저항 온도 계수 ②

저항 온도 계수의 값이 플러스 마이너스로 규정되어 있는 이유

칩 저항기의 대부분이 ±100ppm/℃나 ±200ppm/℃와 같은 플러스 마이너스 양쪽의 값으로 규정되어 있습니다.
이는 온도 변화에 따라, 저항치가 어느쪽으로나 변화할 가능성이 있다는 것을 뜻합니다.
그 이유를 후막 칩 저항기를 예로 들어 설명하겠습니다.

후막 칩 저항기는 온도 특성이 직선적으로 변화하지 않습니다. 가로축을 온도, 세로축을 저항치로 하는 경우, 하기 그래프와 같이 아래쪽으로 볼록한 곡선을 그리며 변화합니다.
이러한 변화는 후막 칩 저항기에 사용되는 재료의 온도 특성에 의한 것입니다.

상기 그래프의 가로축과 세로축의 교차점 부분이 기준 온도이며, 상온인 25℃ (또는 20℃)를 나타냅니다.
청색 곡선의 경우, 이러한 기준 온도를 중심으로 플러스 마이너스의 기울기가 전환되므로, 기준 온도 이하의 영역에서는 온도 상승에 따라 저항치가 저하되는 마이너스의 기울기, 기준 온도 이상의 영역에서는 온도 상승에 따라 저항치가 상승하는 플러스의 기울기가 됩니다.

그러나, 실제의 저항체 재료의 온도와 저항치의 관계를 나타낸 그래프의 정점에는 편차가 발생합니다.
하기 ①~③을 예로 들어 설명하겠습니다.

하기 ①~③은 동일한 재료의 온도와 저항치의 관계를 나타낸 그래프입니다. 재료의 제조 Lot.에 따라 저항 온도 계수가 달라지므로, 그래프에서 정점의 위치도 달라지게 됩니다.
그 결과, 제품의 Lot.에 따라 저항 온도 계수의 편차가 발생하여, 동일한 온도 범위에서 저항기를 사용해도 저항치 변화의 플러스 마이너스의 기울기가 제품에 따라 달라지는 온도 범위가 존재합니다.

[예]
・그래프 정점이 각각 ①－80℃, ②±0℃, ③+100℃인 경우의 비교
→ ①~③ 각각에 대해 －80℃~±0℃, ±0℃~+100℃에서 어떤 저항치 변화가 나타날까.

이와 같이, 동일 제품 · 동일 온도 영역에서도 제품에 따라 변화의 양상이 달라지므로, 저항치 온도 계수는 플러스 마이너스 어느쪽으로나 변화 가능성이 있다는 것을 나타내는 규정입니다.

후막 칩 저항기와 금속판 칩 저항기의 저항 온도 계수의 차이점

지금까지 후막 칩 저항기의 저항 온도 계수에 대해 설명했지만, 저항기에는 금속판 칩 저항기도 존재합니다.
금속판 칩 저항기 제품은 기본적으로 후막 칩 저항기에 비해 저항 온도 계수가 작아집니다.

후막 칩 저항기는 전극 재료에 주로 은을 사용하며, 이러한 은은 저항 온도 계수가 매우 높은 재료입니다.
또한, 후막 칩 저항기의 경우, 저항치가 낮은 제품일수록 저항체 재료에도 은이 사용됩니다.
따라서, 은 성분의 비율이 높아짐에 따라, 후막 칩 저항기에서는 저항치가 낮은 제품일수록 저항 온도 계수가 높은 경향이 있습니다.

반면에, 금속판 칩 저항기의 경우 전극 재료에는 주로 구리나 구리 도금이 사용됩니다.
구리 역시 저항 온도 계수가 매우 높은 재료이지만, 크게 다른 점은 저항체 재료입니다.
금속판 칩 저항기에 사용되는 저항체 재료는 여러 개의 금속을 배합한 특수 합금입니다.
이러한 합금은 저항 온도 계수가 작은 재료이며, 저항체 재료의 저항 온도 계수 차이가 후막 칩 저항기와 금속판 칩 저항기의 차이 요인이 됩니다.

저항 온도 계수 (TCR) 계산 툴

다음 페이지에서는 저항 온도 계수 (TCR) 계산 툴 사용 방법에 대해 간단하게 설명하겠습니다.