Différents types de Les Différents types de résistancesrésistances

Résistance fixe à couche Résistance fixe à couche carbone carbone

Résistance fixe à couche Résistance fixe à couche métalliquemétallique

Résistance fixe bobinée Résistance fixe bobinée

Résistances pour montage Résistances pour montage en surface en surface

•Les résistances CMS représentent 70% des unités vendues

Réseau SIL (single in line)Réseau SIL (single in line)

PotentiomètresPotentiomètres

Critères de choix des Critères de choix des différents types de différents types de résistancesrésistances• Puissance (pour les alimentations, …)Puissance (pour les alimentations, …)

• très faible valeurs (mesure de courant,...)très faible valeurs (mesure de courant,...)

• très fortes valeurs (mise à un même très fortes valeurs (mise à un même potentiel de sous ensembles haute tension)potentiel de sous ensembles haute tension)

• faible bruit (communications,...)faible bruit (communications,...)

• faible encombrement ( portables,..)faible encombrement ( portables,..)

• Précision (radar, GPS, etc…)Précision (radar, GPS, etc…)

Performances relatives des Performances relatives des différentes technologiesdifférentes technologies

Les choix logiquesLes choix logiques

• Résistances standard: CMS (en métal vitrifié)Résistances standard: CMS (en métal vitrifié)

• Puissance : CMS jusqu’à 3W, à piquer au delà.Puissance : CMS jusqu’à 3W, à piquer au delà.

• Précision : CMS (film métal ) 0.1% 25ppm/°C, et Précision : CMS (film métal ) 0.1% 25ppm/°C, et résistance bobinée à piquer pour la puissancerésistance bobinée à piquer pour la puissance

• mise au même potentiel : éviter les résistances mise au même potentiel : éviter les résistances CMS (tension de claquage dans l ’air 1KV/mm).CMS (tension de claquage dans l ’air 1KV/mm).

LES VARISTANCES LES VARISTANCES • Résistances dont la valeur peut varier dans Résistances dont la valeur peut varier dans

de fortes proportions sous l ’action de de fortes proportions sous l ’action de facteurs physiques :facteurs physiques :

• Température --> thermistances CTN et CTPTempérature --> thermistances CTN et CTP

• Tension --> résistances non linéaires ou VDRTension --> résistances non linéaires ou VDR

• Eclairement --> photorésistancesEclairement --> photorésistances

• Contraintes mécaniques --> jaugesContraintes mécaniques --> jauges

• Champ magnétique --> magnétorésistancesChamp magnétique --> magnétorésistances

• Rayonnement nucléaire -> radiodétecteursRayonnement nucléaire -> radiodétecteurs

Thermistances CTNThermistances CTN

• Ces thermistances ont un Coefficient de Ces thermistances ont un Coefficient de Température Négatif et élevé.Température Négatif et élevé.

• Elles sont réalisées avec des semi-Elles sont réalisées avec des semi-conducteurs polycrystalins grâce à un conducteurs polycrystalins grâce à un mélange de mélange de chrome,manganèse ,fer,cobalt,nickel.chrome,manganèse ,fer,cobalt,nickel.

Thermistances CTNThermistances CTN

R = A e R = A e B/TB/T

A et B dépendent du matériau utilisé .A et B dépendent du matériau utilisé .

..

Thermistances CTN : Thermistances CTN : applicationsapplications

•Mesure de la température et/ou détection d ’une température maximum : climatisation, ABS, indicateur du niveau d ’huile, congélateur, microonde, chargeur de baterie, etc...

protection par CTN de batteries rechargeables NiCd

(recharge en 1 heure !)

Exemple :Exemple :

Thermistances CTPThermistances CTP

Thermistances CTPThermistances CTP applications applications

•Limitation de courant

•Protection de moteur

•Régulation du courant et protection des lignes téléphoniques

Résistances VDR (Voltage Résistances VDR (Voltage Dependent Resistor) ou Dependent Resistor) ou

« VARISTOR »« VARISTOR »Résistance dont la valeur décroît lorsque la tension aux bornes augmente .

V = C* I

Résistances VDRRésistances VDR applications applications

•Stabilisation d ’une tension

•Ecretage

•Absorbtion de transitoire