Birçok elektronik bileşen gibi, dirençler de birçok şekil, boyut, kapasite ve türde gelir. Direnç gürültüsü, toleranslar, watt değeri, sıcaklık katsayısı, voltaj katsayısı, frekans yanıtı, boyut ve güvenilirlik için tipik değerlerde de farklılıklar vardır. Bazı dirençler bazı uygulamalarda idealdir ve diğerlerinde sorun giderme kabuslarının kaynağıdır.
Bu kılavuzda, direnç türlerine ve her biri için ilgili kullanım durumuna bakıyoruz.
Karbon Bileşimi Dirençleri
Karbon bileşimli dirençler, düşük maliyet ve güvenilirlik nedeniyle eskiden en yaygın direnç türüydü. Karbon bileşimi dirençleri, karbon tozundan, yalıtkan bir seramikten ve bir bağlayıcı malzemeden yapılmış katı bir malzeme bloğu kullanır. Direnç, karbonun dolgu malzemelerine oranı değiştirilerek kontrol edilir.
Dirençteki karbon bileşimi çevresel koşullardan, özellikle nemden etkilenir. Zamanla dirençte değişme eğilimindedir. Bu nedenle, karbon bileşimi dirençleri, tipik olarak yalnızca yüzde 5 olmak üzere zayıf bir direnç toleransına sahiptir. Karbon bileşim dirençleri de 1 watt'a kadar güç dereceleriyle sınırlıdır. Zayıf toleransları ve düşük güçlerinin aksine, karbon bileşimli dirençler iyi bir frekans tepkisine sahiptir ve bu da bunları yüksek frekanslı uygulamalar için uygun hale getirir.
Karbon Film Dirençler
Karbon film dirençleri, dar, uzun, dirençli bir yol oluşturmak için kesilmiş bir yalıtım çubuğunun üzerinde ince bir karbon tabakası kullanır. Yolun uzunluğunu ve genişliğini kontrol ederek, direnç yüzde 1 kadar sıkı toleranslarla hassas bir şekilde kontrol edilebilir.
Genel olarak, bir karbon film direncinin özellikleri, 5 watt'a kadar güç derecelendirmeleri ve geliştirilmiş stabilite ile bir karbon bileşimli dirençten daha iyidir. Bununla birlikte, filme kesilen dirençli yolun neden olduğu endüktans ve kapasitans nedeniyle frekans yanıtı daha kötüdür.
Metal Film Dirençler
Günümüzde kullanılan yaygın eksenel direnç türlerinden biri metal film dirençlerdir. Yapısında karbon film dirençlerine benzer şekilde, temel fark, dirençli malzeme olarak karbon yerine metal alaşım kullanılmasından kaynaklanır.
Tipik olarak bir nikel-krom alaşımı olan metal alaşımı, yüzde 0,01 kadar sıkı toleranslarla karbon film dirençlerinden daha sıkı direnç toleransları sağlar. Metal film dirençleri yaklaşık 35 watt'a kadar mevcuttur. Ancak direnç seçenekleri 1 veya 2 watt'ın üzerinde azalmaya başlar.
Metal film dirençleri düşük gürültülüdür. Bu dirençler, sıcaklık ve uygulanan voltaj nedeniyle çok az direnç değişikliği ile kararlıdır.
Kalın Film Dirençler
Kalın film dirençleri 1970'lerde popüler oldu ve günümüzde bile yaygın olarak kullanılan yüzeye montaj dirençleridir. Bunlar, bir sıvı içinde süspanse edilmiş iletken bir seramik ve cam karışımı kompozit kullanılarak bir serigrafi işlemi ile yapılır. Direnç ekran baskısından sonra sıvıyı çıkarmak ve seramik ve cam kompoziti kaynaştırmak için yüksek sıcaklıklarda pişirilir.
Başlangıçta, kalın film dirençlerinin toleransları zayıftı. Bugün bunlar, 250 watt'a kadar işleyebilen paketlerde yüzde 0,1'e kadar düşük toleranslarla mevcuttur. Kalın film dirençleri, dirençte yüzde 2,5'e varan değişimle sonuçlanan 100 derecelik bir sıcaklık değişimiyle yüksek bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
İnce Film Dirençler
Yarı iletken işlemlerden ödünç alınan ince film dirençleri, püskürtme adı verilen bir vakum biriktirme işlemiyle yapılır. Püskürtme, yalıtkan bir alt tabaka üzerinde ince bir iletken malzeme tabakasının biriktirildiği yerdir. Bu ince katman, dirençli bir desen oluşturmak için fotoğrafla kazınmıştır.
Depolanan malzeme miktarını ve dirençli deseni hassas bir şekilde kontrol ederek, ince film dirençleriyle yüzde 0,01'e kadar sıkı toleranslar elde edilebilir. İnce film dirençleri, diğer direnç türlerine göre yaklaşık 2,5 watt ve daha düşük voltajlarla sınırlıdır ancak kararlı dirençlerdir. İnce film dirençlerinin hassasiyeti için genellikle kalın film dirençlerinin fiyatının iki katı olan bir fiyat vardır.
Kablolu Dirençler
En yüksek güç ve en hassas dirençler, aynı anda nadiren yüksek güçlü ve hassas olan kablolu dirençlerdir. Wirewound dirençler, genellikle nikel-krom alaşımı olan yüksek dirençli bir telin seramik bir bobin etrafına sarılmasıyla yapılır. Telin çapını, uzunluğunu, alaşımını ve sargı modelini değiştirerek, tel sargılı direncin özellikleri uygulamaya göre uyarlanabilir.
Direnç toleransları, hassas tel sargılı dirençler için yüzde 0,005 kadar sıkıdır ve yaklaşık 50 watt'a kadar güç derecelerinde bulunabilir. Güç tel sargılı dirençleri tipik olarak yüzde 5 veya yüzde 10 toleranslara sahiptir ancak kilovat aralığında güç değerlerine sahiptir.
Kablolu dirençler, yapının doğası gereği yüksek endüktans ve kapasitanstan zarar görür ve bunları düşük frekanslı uygulamalarla sınırlar.
Potansiyometreler
Bir sinyali değiştirmek veya bir devreyi ayarlamak, hassas elektronik uygulamalar için yaygın bir gereksinimdir. Bir sinyali manuel olarak ayarlamanın kolay bir yolu, değişken bir direnç veya potansiyometre kullanmaktır. Potansiyometreler, ses kontrolleri gibi analog kullanıcı girişleri için yaygın olarak kullanılır. Daha küçük yüzeye monte versiyonlar, mühürlenmeden ve müşterilere gönderilmeden önce PCB üzerindeki bir devreyi ayarlar veya kalibre eder.
Potansiyometreler hassas, çok dönüşlü değişken dirençler olabilir, ancak genellikle direnci sıfıra yakından maksimum değere değiştirmek için bir sileceği iletken bir karbon yolu boyunca hareket ettiren basit tek dönüşlü cihazlardır.
Potansiyometreler genellikle düşük güç derecelerine, zayıf gürültü özelliklerine ve vasat bir kararlılığa sahiptir. Bununla birlikte, direnci değiştirme ve bir sinyali ayarlama yeteneği, potansiyometreleri birçok devre tasarımında ve prototiplemede paha biçilmez kılar.
Diğer Direnç Tipleri
Çoğu bileşende olduğu gibi, çeşitli özel direnç varyantları niş ihtiyaçlara hizmet eder. Akkor ampuldeki dirençli eleman da dahil olmak üzere birçoğu oldukça yaygındır. Diğer özel direnç çeşitleri arasında ısıtma elemanları, metal folyo, oksit, şöntler, sermet ve ızgara dirençleri bulunur.
