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設計新技術
溫度和結構如何影響電阻穩定性
Bryan Yarborough，Vishay Intertechnology Vishay Dale品牌產品行銷工程師
電阻溫度係數 (TCR)，也稱 RTC，是一種性能特徵，在很大程度上 受電阻結構影響，阻值極低，並且不同的測試方法會產生不一樣的 結果。本文將重點介紹影響這一指標的結構和技術特點，以及如何 更好地理解這一電阻性能參數。
電阻是多種因素共同作用的 結果，這些因素導致電子運動偏離 金屬或金屬合金晶格理想路徑。
電阻-溫度係數(%):
如何測量TCR
因果關係
+20ppm/°C。145°C溫變下，棒料 A長度增加7.25m，而棒料B的長 度僅增加0.29m。以圖1比例圖 (1/20)直觀顯示這種差異。棒料 A的長度明顯變化，棒料B看不出 有什麼不一樣。
根據MIL-STD-202 Method 304測試標準，TCR性能指以25°C 為基準溫度，當溫度變化時，電阻 阻值變化，元件達到平衡後，阻值 差即TCR。電阻隨溫度升高而增加 為正TCR (請注意，自熱也會因TCR 產生電阻變化)。
電阻-溫度係數(ppm):
其中，R1 = 基準溫度電阻、R2 =工 作溫度電阻、t1=基準溫度(25°C)、t2= 工作溫度。
晶格缺陷或不完整會造成電 子散射，從而延長行程，增加電 阻。以下情況造成這種缺陷和不 完整:
這種情況也適用於電阻，TCR 越低，加電(導致電阻層溫度升高) 或周圍環境溫度下的測量結果越 穩 定。
• 因熱能在晶格中移動
• 晶格中存在不同原子，如雜
質
• 部分或完全沒有晶格(非晶
-55~+25°C 0~+25°C +50 +10 +20 ±2.5 +5.0 +2.5 -1.0 -0.3 -10 -5.0 -100 -25
表1:不同電阻層材料TCR，單位為ppm/°C。
圖1:比較不同棒料的溫度膨脹率。
+25~+60°C +25~+125°C -5 -80 ±5.0 +10 -2.5 -5.0
+0.3 +1.0 +5.0 +10 +50 +100
溫度範圍
錳銅
鍺拉寧
埃佛諾姆
箔
薄膜
厚膜
結構)
• 晶界無序區
• 晶體缺陷和晶格間隙缺陷
TCR以ppm/°C為單位測量， 是上述缺陷熱能部分的特徵，不 同材料之間差異很大(參見表1)。 當溫度恢復到基準溫度時，這種 電阻變化的影響恢復原狀。
TCR影響的另一種可見形 式 是 材 料 的 溫 度 膨 脹 率。以 兩 個分別長100m的不同棒料A和 B為例，棒料A的長度變化率為 +500ppm/°C，棒料B的變化率為
www.eettaiwan.com | 2021年10月
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