Al igual que muchos componentes electrónicos, las resistencias vienen en muchas formas, tamaños, capacidades y tipos. También existen diferencias en los valores típicos para el ruido de la resistencia, las tolerancias, la potencia nominal, el coeficiente de temperatura, el coeficiente de voltaje, la respuesta de frecuencia, el tamaño y la confiabilidad. Algunas resistencias son ideales en algunas aplicaciones y una fuente de pesadillas para solucionar problemas en otras.
En esta guía, analizamos los tipos de resistencias y el caso de uso respectivo para cada una.
Resistores de composición de carbono
Las resistencias de composición de carbono solían ser el tipo de resistencia más común debido a su bajo costo y confiabilidad. Las resistencias de composición de carbono utilizan un bloque sólido de material hecho de polvo de carbono, una cerámica aislante y un material aglutinante. La resistencia se controla variando la proporción de carbono a los materiales de relleno.
La composición de carbono en la resistencia se ve afectada por las condiciones ambientales, especialmente la humedad. Tiende a cambiar en resistencia con el tiempo. Por esta razón, las resistencias de composición de carbono tienen una tolerancia de resistencia deficiente, típicamente solo del 5 por ciento. Las resistencias de composición de carbono también están limitadas a potencias nominales de hasta 1 vatio. En contraste con sus malas tolerancias y baja potencia, las resistencias de composición de carbono tienen una buena respuesta de frecuencia, lo que las hace viables para aplicaciones de alta frecuencia.
Resistores de película de carbono
Las resistencias de película de carbono usan una capa delgada de carbono sobre una varilla aislante que se corta para formar un camino resistivo estrecho y largo. Al controlar la longitud de la ruta y su ancho, la resistencia se puede controlar con precisión con tolerancias tan estrictas como el 1 por ciento.
En general, las capacidades de una resistencia de película de carbono son mejores que las de una resistencia de composición de carbono, con clasificaciones de potencia de hasta 5 vatios y estabilidad mejorada. Sin embargo, la respuesta de frecuencia es peor debido a la inductancia y la capacitancia causadas por la ruta resistiva cortada en la película.
Resistencias de película metálica
Uno de los tipos comunes de resistencias axiales que se utilizan hoy en día son las resistencias de película metálica. De construcción similar a las resistencias de película de carbono, la principal diferencia se deriva del uso de una aleación de metal como material resistivo en lugar de carbono.
La aleación de metal, normalmente una aleación de níquel-cromo, proporciona tolerancias de resistencia más estrictas que las resistencias de película de carbón con tolerancias tan estrictas como 0,01 por ciento. Las resistencias de película metálica están disponibles hasta aproximadamente 35 vatios. Sin embargo, las opciones de resistencia comienzan a disminuir por encima de 1 o 2 vatios.
Las resistencias de película metálica son de bajo ruido. Estos resistores son estables con poco cambio de resistencia debido a la temperatura y el voltaje aplicado.
Resistores de película gruesa
Las resistencias de película gruesa se hicieron populares en la década de 1970 y son resistencias comunes de montaje en superficie incluso hoy en día. Estos se fabrican mediante un proceso de serigrafía que utiliza un compuesto conductor de mezcla de cerámica y vidrio suspendido en un líquido. Después de serigrafiar la resistencia, se hornea a altas temperaturas para eliminar el líquido y fusionar el compuesto de cerámica y vidrio.
Inicialmente, las resistencias de película gruesa tenían malas tolerancias. Hoy en día, estos están disponibles con tolerancias tan bajas como 0,1 por ciento en paquetes que pueden manejar hasta 250 vatios. Las resistencias de película gruesa tienen un coeficiente de alta temperatura, con un cambio de temperatura de 100 grados Celsius que resulta en un cambio de resistencia de hasta un 2,5 por ciento.
Resistencias de película delgada
Tomando prestado de los procesos de semiconductores, las resistencias de película delgada se fabrican a través de un proceso de deposición al vacío llamado pulverización catódica. La pulverización catódica se produce cuando se deposita una fina capa de material conductor sobre un sustrato aislante. Esta fina capa está fotograbada para crear un patrón resistivo.
Al controlar con precisión la cantidad de material depositado y el patrón resistivo, se pueden lograr tolerancias de hasta 0,01 por ciento con resistencias de película delgada. Las resistencias de película delgada están limitadas a aproximadamente 2,5 vatios y voltajes más bajos que otros tipos de resistencias, pero son resistencias estables. Hay un precio por la precisión de las resistencias de película delgada, que generalmente cuestan el doble que las resistencias de película gruesa.
Resistencias bobinadas
Las resistencias de mayor potencia y más precisas son las resistencias bobinadas, que rara vez son de alta potencia y precisas a la vez. Las resistencias bobinadas se fabrican enrollando un alambre de alta resistencia, generalmente una aleación de níquel-cromo, alrededor de una bobina de cerámica. Al variar el diámetro, la longitud, la aleación del alambre y el patrón de envoltura, las propiedades de la resistencia bobinada se pueden adaptar a la aplicación.
Las tolerancias de resistencia son tan estrictas como 0,005 por ciento para las resistencias bobinadas de precisión y se pueden encontrar con clasificaciones de potencia de hasta alrededor de 50 vatios. Las resistencias bobinadas de potencia suelen tener tolerancias del 5 o del 10 por ciento, pero tienen valores nominales de potencia en el rango de kilovatios.
Las resistencias bobinadas sufren de alta inductancia y capacitancia debido a la naturaleza de la construcción, lo que las limita a aplicaciones de baja frecuencia.
Potenciómetros
Variar una señal o ajustar un circuito es un requisito común para aplicaciones electrónicas sensibles. Una manera fácil de ajustar manualmente una señal es a través de una resistencia variable o un potenciómetro. Los potenciómetros se usan comúnmente para entradas de usuario analógicas, como controles de volumen. Las versiones más pequeñas de montaje en superficie sintonizan o calibran un circuito en una PCB antes de sellarse y enviarse a los clientes.
Los potenciómetros pueden ser resistencias variables precisas de múltiples vueltas, pero a menudo son dispositivos simples de una sola vuelta que mueven un limpiador a lo largo de una ruta de carbón conductor para cambiar la resistencia de casi cero al valor máximo.
Los potenciómetros generalmente tienen valores nominales de potencia bajos, características de ruido deficientes y estabilidad mediocre. Sin embargo, la capacidad de variar la resistencia y ajustar una señal hace que los potenciómetros sean invaluables en muchos diseños de circuitos y prototipos.
Otros tipos de resistencias
Al igual que con la mayoría de los componentes, varias variantes de resistencias especiales satisfacen las necesidades específicas. Varios son bastante comunes, incluido el elemento resistivo en la bombilla de luz incandescente. Otras variantes de resistencias especiales incluyen elementos calefactores, láminas metálicas, óxido, derivaciones, cermet y resistencias de rejilla.
