Tipos de Resistores

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Hay muchos diferentes tipos de resistencias disponibles, desde resistencias de chip de montaje superficial hasta resistencias de potencia de gran tamaño.

¿Qué es un Resistor Lineal?

Los resistores que obedecen la ley de ohm se llaman resistencias lineales, es decir, el valor de la resistencia no cambia con la corriente variable que fluye a través de ella.

En general, los resistores que obedecen la ley de Ohm son:

  1. Resistores fijos

  2. Resistores variables

Resistores Fijos

Son aquellas cuyo valor de resistencia no varía, por lo tanto, el fabricante le establece un valor fijo. Los resistores idealmente fijas deberían funcionar independientemente de los cambios de temperatura, voltaje y frecuencia, esto prácticamente no es posible ya que todos los materiales de resistencia tienen un coeficiente de temperatura que conduce a la dependencia de la temperatura. La capacitancia parásita que está presente en todas las resistencias dará como resultado la impedancia y, por lo tanto, la resistencia real será diferente a la esperada. Las resistencias fijas están disponibles en diferentes tamaños, formas, composición, etc. Algunas de las resistencias fijas son:

  • Resistor de composición de carbono.

  • Resistor de película.

  • Resistor bobinado

Resistores de composición de carbón

Son un resistor económica de uso general, utilizada en circuitos eléctricos y electrónicos. Su elemento resistivo está fabricado con una mezcla de polvo de carbón finamente molido o grafito (similar al carbón de lápiz) y un polvo cerámico (arcilla) no conductor para combinarlos.

La relación de polvo de carbón y cerámica (conductor a aislante) determina el valor resistivo global de la mezcla y cuanto mayor es la relación de carbono, menor es la resistencia total. La mezcla se moldea en forma cilíndrica con alambres metálicos o se conectan cables a cada extremo para proporcionar la conexión eléctrica como se muestra, antes de recubrirse con un material aislante externo y marcar la codificación con colores para denotar su valor resistivo.

  • Se pueden fabricar en un amplio rango de valores que se encuentra desde 1Ω hasta un elevado valor como 22 MΩ.

  • La ventaja de los resistores de carbono es su capacidad para permanecer sin daños a partir de pulsos de alta potencia, disponibles a un costo muy bajo y buena durabilidad.

  • Las desventajas de los resistores de carbono son alta sensibilidad a la temperatura, propiedades de ruido inestable y problemas de estabilidad cuando está caliente.

  • Se ven fácilmente afectados por la humedad y, por lo tanto, la tolerancia es solo del 5%. También tienen una potencia de rango bajo-medio, es decir <5W.

  • Son adecuadas para aplicaciones de alta frecuencia ya que tienen baja inductancia.

  • Los resistores de carbono compuesto generalmente tienen una notación "CR" (p. Ej., CR10kΩ ) y están disponibles en E6 ( ± 20% de tolerancia), E12 ( ± 10% de tolerancia) y E24 ( ± 5% de tolerancia) en empaque que soportan una potencia de 0.250 o 1/4 de watt hasta 5 watts.

Resistores de tipo de película

El término genérico " Resistores de película " consiste en tipos de resistores de Película Metálica , Película de Carbono y Película de Óxido Metálico , que generalmente se hacen depositando metales puros, como níquel, o una película de óxido, como óxido de estaño, sobre una varilla aislante de cerámica o sustrato.

El valor de los resistores se controla aumentando el grosor deseado de la película depositada, dándoles los nombres de "resistores de película gruesa" o "resistores de película delgada". Una vez depositado, se usa un láser para cortar un patrón de tipo espiral helicoidal de alta precisión en esta película. El corte de la película tiene el efecto de aumentar la trayectoria conductiva o resistiva, como tomar una longitud larga de cable recto y formarlo en una bobina.

Este método de fabricación permite resistores con valores de tolerancia mucho más cercanas o menores a 1% en comparación con los tipos más simples de composición de carbono.

Los dos tipos de resistencias de película mencionados anteriormente son

Resistores de película delgada

Se fabrican depositando una capa resistiva sobre una base aislante como la cerámica. El espesor de la película resistiva es igual o menor a 0.1 micrómetros. La disposición al vacío es la técnica utilizada para depositar la película resistiva sobre la cerámica. El material resistivo que a menudo es una aleación de níquel y cromo llamada nicromo o nicrom, se pulveriza sobre una base aislante de cerámica. El espesor de la película metálica se puede controlar al modificar el tiempo de pulverización catódica, los patrones se crean mediante un proceso de recorte láser en la capa densa y uniforme para crear y calibrar la trayectoria resistiva y el valor de resistencia. Las resistencias de película delgada se pueden producir como resistencias SMD o resistencias axiales. Debido a su alta tolerancia y bajo coeficiente de temperatura, las resistencias de película delgada se utilizan en aplicaciones de precisión.

Resistores de película gruesa

En este tipo de resistor, el grosor de la película resistiva es aproximadamente 1000 veces más grueso que el de los resistores de película delgada. La principal diferencia entre las resistencias de película gruesa y las resistencias de película delgada es el procedimiento para aplicar la película resistiva. La película resistiva tipo gruesa, está hecha de una mezcla de un aglutinante, soporte y óxido de metal. La unión de frita de vidrio se usa para unir la mezcla, el portador es el extracto de solvente orgánico y se usan óxidos de iridio o rutenio, esta mezcla se hace en forma de pasta y la película resistiva se produce aplicando esta pasta sobre una base de cerámica usando stencil y el proceso de serigrafía. Las resistencias de película gruesa se pueden usar en aplicaciones en las que es importante un menor costo, una gran potencia y una gran estabilidad.

Ejemplo de resistencia de película gruesa:

  • Película de óxido de metal.

Los resistores de óxido de metal tienen una mejor estabilidad de temperatura y una mejor capacidad de corriente de sobretensión.

Resistor bobinado

Los resistores bobinados son las más precisas y de mayor potencia nominal. La construcción de resistores bobinado con alambre implica un enrollamiento de alambre delgado de metal o aleación de metal alrededor de un sustrato aislante. En general, los metales utilizados son manganina o constantan y una aleación de cromo-níquel que también se llama nicromo se utiliza en el caso de la aleación de metal. El valor resistivo puede variar modificando el patrón de envoltura, el diámetro, la longitud y el tipo de aleación. La tolerancia de las resistencias bobinadas es tan baja como .005% y las capacidades de potencia están en el rango de 50W-300W, estas son resistencias bobinadas de precisión. En el caso de las resistencias de potencia, la tolerancia es del 5% y la potencia nominal está en el rango de kilowatts.  Están limitados a aplicaciones de baja frecuencia debido a la naturaleza de su construcción, debido a que hay un alambre de metal enrollado como una bobina alrededor de un aislador, actúan como inductores, esto da como resultado a la reactancia e inductancia, y cuando se utiliza en circuitos de CA existe la posibilidad de un cambio de fase cuando se opera a frecuencias más altas. Existe la posibilidad de superar esta limitación enrollando cada mitad del cable en diferentes direcciones, esto cancelará el efecto inductivo de cada uno, por lo tanto, estas resistencias se denominan "resistencias de hilo no inductivas". Normalmente, el costo de las resistencias bobinados es mayor en comparación con las resistencias de composición de carbono. En aplicaciones de alta frecuencia se pueden usar resistencias de alambre no inductivas, aunque su costo es mayor que las resistencias de bobinado normales. Las resistencias bobinadas se utilizan en muchas aplicaciones, algunas de ellas son interruptores autom

 
 

Resistencias Variables

Son aquellas en las que el valor de la resistencia se puede variar o ajustar.

Potenciómetro

Es una resistencia electromecánica con tres terminales y es la resistencia variable más comúnmente utilizada, las dos terminales en cada extremo entregarán una resistencia constante que resulta en ser la resistencia total, la terminal del centro es ajustable, la cual genera un divisor de tensión y también se le conoce como Wiper a esta terminal central. La mejor aplicación es su uso en los circuitos de sintonización y en los receptores de radio.

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Preset

Es una resistencia variable que se usa en condiciones de ajuste ocasionales. En general, los preajustes se montan en una placa de circuito impreso y se ajustan utilizando el control giratorio presente en la parte superior de la misma con la ayuda de un destornillador. A diferencia de los potenciómetros donde la resistencia varía linealmente, la resistencia en el preset varía exponencialmente. El símbolo de un preset es como se muestra a continuación.

 Preset

Los ajustes preestablecidos están disponibles en operaciones de una o varias vueltas.  Debido a su sensibilidad, los ajustes se usan a menudo en circuitos de detección como la temperatura o la detección de luz.

Reóstato

La mayoría de los reóstatos contienen una tira de alguna sustancia con resistencia bastante alta, tal como carbono. Uno de los dos contactos del reóstato se une al extremo de la tira de carbono. El otro se mueve a lo largo de la tira a medida que ajusta el control deslizante o la perilla. Cuando el contacto deslizante se mueve cerca del contacto fijo, la corriente eléctrica sólo tiene que fluir a través de un poco de carbono para llegar desde un contacto al otro. Esto crea sólo una ligera resistencia. Sin embargo, a medida que los contactos se quedan más alejados, la electricidad tiene que viajar mayor distancia a lo largo del carbono. Esto crea una mayor resistencia, lo que detiene la corriente. Los reóstatos se usan en aplicaciones donde la corriente es más importante que la potencia nominal, generalmente se usan en circuitos de sintonización y aplicaciones de control de potencia.

Resistores NO Lineales

Como su nombre lo indica, su valor de resistencia varía con la corriente que fluye por el resistor. Algunos resistores no lineales son:

Varistor

Es un componente electrónico con características de tensión de corriente no lineal. La resistencia en el varistor cambia de acuerdo con el cambio de voltaje a través de él, esto lo convierte en un dispositivo sensible al voltaje, por lo que también se le llama "resistencia dependiente de voltaje". La resistencia del varistor es muy alta en condiciones de funcionamiento normales, pero la resistencia disminuye drásticamente cuando el voltaje aumenta más allá del valor nominal del varistor. Los varistores de óxido metálico son los tipos más comunes de varistores, los granos de óxido de zinc se utilizan porque proporciona características de diodo tipo PN, por lo tanto, se utiliza para proteger los circuitos electrónicos y eléctricos de sobrevoltajes.

Resistores dependiente de la luz(LDR)

Son resistencias sensibles a la luz cuyo valor varía de acuerdo con la intensidad de la luz que incide sobre ellas. El símbolo de los resistores dependientes de la luz es:

Están hechos de semiconductores con alta resistencia, su función es producida en ausencia de luz o en la oscuridad, el valor de las resistencias dependientes de la luz es muy alta, generalmente en el rango de Megaohms (𝑀𝛺). Cuando la luz incide en la superficie de las resistencias dependientes de la luz, su valor de resistencia disminuye.

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Termistor

Es un resistor cuyo valor varía con la temperatura. Es un tipo de transductor, estos se usan principalmente para medir la temperatura. Podemos encontrar dos tipos de termistores:

  • NTC (Coeficiente de temperatura negativa).

  • PTC (Coeficiente de temperatura positiva).

A medida que aumenta la temperatura, la resistencia del termistor disminuye para el de tipo NTC y para PTC la resistencia aumenta con el aumento de la temperatura.

OTROS TIPOS

Las resistencias pueden dividirse aún más en función del montaje y la potencia nominal.

Resistores SMD

Los dispositivos de montaje superficial (SMD) se producen como resultado de una técnica llamada Surface-mount Technology (SMT). 
El desarrollo de la tecnología de montaje superficial es el resultado de la necesidad de componentes más pequeños, más rápidos, más baratos y más eficientes por parte de los fabricantes de PCB.

Los resistores SMD son más pequeños que sus homólogos de orificio pasante y generalmente son de forma rectangular, estos chips rectangulares tienen pines metálicos muy pequeños o áreas metalizadas en los extremos que se usan para hacer contacto con la PCB y, por lo tanto, eliminan la necesidad de los agujeros en la PCB.

El resistor SMD consisten en un sustrato aislante que generalmente es de cerámica y una capa de película de óxido de metal que se deposita sobre este sustrato, el valor de resistencia está determinado por el grosor de la película. Debido a su pequeño tamaño, son adecuados para tarjetas de circuitos. Tienen muy poca inductancia y capacitancia y pueden funcionar bien en frecuencias de radio.

Resistencias de orificio pasante

El orificio pasante es una técnica de montaje donde los componentes se insertan en orificios que se perforan en una PCB. Para este propósito, el componente electrónico consiste de pequeños pines metálicos, todas las resistencias con pines que salen de ellas para fines de contacto vienen bajo resistencias de orificio pasante. Las resistencias de orificio pasante están disponibles en resistencias de composición de carbón, resistencias de película de carbón, resistencias de película de metal, resistencias de óxido de metal, resistencias bobinadas y muchas otras. Además de los componentes discretos, los resistores de orificio pasante se pueden encontrar como un paquete de resistencias con el uso de paquetes dual en línea y técnicas de paquete en línea único. Estas resistencias SIP y DIP generalmente se usan en redes de escalera con resistencia, redes pull-up y pull-down, terminadores de bus, etc

Resistencias de red

Son resistencias de paquete único con dos o más resistencias. Por lo general, vienen en paquete individual en línea o en paquete doble en línea. Estas resistencias SIP y DIP generalmente se usan en redes de escalera, redes pull-up y pull-down, terminadores de bus, etc. Las redes de resistencias se utilizan para reducir el espacio de la placa, mejorar la confiabilidad, reducir las conexiones de soldadura y mejorar la compatibilidad de tolerancia. En general, las redes de resistencia se utilizan en escaleras de resistencia, terminadores de bus y terminadores de interfaz de sistema de computadora pequeña. Están disponibles tanto para dispositivos de montaje superficial como dispositivos de orificio pasante.