Los resistores comparten el centro de atención con los inductores y los capacitores en calidad de unidades básicas en la ingeniería eléctrica. Estos componentes pasivo varían mucho en cuanto a empaquetado, costos, tamaño y material de composición. Las tolerancias a la resistencia sobre la base del calor, la tensión y la frecuencia son también muy divergentes. Además, los diferentes tipos de resistores cargan con distintos niveles de inductancia y capacitancia parásitas, y depende del ingeniero saber cuándo se puede ahorrar dinero en una elección más costosa y cuándo no.
Resistores de carbono
Los resistores compuestos de carbono y los resistores de película de carbono generalmente se empaquetan en ese diseño otrora omnipresente que consiste de una forma cilíndrica, cables axiales y un código de bandas de color que indica sus especificaciones. Los resistores compuestos de carbono utilizan una mezcla de cerámica en polvo y carbono para determinar sus valores de resistencia. En la actualidad, aunque siguen siendo muy comunes, se los usa cada vez menos debido a sus tolerancias relativamente escasas y se los ve con más frecuencia en aplicaciones de mayor potencia.
Los resistores de película de carbono se construyen sobre una base cerámica, por encima de la cual se deposita una película de carbono durante el proceso de fabricación. La resistencia del componente terminado está determinada por el espesor de la capa de carbono depositada, y también por los cortes en espiral de la capa de carbono, según sea necesario. Estos tipos de resistores a menudo presentan un valor de capacitancia de hasta 1,0 pF. Si, tal como se describió, sus resistencias se han modificado por espiralado, también podría haber una inductancia inherente de varios μH. Una gran ventaja que tienen los resistores de película de carbono en comparación con la variedad anterior de composición de carbono es que, debido a la pureza del carbono, se produce mucho menos "ruido", lo que puede ser un factor fundamental en muchas aplicaciones.
Resistores de película gruesa y delgada
Los resistores de película gruesa consisten de una película resistiva, generalmente en el orden de las 10 micras de espesor, que se ha depositado sobre una base de cerámica. Son baratos de producir y son los resistores de componentes de uso más común en la actualidad. La composición de la película es un área activa de desarrollo para los fabricantes.
Los resistores de película delgada también se construyen sobre una base cerámica, pero hay es donde terminan las similitudes. El elemento resistivo aquí es una película metálica de níquel-cromo depositada en vacío sobre la base. La película resultante es aproximadamente 1000 veces más delgada que la del resistor de película gruesa. Los resistores de película delgada son más caros de producir que los de película gruesa, pero tienen una inductancia y capacitancia parásitas baja y poseen excelentes coeficientes de temperatura. Los resistores de película gruesa son físicamente más robustos y pueden fabricarse para manejar más corriente.
Los resistores de película gruesa y de película delgada están disponibles en empaquetados similares. Las opciones incluyen paquetes de montaje superficial, matrices SIP, matrices DIP y paquetes de dirección radial. Los resistores de película delgada de alto amperaje están disponibles en paquetes TO220 resistentes o incluso con disipadores de calor de chasis montable incorporados.
Vishay VTF285BX, de Arrow Electronics, es un ejemplo de serie de matrices de película delgada disponibles en un paquete SIP. Los diseñadores pueden utilizar una hoja de datos, donde observarán que pueden pedir un dispositivo de 3 pines que incluye dos resistores en un paquete diseñado para funcionar como divisor de proporción. Hay muchas otras opciones disponibles, incluso un dispositivo de 8 pines que aloja cuatro resistores independientes.
Resistores de óxido metálico y de película metálica
Los resistores de óxido metálico son una buena opción para las aplicaciones donde podría haber exposición a temperaturas elevadas. Pueden manejar más potencia que otros resistores de tamaño similar, y además son muy resistentes a las sobretensiones y las sobrecargas. Sin embargo, como algunos de los resistores de carbono, son relativamente ruidosos.
Los resistores de óxido metálico se construyen mediante la deposición de una película de óxido metálico sobre una base cerámica. A menudo vienen en paquetes similares a los de los resistores de composición de carbono y de película de carbono. Su resistencia final es determinada por el espesor de su revestimiento, y por los recortes, que se logra mediante un corte en espiral longitudinal. Tal como se esperaba, es por esta razón que los resistores de óxido metálico muestran una inductancia relativamente alta. Estos resistores pueden especificarse con una tolerancia a la resistencia muy estrecha.
Los resistores de película metálica se confunden fácilmente con los resistores de película delgada. Una diferencia es que el valor de resistencia final de un resistor de película metálica es determinado por el corte en espiral en lugar del grabado. Mediante este método, se pueden lograr tolerancias a la resistencia más estrechas. Los coeficiente de temperatura de la resistencia (Temperature Coefficients of Resistance, TCR) son excelentes, es por ello que estos resistores son muy apropiados para usarse en lugares donde el ruido podría ser un problema. No obstante, las sobretensiones los dañan con facilidad.
Otros tipos de resistores
Los resistores de alambre devanado son para potencia alta, y con frecuencia vienen en un paquete que contiene disipadores de calor, lo cual mejora su capacidad intrínseca de tolerancia a niveles elevados de calor. Las resistencias de estos dispositivos varían poco con la temperatura. Su mayor desventaja, además de su costo relativamente alto, es su alta inductancia, debido a que se fabrican con bobinas de alambre. Bobinar el cableado resistivo, ida y vuelta sobre el mismo recorrido, puede mejorar parte del efecto, de un modo exactamente opuesto a la manera en la que se arma una bobina de transformador o un electroimán.
El valor de resistencia de los alambres devanados puede especificarse en un grado de precisión inusualmente alto. Se puede determinar que estos dispositivos disipen hasta algunos centenares de vatios y están disponibles con resistencias de hasta varios centenares de ohms.
D225K100K de OHMITE es un ejemplo de resistor de alambre devanado. La hoja de datos revela que este modelo particular puede usarse como divisor de tensión o como resistor ajustable.
Los resistores de aluminio tienen los mejores TCR y la mejor precisión que cualquier resistor comúnmente disponible en la actualidad. Sus componentes de bajo ruido también tienen muy baja capacitancia y no tienen inductancia alguna. El elemento de resistencia de un resistor de aluminio es una lámina de níquel y cromo, de varios micrómetros de grosor, unida a una base no conductora. Luego se los recorta con láser para lograr exactamente la resistencia que se necesita. Estos componentes han tenido la mejor estabilidad de cualquier resistor disponible. A diferencia de algunos de los tipos de carbono, el valor de resistencia, en particular, es notablemente estable por encima de la tensión.
Los resistores más comunes del mundo
No obstante, la mayoría de los resistores que hoy se utilizan ni siquiera existen como componentes separados ya que residen dentro de los circuitos integrados. En un circuito integrado, los resistores no se agregan como componentes separados; en lugar de eso, a menudo se los fabrica, tal como los transistores y los capacitores. Si la cantidad de ohms deseados es relativamente baja, por lo general se forma en la región N porque la resistividad es más baja en esa región. En cambio, los resistores de valor más alto se fabrican en las regiones P porque esas regiones tienen una resistividad más alta. En ambos casos, el valor real del resistor creado es controlado por cuánto se ve afectada la difusión, el ancho y la longitud de la difusión y la cantidad de impureza inyectada.
Por supuesto, no hay probablemente otro lugar en la Tierra donde el espacio sea tan limitado como dentro de un circuito integrado. En cuanto tal, hay muchas maneras diferentes de construir resistores dentro de los circuitos integrados, con cada método optimizado para situaciones específicas.