電子回路設計では、抵抗基本的なコンポーネントとして、回路の性能は回路の安定性と精度に直接影響します。温度変化は抵抗器の性能に影響を与える重要な要素であり、温度係数 (TCR) は温度変化に伴う抵抗の変化を測定する重要なパラメータです。この記事では、抵抗器の温度係数に関する知識を体系的に紹介し、抵抗器の重要性と用途を読者が深く理解できるようにします。
抵抗器の温度係数は、温度変化に伴う抵抗値の相対的な変化率を指し、通常は ppm/°C (摂氏 1 度あたりの百万分の 1) で表されます。温度変化に対する抵抗値の安定性を表します。値が小さいほど、抵抗器の温度安定性が良くなります。温度係数は、高精度回路を設計する際に考慮しなければならない重要なパラメータです。
温度係数は通常、次の式で計算されます。
TCR = [(R_T - R_25) / R_25] / (T - 25) × 10^6 ppm/°C
このうち、R_Tは温度Tにおける抵抗値、R_25は25℃における抵抗値、Tは測定温度(℃)である。さまざまな温度での抵抗値を測定することで、抵抗器の温度係数を知ることができます。
抵抗の温度係数は、正の温度係数 (PTC) と負の温度係数 (NTC) の 2 つのタイプに分類できます。 PTC 抵抗器の抵抗値は温度が上昇すると増加しますが、NTC 抵抗器の抵抗値は温度が上昇すると減少します。さまざまなアプリケーション シナリオで適切な温度係数タイプを選択することが非常に重要です。
異なる材料で作られた抵抗器の温度係数は大きく異なります。例えば：
- 金属皮膜抵抗器は一般に温度係数が約 ±50 ppm/°C と低いため、高精度の用途に適しています。
- 炭素皮膜抵抗器は温度係数が約±200 ppm/℃と高く、一般的な用途に適しています。
- 金属酸化皮膜抵抗器デバイスの温度係数はその中間になります。
温度係数に対する材料の影響を理解することは、適切な抵抗器の選択に役立ちます。
温度係数が大きい抵抗器は、温度変化による抵抗値の変動が大きくなり、回路のずれや信号の歪みなどが発生する可能性があります。特に精密測定、フィルタ、アンプ回路では、温度係数が性能に大きな影響を与えます。温度係数の低い抵抗を選択すると、回路の温度安定性と信頼性が向上します。
回路に対する温度係数の影響を軽減するには、次の措置を講じることができます。
- 温度係数が低い高精度の抵抗器を使用します。
- 温度補償回路設計を採用。
- 設計では、抵抗器の実際の動作温度範囲を考慮してください。
・恒温環境を使用するか、放熱装置を設置してください。
これらの方法により、回路の温度安定性を効果的に改善できます。
極めて高い精度が要求される産業用制御、航空宇宙、医療機器などの分野では、抵抗器の温度係数が設計における重要なパラメータとなります。逆に、一部の一般的な家電製品では、温度係数の要件が比較的緩いですが、それでも無視することはできません。
抵抗器の温度関係は、温度変化に応じた抵抗値の調整の指標であり、電子回路の安定性と精度に重要な影響を与えます。温度の設定、計算方法、タイプ、およびそれらが電気回路の性能に及ぼす影響を理解することは、工場の適切なタイプと設計に役立ちます。適切な材料の抵抗器を選択し、効果的な温度補償措置を講じることにより、回路の温度安定性が大幅に改善され、さまざまな環境で電子機器の信頼性の高い動作が保証されます。
