Guia Completo dos Tipos de Resistores: Fixos, Variáveis e Não Lineares

A decisão se torna difícil até mesmo para projetistas quando uma placa de circuito envolve diferentes tipos de resistores. Saber qual deles o seu circuito realmente precisa resolve metade do problema de projeto.

Neste guia, você verá:

• A tabela completa de tipos de resistores — famílias fixas, variáveis e não lineares.
• Como escolher entre resistores de filme de carbono, filme metálico, fio enrolado e folha metálica.
• Quando usar um potenciômetro, termistor, LDR ou varistor no projeto.
• Tipos de resistores SMD/PTH e quanto cada um custa.
• Como escolher o tipo de resistor certo para a sua aplicação.

Figura: Tabela de tipos de resistores mostrando as famílias de resistores fixos, variáveis e não lineares

Tabela de Tipos de Resistores (Comparação Rápida)

Os tipos de resistores se dividem em três famílias.

• Resistores fixos mantêm um valor: composição de carbono, filme de carbono, filme metálico, óxido metálico, filme espesso, filme fino, fio enrolado e folha metálica.
• Resistores variáveis são ajustados manualmente: potenciômetros, reostatos e trimpots.
• Resistores não lineares mudam de valor por conta própria em resposta à temperatura, luz ou tensão: termistores, LDRs e varistores.

Nós os veremos em detalhes nas próximas seções.

Tipos de Resistores: Fixos, Variáveis e Não Lineares

Figura: árvore de classificação dos tipos de resistores ramificando a partir de resistores fixos, variáveis e não lineares

1. Resistores fixos são fabricados com um valor e permanecem assim. Você os avalia pela tolerância, coeficiente de temperatura de resistência (TCR), classificação de potência, ruído e deriva de longo prazo. Quase todo resistor em uma placa finalizada é um resistor fixo.

2. Resistores variáveis expõem um contato móvel, então, com uma chave de fenda, você pode alterar o valor. Você os avalia pelo material da trilha, conicidade, vida útil rotacional e se o ajuste deve ocorrer uma vez ou dez mil vezes.

3. Resistores não lineares são transdutores vestindo a roupa de um resistor. Sua resistência é uma função deliberada de uma grandeza externa: temperatura para termistores, iluminação para LDRs e tensão aplicada para varistores. Você os avalia pela curva de resposta, não por um valor de tolerância.

Esquematicamente, as famílias fixas compartilham todas um símbolo, o retângulo simples da IEC 60617 ou o zigue-zague da ANSI/IEEE 315.

Mas os tipos variáveis e não lineares adicionam um modificador: uma seta através do corpo para um potenciômetro, uma seta com um T para um termistor, setas apontando para dentro para um LDR e um U através do corpo para um varistor. Reconhecer o modificador é como você lê um esquema que não desenhou.

Tipos de Resistores por Montagem: SMD vs PTH

O estilo de montagem é o segundo eixo e atravessa todas as três famílias. Não é a mesma pergunta que o tamanho do encapsulamento; é uma questão de como a peça é fixada ao cobre e, portanto, quanto custa para montar.

Figura: Resistores SMD e PTH em uma PCB populada, mostrando resistores de chip

Para a maioria dos projetos, a resposta prática é "SMD, a menos que haja um motivo para não usar", e os motivos são potência, tensão e interação humana. Se você já sabe que vai usar montagem em superfície, o guia completo de tamanhos de encapsulamento de resistores SMD cobre o lado do footprint da decisão.

Tipos Comuns de Resistores Fixos Explicados

As sete famílias fixas abaixo diferem em exatamente uma coisa que importa: do que o elemento resistivo é feito e como foi depositado. Todos esses resistores podem ser comparados em termos de tolerância, TCR, ruído, tolerância a pulso e preço. Aqui está cada tipo, no que ele é genuinamente bom e se ainda pertence a um novo projeto.

Figura: Comparando os tipos de resistores de filme de carbono, filme metálico e fio enrolado

Tipo 1: Resistores de Composição de Carbono

Um resistor de composição de carbono é um bloco de pó de carbono misturado com um aglutinante cerâmico e moldado em um corpo com os terminais em cada extremidade. Como todo o volume é resistivo, não há uma camada superficial fina para queimar; é assim que eles podem lidar com pulsos e surtos de alta energia.

Especificações: No entanto, possui especificações ruins em termos de tolerância de cerca de 5% a 20%, TCR que pode atingir ±1500 ppm/°C, alto ruído de corrente, e o valor varia com a umidade e o envelhecimento. As classificações de potência dos resistores de composição de carbono são de 1/8 W a 2 W.

Veredito: Não use composição de carbono em um novo projeto, a menos que você precise especificamente de sua capacidade de lidar com energia de pulso. Nesse caso, algumas aplicações podem ser em circuitos crowbar, caminhos de descarga ESD e circuitos de descarga de alta tensão.

Tipo 2: Resistores de Filme de Carbono

Um resistor de filme de carbono é feito usando um gás hidrocarboneto sobre uma haste cerâmica quente; dessa forma, uma fina camada de carbono se deposita em sua superfície e, em seguida, um sulco helicoidal é cortado nessa camada para ajustar o valor até o alvo. É o resistor PTH mais barato que você pode comprar.

Especificações: Os resistores de filme de carbono têm uma tolerância esperada de ±2% a ±5%, um TCR fortemente negativo de −200 a −1000 ppm/°C e classificações de 1/8 W a 2 W em uma faixa de 1 Ω a 10 MΩ.

Veredito: Eles podem ser usados em aplicações onde a quantidade é necessária e a precisão é irrelevante. Por exemplo: pull-ups, limitação de corrente de LED, resistores de sangria, kits de hobby e qualquer coisa construída à mão.

Tipo 3: Resistores de Filme Metálico

Um resistor de filme metálico usa uma camada de níquel-cromo (NiCr) depositada a vácuo em um núcleo cerâmico, depois ajustada da mesma forma que o filme de carbono. A camada metálica é homogênea em vez de granular, e essa única diferença proporciona tolerância, estabilidade e silêncio.

Especificações: Os resistores de filme metálico têm tolerância esperada de ±0,1% a ±1%, TCR de ±25 a ±100 ppm/°C (±50 ppm/°C é o grau comercial comum), ruído de corrente muito baixo e boa estabilidade de longo prazo. Eles estão disponíveis em uma classificação de potência de 1/8 W a 1 W, com uma faixa prática de 1 Ω a 1 MΩ.

Veredito: Eles são um bom substituto para o filme de carbono e um padrão para qualquer posição PTH que afete uma medição. Por exemplo: divisores de referência, redes de filtro, ajuste de ganho de amplificador, caminhos de sinal de áudio e instrumentação. No entanto, eles não são projetados para eventos de surto de alta energia.

Tipo 4: Resistores de Filme de Óxido Metálico

Um resistor de filme de óxido metálico deposita uma camada de óxido de estanho (SnO₂) em uma haste cerâmica e, em seguida, reveste o corpo com um cimento à prova de chamas e não combustível. O filme de óxido tolera temperaturas de filme muito mais altas do que o NiCr (várias centenas de graus C). Assim, o mesmo tamanho de corpo suporta mais potência e muito mais energia de pulso.

Especificações: A tolerância fica em ±1% a ±5% e o TCR em ±200 a ±350 ppm/°C, então não é uma peça de precisão. Eles vêm com classificações de potência típicas de 1/2 W a 5 W, alta tensão de operação e excelente resistência a surtos.

Veredito: Eles podem ser um substituto moderno para a composição de carbono em posições de potência. Por exemplo: redes de entrada de rede elétrica, snubbers, resistores de sangria e descarga, caminhos de corrente de inrush e qualquer lugar onde um resistor fique próximo à alta tensão.

Tipo 5: Resistores de Filme Espesso e Filme Fino

Filme espesso e filme fino são as duas famílias de resistores de chip que você realmente colocará em uma placa moderna e, juntas, cobrem quase todas as posições de montagem em superfície. O filme espesso usa uma pasta resistiva queimada sobre cerâmica; é barato, resistente sob surto e o padrão para pull-ups, ajuste de corrente de LED e trabalho digital geral.

O filme fino usa uma liga metálica pulverizada muito mais fina que é ajustada a laser para o valor. Ele proporciona uma tolerância mais apertada, deriva de temperatura aproximadamente dez vezes menor e menor ruído, por um preço várias vezes maior. Para a comparação completa, consulte nosso guia de resistores de filme espesso vs filme fino.

Veredito: Use filme fino onde a precisão é necessária e um resistor define uma grandeza analógica (uma razão de divisor, uma referência, um ganho de amplificador, um sinal de detecção). Todo o resto usa filme espesso.

Tipo 6: Resistores de Fio Enrolado

Um resistor de fio enrolado é exatamente o que parece, um comprimento de fio de resistência (feito de nicromo para graus de potência, Manganin ou Evanohm para precisão) enrolado em um núcleo de cerâmica ou fibra de vidro. E então selado sob silicone ou um invólucro de alumínio.

Existem dois tipos de resistores de fio enrolado disponíveis:

• Fio enrolado de potência suporta de 1 W a bem mais de 300 W em um corpo de alumínio para montagem em chassi, absorve enorme energia de pulso e sobrevive a abusos térmicos que vaporizariam uma peça de filme.
• Fio enrolado de precisão atinge tolerância de ±0,005% com TCR de até ±3 ppm/°C em faixas de baixo valor que nenhuma tecnologia de filme pode igualar.

Mas uma bobina é uma bobina que traz indutância para a equação. E um fio enrolado padrão é utilizável até algumas dezenas de quilohertz e começa a oscilar em uma frequência mais alta. Portanto, não é adequado para circuitos de grau RF.

Veredito: Eles encontraram aplicações onde exigimos maior dissipação de potência, energia de pulso ou precisão de baixo valor. Por exemplo: cargas fictícias, resistores de frenagem, circuitos de motor e aquecedor, shunts de corrente.

Tipo 7: Resistores de Folha Metálica

Um resistor de folha metálica começa como uma folha de liga de níquel-cromo em massa, laminada a frio e cimentada a um substrato cerâmico, depois foto-gravada em um padrão preciso. O substrato é escolhido de modo que sua expansão térmica cancele mecanicamente a mudança natural de resistência da folha com a temperatura.

Especificações: Eles vêm com uma tolerância de ±0,001%, um TCR de 0,2 a 2 ppm/°C, deriva de longo prazo medida em ppm de um dígito por ano, indutância e capacitância desprezíveis e estabilização térmica em menos de um segundo.

Veredito: Eles são usados em metrologia e padrões de calibração, instrumentação de precisão, referências médicas e aeroespaciais e ATE. Eles vêm com um preço mais alto por causa de sua confiabilidade.

Nota

Seja qual for a família que você escolher, você ainda precisa ler o valor da peça finalizada — os tipos PTH usam faixas de cores, os tipos de chip usam códigos numéricos impressos, que nossos guias de código de resistor SMD e valor de resistor SMD decodificam por completo.

Tipos de Resistores Variáveis: Potenciômetros, Reostatos e Trimpots

Um resistor variável usa um elemento resistivo e um contato móvel chamado cursor. Diferentes configurações, materiais e mecanismos de ajuste determinam se ele é usado como potenciômetro, reostato ou trimpot.

Figura 5: tipos de resistores variáveis mostrando um potenciômetro rotativo, um trimpot de cermet e um reostato de fio enrolado

Tipo 1: Potenciômetro

Um potenciômetro expõe todos os três terminais: ambas as extremidades da trilha mais o cursor. Conectado dessa forma, é um divisor de tensão, e a tensão de saída no cursor segue a posição do eixo. Potenciômetros são amplamente utilizados em controles de volume, mostradores de setpoint e eixos de joystick, porque o cursor quase não conduz corrente e a resistência do cursor quase não importa.

Tipo 2: Reostato

Um reostato é a mesma peça física, usando apenas dois terminais. Uma extremidade da trilha resistiva e o cursor são usados como os dois terminais. Assim, torna-se uma resistência variável em série com a carga.

Agora o cursor conduz a corrente total da carga, a resistência de contato aparece diretamente no resultado e a classificação de potência da peça se torna uma restrição real. Você pode encontrá-los em qualquer laboratório de eletrônica/elétrica, porque são resistores variáveis amplamente utilizados em montagens experimentais.

Tipo 3: Trimpot

Um trimpot (ou preset) é um pequeno potenciômetro montado em placa, ajustado uma vez com uma chave de fenda na calibração e depois deixado em paz. Trimpots de volta única oferecem ajuste grosso; trimpots de cermet de 25 voltas oferecem a resolução para anular um offset adequadamente.

O material da trilha define a qualidade: Trilhas de carbono são baratas e ruidosas com tolerância de ±20%; trilhas de cermet são estáveis e o padrão para trimpots.

A especificação que os concorrentes omitem é a vida útil rotacional. Um potenciômetro de painel é classificado para 10.000 a 1.000.000 de ciclos. Um trimpot é frequentemente classificado para 200 ciclos. Coloque um trimpot onde menos atividade é necessária, por exemplo, calibração interna de instrumentos.

Tipos de Resistores Não Lineares: Termistores, LDRs e Varistores

Os resistores não lineares são o canto menos documentado da família de resistores e o que causa mais falhas de campo, porque os projetistas os tratam como componentes com um valor em vez de dispositivos com uma curva característica.

Tipo 1: Termistor NTC

Um termistor NTC é um grânulo de óxido metálico sinterizado cuja resistência cai bruscamente à medida que aquece. Ele pode ser usado como sensor ou como limitador de corrente de inrush.

• Como sensor, o NTC de 10 kΩ a 25 °C é o padrão da indústria, caracterizado por seu valor beta (tipicamente 3000–4500 K) e lido através de um divisor.
• Como limitador de inrush, um NTC de potência grande fica em série com uma entrada de alimentação e sua resistência limita o surto de carga do capacitor na energização; uma vez que a corrente flui, o autoaquecimento o reduz a uma fração de ohm, então ele para de desperdiçar energia.

Figura: curvas de resposta para tipos de resistores não lineares comparando termistor NTC, termistor PTC, LDR e varistor

Tipo 2: Termistor PTC

Um termistor PTC faz o oposto de um NTC. Um PTC de comutação, construído a partir de titanato de bário dopado, mantém uma baixa resistência até atingir seu ponto Curie, então aumenta a resistência em ordens de grandeza dentro de alguns graus. É usado como um fusível rearmável e trava a corrente de falha para um gotejamento, depois se recupera quando a energia é removida e ele esfria.

Tipo 3: LDR

Um LDR (fotorresistor) usa um filme de sulfeto de cádmio cuja resistência cai de cerca de 1 MΩ na escuridão para alguns quilo-ohms em luz brilhante. A resposta é lenta, levando de dezenas a centenas de milissegundos. O cádmio é restrito pela RoHS, então novos projetos devem usar um fototransistor ou CI de luz ambiente. Ainda assim, os LDRs são usados principalmente em luzes noturnas, interruptores de anoitecer e equipamentos legados.

Tipo 4: Varistor

Um varistor, quase sempre um varistor de óxido metálico (MOV), é uma cerâmica de óxido de zinco que se comporta como um isolante abaixo de sua tensão de varistor e colapsa para uma baixa impedância acima dela. É usado para limitar transientes. Especifique-o por V1mA, tensão de clamp, classificação de energia em joules e corrente de surto de pico para um pulso de 8/20 µs.

Um MOV se degrada a cada surto que absorve e eventualmente falha em curto, razão pela qual os projetos de rede usam um MOV com proteção térmica ou colocam um fusível a montante.

Tipos Especiais de Resistores em Projeto de PCB (Redes, Shunts e Zero-Ohm)

Mais quatro tipos de resistores existem puramente por causa de como as placas são construídas, e cada um resolve um problema de layout ou fabricação em vez de um problema elétrico.

Tipo 1: Redes e arranjos de resistores

As redes de resistores colocam quatro ou oito elementos em um corpo; quatro elementos 0402 dentro de um encapsulamento 1206 é uma convenção comum. Você economiza três posicionamentos e muita área de placa em um banco de pull-up ou terminação de barramento.

A vantagem real é mais sutil: os elementos são impressos e ajustados juntos, então sua tolerância de razão (frequentemente ±0,05%) e TCR de rastreamento (frequentemente ±5 ppm/°C) são muito melhores do que sua tolerância absoluta. Isso torna as redes excelentes para divisores casados, mesmo quando o valor absoluto é frouxo.

Tipo 2: Shunts de detecção de corrente

Os shunts de detecção de corrente são resistores de elemento metálico sólido de cerca de 0,2 mΩ a 100 mΩ, construídos de liga Manganin ou Zeranin para um TCR próximo de zero.

Acima de aproximadamente 10 A, use um shunt de quatro terminais (Kelvin): as duas almofadas pesadas conduzem a corrente de carga e duas almofadas de detecção separadas tocam o próprio elemento, de modo que a resistência da junta de solda e da trilha nunca entrem na medição. Um shunt de dois terminais em alta corrente mede tanto o seu layout quanto a sua carga.

Tipo 3: Resistores de zero ohm

Os resistores de zero ohm são ligados em um footprint de resistor, marcados com "000" ou "0" e especificados pela resistência máxima (tipicamente ≤50 mΩ) e corrente máxima, não pelo valor. Eles permitem cruzar trilhas em uma placa de camada única e oferecem opções de popular/despopular para configurar diferentes caminhos de sinal/energia em uma PCB.

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Como Escolher o Tipo de Resistor Certo

Trabalhe esses cinco filtros em ordem. Cada um remove famílias da disputa, então, no passo cinco, você geralmente está escolhendo entre duas peças, não vinte.

1. Fixe o valor e a tolerância primeiro.
2. Veja a classificação de potência máxima da fonte.
3. Verifique a estabilidade: TCR, ruído e deriva de longo prazo.
4. Combine o ambiente e a montagem.
5. Confirme a disponibilidade e o custo antes de se comprometer.

Figura: fluxograma de seleção do tipo de resistor

Tipos de Resistores por Aplicação: Qual Você Deve Escolher?

Da Seleção do Resistor à Montagem da PCB

Muitos tipos de resistores abordados neste guia estão disponíveis em encapsulamentos de montagem em superfície projetados para montagem automatizada pick-and-place.

Resistores de chip de filme espesso padrão em valores comuns estão disponíveis como peças básicas, ajudando a simplificar o sourcing e reduzir a complexidade da montagem. Para muitos projetos de PCB de uso geral, os resistores de filme espesso são uma escolha padrão prática.

Peças de filme fino, tolerância apertada, shunt e rede de resistores podem exigir verificações adicionais de disponibilidade antes de finalizar sua BOM. O fluxo de trabalho prático é filtrar a Biblioteca de Peças da JLCPCB por resistência, tolerância, TCR, encapsulamento e categoria de peça, verificar a disponibilidade e adicionar os números de peça selecionados diretamente à sua BOM.

Depois que sua BOM for finalizada, envie seus arquivos Gerber, BOM e arquivos de posicionamento através do fluxo de cotação da JLCPCB para combinar fabricação de PCB, sourcing de componentes e montagem em um único pedido.Solicitar Cotação Agora >

Conclusão

Escolher o tipo de resistor certo depende dos requisitos do seu circuito, incluindo precisão, capacidade de potência, estabilidade e necessidades de ajuste. Entender as diferenças entre componentes resistivos fixos, variáveis e não lineares ajuda você a selecionar componentes confiáveis para cada aplicação.

Evite os erros comuns na seleção de resistores:

• Colocar um filme de carbono em um divisor de precisão.
• Ignorar a classificação de pulso em peças de fio enrolado e filme.
• Dimensionar um resistor em sua potência nominal sem uma margem extra de derating.
• Usar um trimpot onde um potenciômetro pertence.

Depois de selecionar os componentes certos, você pode obter peças verificadas através da Biblioteca de Peças da JLCPCB e mover seu projeto do esquemático para a PCB montada através do serviço PCBA.

Perguntas Frequentes Sobre Tipos de Resistores

P: Quais são os principais tipos de resistores?

Os principais tipos de resistores são fixos, variáveis e não lineares. Resistores fixos incluem composição de carbono, filme de carbono, filme metálico, filme de óxido metálico, filme espesso, filme fino, fio enrolado e folha metálica. Resistores variáveis incluem potenciômetros, reostatos e trimpots. Resistores não lineares incluem termistores NTC e PTC, LDRs e varistores.

P: Qual é a diferença entre resistores fixos e variáveis?

Um resistor fixo é fabricado com um valor e permanece assim por toda a sua vida; você o seleciona por tolerância, TCR e classificação de potência. Um resistor variável tem uma trilha resistiva e um cursor móvel, então seu valor pode ser alterado após a montagem — por um usuário girando um botão em um potenciômetro, ou por um técnico ajustando um trimpot uma vez na calibração.

P: Qual tipo de resistor é o mais preciso?

Os resistores de folha metálica são o tipo de resistor mais preciso disponível, atingindo tolerância de ±0,001% com um TCR de 0,2 a 2 ppm/°C e deriva de apenas alguns ppm por ano. Eles são usados em metrologia, padrões de calibração e instrumentação de precisão. Para peças precisas a preços razoáveis, o filme fino de precisão a ±0,05% e 5 ppm/°C é a escolha prática.

P: Qual tipo de resistor pode suportar mais potência?

Os resistores de fio enrolado suportam mais potência. Os fios enrolados de esmalte vítreo e corpo de alumínio para montagem em chassi são classificados de alguns watts a mais de 300 W quando dissipados, e absorvem energia de pulso muito alta. Sua desvantagem é a indutância em série, então mantenha-os fora de caminhos de sinal de RF e borda rápida; o filme de óxido metálico cobre a faixa de 1 W a 5 W em uma placa.

P: Qual tipo de resistor devo usar em uma PCB?

Em uma PCB moderna, use como padrão resistores de chip de filme espesso para pull-ups, ajuste de corrente de LED e posições digitais gerais, e mude para filme fino sempre que um resistor definir uma grandeza analógica. Adicione shunts de tira metálica para detecção de corrente, redes para bancos de pull-up, óxido metálico para posições de alta tensão ou snubber e fio enrolado para dissipação de potência real.