De nombreux concepteurs ignorent que les résistances ont un coefficient de résistance en tension (VCR) et un coefficient de résistance en température (TCR). Cela est compréhensible car dans les applications basse tension et faible résistance, l’effet de tension est faible et peut être bien masqué par les effets de température. Cependant, dans les circuits utilisant une résistance élevée et/ou une haute tension (HT), la variation de la résistance avec la tension peut constituer un problème majeur. Ces circuits sont utilisés dans des applications telles que les alimentations haute tension, les amplificateurs à transimpédance (TIA), l'éclairage LED haute tension et les systèmes de communication par impulsions. Les concepteurs de tels circuits doivent comprendre les principes et les effets du magnétoscope, ainsi que la manière d'atténuer son impact.
Cet article donne d'abord un aperçu de ce qu'est le magnétoscope et de son impact sur la conception des circuits. Ensuite, en utilisant comme exemple la faible résistance VCR de Stackpole, il explique comment sélectionner et appliquer de tels dispositifs pour minimiser l'impact du magnétoscope et garantir un fonctionnement précis et fiable des circuits critiques.
Qu’est-ce que le magnétoscope ?
Le magnétoscope d'une résistance peut être défini comme la relation entre la valeur de la résistance et la tension appliquée qui varie proportionnellement. Son unité de mesure est généralement le millionième par volt (ppm/V) et peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
Formule 1
parmi lesquels
R ₁ est la valeur de la résistance à la tension de référence (V ₁), mesurée en ohms (Ω)
R ₂ est la valeur de la résistance (en ohms) à la tension d'essai (V ₂).
V ₁ est la tension de référence
V ₂ est la tension d'essai
Le magnétoscope peut être positif ou négatif. Un magnétoscope positif indique qu'à mesure que la tension sur la résistance augmente, la résistance augmentera également ; Un magnétoscope négatif indique une diminution de la résistance.
Une résistance pavé haute tension typique avec un magnétoscope allant de 200 ppm/V à 300 ppm/V connaîtra un changement de résistance de 20 % à 30 % lorsque la tension appliquée change de 1 000 V. Si une résistance avec un magnétoscope allant de 25 ppm/V à 50 ppm/V est sélectionnée, le changement de résistance diminuera de 2,5 à 5 % sous la même variation de 1 000 V.
La méthode de test standard pour mesurer le magnétoscope doit suivre la méthode MIL-STD-202G 309. Cette norme spécifie une méthode unifiée pour tester les composants électroniques, spécifiant que la tension d'essai standard est égale à la tension de fonctionnement maximale spécifiée et que le niveau de tension de référence est de 10 % de la tension de fonctionnement maximale.
Comment minimiser le magnétoscope
En sélectionnant des conceptions et des matériaux appropriés, le magnétoscope peut être minimisé autant que possible. Étant donné que les matériaux à faible résistance VCR peuvent améliorer le VCR mais également augmenter le TCR, réduisant ainsi la stabilité en température, des compromis techniques sont nécessaires lors de la sélection des matériaux de résistance. Choisir une encre à faible résistance peut également améliorer le magnétoscope, mais cela limitera la résistance maximale réalisable. Une sélection minutieuse du type et de l’utilisation de l’encre résistive peut optimiser le magnétoscope.
Le découpage au laser peut également avoir un impact sur le magnétoscope. La valeur de résistance générée par les résistances non réparées diffère généralement de la valeur attendue de 5 à 20 %. Le découpage au laser est utilisé pour ajuster la valeur de résistance à une plage de tolérance plus petite, telle que 1 %. Le processus de détourage au laser peut générer des microfissures, entraînant des changements d'impédance locaux inattendus, augmentant ainsi le magnétoscope et provoquant une dégradation du magnétoscope (Figure 1).