на главную
написать нам
В Одессе: тел. (048) 737-57-40

Поставка электронных компонентов

 
Популярные позиции
Статьи
Контакты
Новости
 

Керамика Kerafol
продукты Keraterm
Резисторы
Навесного монтажа
Общего применения
Прецизионные
Высокоомные
Поверхностного монтажа
Общего применения
Прецизионные
Высокоомные
ВЧ и СВЧ
Общего применения
Коаксиальные
Полосковые
Резистивные поглотители
ВЧ большой мощности
C естественным охлаждением
Воздухоохлаждаемые
Водоохлаждаемые
Нагрузки большой мощности
Воздухоохлаждаемые
Водоохлаждаемые
Охлаждаемые теплоотводом
Переменные
Непроволочные
Проволочные
Проволочные
Общего применения
Прецизионные
Малоиндуктивные
Потенциометры прецизионные
Резисторные блоки
Спутниковое TV

Статьи

Выбор резисторов для СВЧ приложений

СВЧ техника все активнее вторгается в жизнь рядового обывателя. Уже никого не удивишь сотовым телефоном или спутниковой антенной. Однако, мало кто догадывается, что разработчикам этой аппаратуры приходится решать различные задачи, связанные с выбором электронных компонентов. Данную публикацию мы посвятим проблеме правильного выбора резисторов для поверхностного монтажа, имеющих хорошие и предсказуемые параметры на частотах до 20 ГГц, а также вопросам их моделирования.

    Стандартный спиральный MELF (Metal ELectrode Face-bonding) резистор (рис. 1a), имеет большую последовательную индуктивность, которая создает недопустимое реактивное сопротивление даже на частотах в несколько ГГц (рис. 2). Для снижения паразитной индуктивности производители высокочастотных резисторов используют специальную “импульсную” топологию резистивного слоя (рис. 1б). В тех же целях возможно использование стандартной “меандровой” топологии резистивного слоя.

Для MELF-резисторов использование импульсной топологии (б) позволяет снизить паразитную последовательную индуктивность, по сравнению с обычной спиральной топологией (а)

Рис. 1. Для MELF-резисторов использование "импульсной" топологии (б) позволяет снизить паразитную последовательную индуктивность, по сравнению с обычной спиральной топологией (а)

Паразитная последовательная индуктивность стандартного MELF-резистора ММА0204 является причиной резонанса на частотах в несколько ГГц

Рис. 2. Паразитная последовательная индуктивность стандартного MELF-резистора ММА0204 является причиной резонанса на частотах в несколько ГГц. Использование специальной топологии в резисторе ММА 0204 HF позволяет сдвинцть этот резонанс далеко вверх по диапазону

    Помимо небольшой остаточной индуктивности в резисторе присутствует другой внутренний паразитный реактивный компонент — параллельная емкость, возникающая между металлическим выводом и телом резистора, расположенным на керамическом диэлектрике. При монтаже резистора на плате между его выводами и общим проводом также возникает паразитная емкость, показанная на рис. 3 конденсаторами Ci.

Схема замещения высокочастотного резистора с паразитной емкостью выводов

Рис. 3. Схема замещения высокочастотного резистора с паразитной емкостью выводов

    Наличие упомянутых паразитных реактивных составляющих отражается на параметрах матрицы рассеяния (коэффициентах отражения и передачи) резистора. Поэтому для резисторов различных типов и размеров, предназначенных для поверхностного монтажа, можно сформулировать следующие правила:

  • для диапазона частот, соответствующего неравенству 0,8 < ЅZЅ/R < 1,2, для большинства приложений паразитные реактивности можно не учитывать;
  • паразитная индуктивность начинает проявляться у MELF-резисторов с сопротивлением выше 75 Ом и чип-резисторов с сопротивлением выше 120 Ом (то есть, импеданс растет с ростом частоты);
  • паразитная емкость начинает проявляться у MELF-резисторов с сопротивлением ниже 75 Ом и чип-резисторов с сопротивлением ниже 120 Ом (то есть импеданс уменьшается с ростом частоты);
  • для всех топологий резисторов их характеристики на высоких частотах улучшаются по мере снижения габаритных размеров;
  • MELF-резисторы с “импульсной” топологией на высоких частотах имеют, как правило, лучшие характеристики, чем плоские чип-резисторы, даже выполненные по специальной топологии. На рис. 4 показаны частотные зависимости отношения ЅZЅ/R для нескольких различных типов резисторов с номинальным сопротивлением 50 Ом (наиболее часто используемое сопротивление нагрузки в СВЧ-устройствах).

Плоский чип-резистор со специальной топологией МСТ 0603 HF демонстрирует значительно лучшие характеристики, чем стандартные плоские чип-резисторы МСТ 0603 и MCU 0805

Рис. 4. Плоский чип-резистор со специальной топологией МСТ 0603 HF демонстрирует значительно лучшие характеристики, чем стандартные плоские чип-резисторы МСТ 0603 и MCU 0805. Параметры так же Micro-MELF резисторов MMU 0102 и ММА 0204 превосходят параметры всех упомянутых моделей

    В случае, когда разрабатываемое устройство будет работать вне диапазона частот, соответствующего неравенству 0,8 < ЅZЅ/R < 1,2, или в случае, когда требуется очень точно определить его частотные характеристики, необходимо учитывать не только внутренние, но и внешние паразитные реактивные составляющие, что позволит компенсировать их на нужных частотах. Наиболее простой и легкий способ — моделировать устройства с использованием не идеальных, а поставляемых производителем моделей резисторов. Например, компания BC Components предоставляет точные модели для схемы замещения (рис. 3) для всех своих резисторов. Отметим, что внешние паразитные емкости Ci, возникающие между выводами компонента и общим проводом, зависят от материала печатной платы и ее топологии, а значит должны оцениваться и моделироваться разработчиком на уровне схемы, а не производителем на уровне компонента. Для данной схемы замещения резистора комплексное сопротивление рассчитывается по формуле:

Z = R·(1 + jwL/R)/(1 – w2LC + jwRC).

    Так как значение члена w2LC для высокочастотных резисторов, как правило, невелико, им можно пренебречь. После такого упрощения приведенная выше формула примет вид:

Z = R·(1 + jwL/R)/(1 + jwRC)

    Это выражение показывает, что частотные характеристики резисторов определяются отношением L/R и произведением RC.

    Если значения L/R и RC будут равны, то импеданс резистора не будет зависеть от частоты. Однако такое равенство очень сложно реализовать на практике.

    Значения параметров схемы замещения реальных резисторов получаются посредством сравнения зависимостей ЅZЅ/R, построенных по измеренным параметрам матрицы рассеяния, с теоретически рассчитанными кривыми. Отметим, что здесь учитываются не только модуль, но и фаза этих характеристик.

Частотные зависимости нагрузки тракта 50 Ом, выполненной из двух параллельно включенных резисторов MMU 0102 HF с номиналом 100 Ом, и стандартных нагрузок, реализованных на стандартных разъемах BNC и N типов

Рис. 5. Частотные зависимости нагрузки тракта 50 Ом, выполненной из двух параллельно включенных резисторов MMU 0102 HF с номиналом 100 Ом, и стандартных нагрузок, реализованных на стандартных разъемах BNC и N типов

    Как показано на рис. 4, высокочастотные плоские чип-резисторы типа MCT 0603 HF обеспечивают вполне приемлемые характеристики на частотах вплоть до 10 ГГц. Для критических приложений, тем не менее, больше подходят MELF-резисторы MMU 0102 HF или MMA 0204 HF, успешно работающие на частотах до 38 ГГц. На рис. 5 показана частотная зависимость нагрузки тракта 50 Ом, выполненной из двух параллельно включенных резисторов MMU 0102 HF с номиналом 100 Ом (для дополнительного снижения параз итной последовательной индуктивности), а также зависимости стандартных нагрузок, реализованных на стандартных разъемах BNC и N типов.

Источник: CIE
Опубликовано: www.chipinfo.ru

Компания РЕОМ занимается производством и поставками ВЧ и СВЧ резисторов. Примеры нашей продукции: ВЧ-резистор Р1-69,  СВЧ-резистор С6-5, ВЧ-резистор УВ2-5.

« к списку статей

НОВОСТИ

03.02.2006
На сайте опубликована новая статья в раздел Резисторы: "Переменные резисторы". Все электронные компоненты делятся на два класса активные и пассивные. К классу пассивных относятся резисторы. Переменный резистор как регулируемый делитель является универсальным изделием для различных приложений. »»
31.01.2006
На сайте опубликована новая статья "Биполярный транзистор". Биполярный транзистор - трёхэлектродный полупроводниковый прибор, разновидность транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы.  »»
22.11.2005
На сайте опубликована новая статья "Паразитные эффекты в конденсаторах". Часто возникает необходимость выбора того или иного типа конденсатора для конкретного применения, но не совсем понятны преимущества и недостатки различных типов. Выбор правильного типа конденсатора для конкретного применения в действительности не так уж сложен. »»
АРХИВ

2006
январь »»
2005
май »»
февраль »»
январь »»
2004
декабрь »»
август »»
июль »»
июнь »»
май »»
апрель »»

Програмирование и дизайн
интернет-агентство "Волекс"