Чому відхилення резисторів відносні замість абсолютних?

Кожен резистор має допуск, це забезпечує користувачеві уявлення про точність виробу. Ця толерантність представлена ​​у відсотках. Це означає: резистор великого значення буде менш точним, ніж малий резистор з однаковим допуском.

10Ω 10% резистор буде ближче до 100Ω, ніж 1kΩ 10% буде близький до 1kΩ.

Чому так? Тому що резистори високої величини важче виготовити, ніж маленькі? Якщо ні, то чому толерантність становить відсоток, а не фіксовану кількість Ом? Чому толерантність відносна, а не абсолютна?

Ці питання також стосуються конденсаторів, але я впевнений, що відповідь буде однаковою.

Я спробую це спростити для вас ... Сподіваюся, успішно.

Якщо ви уявляєте собі виготовлення резистора, просто вирізавши шматочки матеріалу, скажімо, спеціальну металеву плівку;

Ви хочете, щоб ваш резистор помістився в коробку, що використовується, інакше це безглуздо, тому ви не можете робити надто довгі смужки або неймовірно короткі. Отже, ви використовуєте плівку різної товщини одного металу.

Тепер скажіть, що у вас є купа товщин, кожна товщина в десять разів менша пружність, ніж та, яка на один крок тонша. І всі вони повинні бути довжиною 10 мм, щоб підходити до коробки, щоб ви могли відрізати лише від стандартної ширини смуги, скажімо, 5 мм.

Якщо ви хочете зробити 10 мом, ви берете найтонший, і вам доведеться видалити половину його ширини. Отже, вам доведеться зняти 2,5 мм. Якщо матеріал працює лінійно, що ми припустимо для його простоти, це означає, що ви «відрізали» 10 МОм в 2,5 мм. Для видалення 10 Ом більше або менше, це означатиме різання з точністю (дужки для чіткості порядку, а не тому, що вони потрібні):

(10/10000000) * 2,5 мм = 2,5 нм.

2,5 нм менше, ніж ми можемо зробити в технології кремнієвих чіпів. Написано в метрах, що становить 0,0000000025 м, де для непосвячених один метр близький до одного двору, або приблизно розміром з довгим кроком дорослої людини.

Якби ви хотіли отримати ту саму помилку 10 Ом на резисторі 100 Ом, ви взяли б фольгу на п’ять кроків вгору, що якщо вона все ще лінійна, ви отримаєте приблизно 50 Ом (2 біти по 100 Ом паралельно), тож ви доведеться знову відрізати 2,5 мм. Але цього разу ви можете вирізати лише акуратне:

(10/100) * 2,5 мм = 0,25 мм.

Це щось, що може практикувати людина з парою ножиць.

Бачите різницю у складності там? Ножиці проти навіть не можуть це зробити в мікрочіпах?

І ось тоді в коробці вашого резистора допускається розмір 10 мм х 5 мм, що приблизно в 10 разів перевищує розмір найбільш часто використовуваних типів у ці дні.

Тепер, очевидно, резистори не робляться в ельфійській майстерні, повній барабанів металевої плівки ... більше ... Ми стали набагато кращими, щоб зробити більше різної товщини з різних матеріалів, тому стало краще.

Але це ілюструє суть, навіть якщо ви б використали лазерну обрізку на все, обрізання на одну частину на мільйон, що становить 10 Ом на 10 мом, буде дуже складним процесом, щоб стати послідовним, і це навіть тоді як і раніше створити безліч деталей, які є над або під обробленими.

Приймаючи те, що будь-який інженерний процес регулюється статистикою та відсотками, а також середніми правилами, ми можемо дуже легко впоратися з резисторами, які на 10%, або на 1% або на 0,1% точні, тому немає необхідності робити це краще для більшості випадків.

Тільки тоді, коли вам потрібна дуже точна довідка, що є рідкістю, якщо ваше ім'я не Fluke, Keysight, Keithley або будь-хто з інших, ви захочете, щоб хтось дав вам резистор, що краще 0,001%, і це, як правило, великі керамічні пластини з дуже точно нанесеними шарами резистивного матеріалу, які потім вирізаються за дуже точним рецептом і коштуватимуть смішних грошей навіть зараз. Хоча 0,01% нарешті наближаються до доступних.

Це більше питання щодо матеріалознавства чи виготовлення. Це дійсно залежить від резисторної технології і процесу, який використовується для виготовлення. Джерело: Інформація про мікросхеми

Опір елемента вимірює його протиставлення електричному потоку, вираженому в омах (Ω). Кожен матеріал має специфічний опір, який вимірює силу цієї опозиції. Для рівномірного перерізу елемента опір ® пропорційний опору матеріалу (ρ) і довжині (L) і обернено пропорційний площі (A).

$\rho$ фіксований, його з - за опору матеріалів і , ймовірно , не великий фактор в толерантності. Площа, ймовірно, є легко керованим фактором, але кількість матеріалу, особливо висота, не є легко керованою. У будь-якому випадку з помилкою 1% або більше, ви протравлюєте область лазером, вимірюючи опір, щоб досягти точності, в якій потрібен час і витрати на травлення. Але процес однаковий для великих і малих резисторів, і у вас однакова помилка виготовлення як для великих, так і для малих.

Допуск визначається серед резисторів незалежно від значення через технологічний процес виготовлення. Як сказано в іншій відповіді, це пов’язано з використаними інструментами чи матеріалами. У цих інструментах чи матеріалах є власна толерантність, яка перегукується з толерантністю резистора.

Ви можете дізнатися трохи більше про процес виготовлення резисторів на цій веб-сторінці .