Фальшивые… резисторы

Эта заметка — небольшая лабораторная работа по измерению «тонких» параметров самых обычных синих металлопленочных резисторов с разбросом в 1% типа MF-25. Особенностью этих резисторов является то, что они — подделка из Китая. К сожалению, сейчас эта поддельная «металлопленка» продается повсеместно, так что если не в ближайшем радиомагазине, так на маркетплейсах вы скорее всего купите именно ее. Наверняка для многих это уже не тайна, но многие до сих пор пребывают в блаженном неведении, думая, что «все детали делают в Китае и разливают из одной бочки».

Проблема

Сейчас, в эпоху победившего поверхностного монтажа, выводные компоненты постепенно становятся экзотикой, и особенно это касается маломощных резисторов и керамических конденсаторов. Даже радиолюбители их используют сейчас чаще для того, чтобы поиграться с простой схемой, натыкав детали в breadboard или спаяв на макетной плате. Ведь использование чип‑компонентов резко сокращает количество отверстий в платах, что немаловажно, когда делаешь плату сам, да и паразитные параметры — емкость и индуктивность — у них заметно лучше, чем у выводных. Но есть случаи, когда приходится использовать именно их: композитные толстопленочные чип‑резисторы страдают непомерно высоким уровнем избыточного шума. Использовать их в первых каскадах чувствительных усилителей зачастую означает основательно испортить их характеристики. Тонкопленочные же SMD резисторы, как и металлопленочные в безвыводном корпусе MELF, лишенные этого недостатка, в розничной продаже практически отсутствуют. При этом самые обычные выводные металлопленочные из продажи никуда пока что не девались, купить их не составляет труда в любом магазине радиодеталей.

В одной из своих недавних конструкций я столкнулся с тем, что выходной сигнал заметно «плыл», неожиданно сильно реагируя на прогрев. Поиски привели меня к делителю напряжения, который был из указанных выше соображений (а также по причине высокого напряжения) смонтирован из выводных металлопленочных сопротивлений. Нестабильность многократно превышала расчетную, исходя из разумных значений ТКС этих резисторов, тем более, что она должна была компенсироваться, оставляя соотношение сопротивлений неизменным. Тут я вспомнил, что один из резисторов в этом делителе я взял из старых запасов, а другой из купленного недавно набора — 2600 штук от 1 Ом до 10 МОм. Ага — подумал я, вот и оно.

Вот с самого начала они мне не нравились. Что‑то не то, нехорошее было в них. И выводы какие‑то не такие — более тонкие и жесткие, и маркировка какая-то кривая… Покопался в старых запасах и таки нашел там нужный номинал, выпаяв его из «донора», и вуаля!— сразу все стало хорошо.

Итак — у нас в руках очередная китайская подделка. И давайте теперь эту китайскую «сову» разъясним.

Точность

Первое, что приходит на ум — промерять сопротивления по нескольку штук тех или иных номиналов. Для этого воспользуемся настольным мультиметром GDS-8246, подключая резисторы непосредственно к зажимам, вставленным в его гнезда, чтобы избежать влияния на точность измерений сопротивления щупов. Точность измерения на пределах 5, 50 и 500 кОм у него — 0,1% плюс 2 единицы младшего разряда. Точность проверена на эталонных проволочных сопротивлениях класса 0,05 и соответствует классу прибора. На пределах 500 Ом и 5 МОм погрешность выше, 0,2%, проверять ее мне было не на чем, так что я выбрал номиналы измеряемых компонентов с тем, чтобы избежать этих режимов. Наугад выбрал по 5 резисторов разных номиналов. Результаты — в таблице.

Таблица 1. Измерения резисторов набора. Жирным шрифтом показаны явные «вылеты» за допуск, курсивом — пограничные случаи.

В целом резисторы «почти» укладываются в погрешность, но встречаются и явные вылеты за допуск, порой достигающие 3%, если не считать одного из килоомных резисторов, с погрешностью аж 20% (очевидно, это просто резистор на 1,2 кОм, ошибочно замаркированный, как 1К) . Разумеется, так быть не должно. Незачет.

Для сравнения — вот сопротивления десяти таких резисторов на одной «пулеметной ленте», на много лет забытых в характерно загнутом уголком и запечатанном степлером чип-и-диповском пластиковом пакетике: 10023, 10028, 10031, 10021, 10029, 10014, 10024, 10030, 10018, 10022 Ом. Пакетик этот я нашел среди наследства, доставшегося мне от предыдущего хозяина моего стола на работе, и судя по указанной на выцветшем стикере цене 5 рублей (50 коп/шт), покупались они еще в начале двухтысячных.

Термостабильность

У металлопленочных резисторов ТКС (температурный коэффициент сопротивления) положительный, их сопротивление растет с температурой, как у любых металлов. Его типовая величина для MF-25 и MFR-25 точностью 1% — не более 100ppm, то есть при изменении температуры от комнатной до 100°С сопротивление может вырасти на 0,75%.

Эксперимент поставим следующим образом. Резистор с помощью термопасты прилепим к пластине «нижнего подогревателя» для пайки теплоемких плат, снабженного терморегулятором, рядом поместим датчик электронного термометра, и все это накроем минеральной ватой для теплоизоляции. Включим подогреватель и начнем плавно поднимать температуру, измеряя по ходу дела сопротивление резистора. Результат эксперимента — на графике.

Как видно, здесь сопротивление с температурой — падает. ТКС вблизи комнатной температуры превышает 500ppm, а в интервале температур 25-104°С сопротивление снизилось на 3.4%. Так что это все, что угодно, а не металлопленочные резисторы. Возможно, металлооксидные — но вообще подобное значение ТКС характерно для самых обыкновенных углеродистых резисторов невысокого качества.

Краш-тест

Что должно произойти, если на резистор сопротивлением 1 кОм на номинальную мощность 0,25 Вт подать 16 В? По идее, ничего. Он обязан выдержать работу при максимально допустимой мощности по крайней мере в пределах 1000 ч (точнее — надо смотреть спецификацию производителя), не обгореть при этом и не изменить сопротивление больше, чем указано в допуске.

Что же произошло в реальности? Он заметно глазу потемнел уже через пару часов экзекуции. Я оставил его на сутки и измерил сопротивление после остывания. До: 993 Ом. После: 1013 Ом. Итак, сопротивление увеличилось на 2% и покинуло зону допуска после 24 часов работы на номинальной мощности! Да и выглядит неважно, как сгоревший…

Аналогичный реально металлопленочный резистор прошел испытание, не изменив за то же время ни внешнего вида, ни сопротивления больше, чем на единицу в четвертом знаке.

Вердикт: и здесь полное несоответствие заявленным параметрам.

Заключение

Можно было бы еще провести эксперименты по измерению уровня шума, провести химический анализ резистивной пленки и прочее. Но уже и без того ясно: данные резисторы не имеют ничего общего с тем, что заявлено. К приобретению и использованию настоятельно не рекомендуются.

И вот характерные признаки таких деталей. Первое — это неаккуратная маркировка. Признак непостоянный, на части экземпляров цветовые кольца вполне ровные и четкие, но встречаются кривые, разной ширины, смещенные, непрокрашенные или облупившиеся. Второй — выводы. Они более тонкие, и при этом жесткие, с легкой упругостью. Наличие ржавчины на некоторых из них свидетельствует о том, что они — из луженой железной проволоки. Магнитные, но магнитность — ни разу не показатель некачественных радиодеталей, в том числе и резисторов (а то существует такой расхожий миф). У вполне фирменных электронных компонентов выводы могут быть выполнены из ковара и также обладать магнитными свойствами.

Все эти признаки не всегда можно разглядеть. С качеством маркировки может повезти, выводы могут не быть ржавыми, а магнититься могут и выводы качественных резисторов. Наугад выбранный экземпляр, скорее всего, попадет и в допуск по сопротивлению. Но есть простой, надежный и экспрессный тест. Как мы помним, подделка — углеродистое сопротивление с отрицательным ТКС. А оригинал — металлопленочное с положительным. Подключим резистор к цифровому мультиметру в режиме омметра и погреем его — паяльником, термофеном, да хоть зажигалкой. Сопротивление подделки сразу заметно упадет. А настоящий металлопленочный резистор лишь едва заметно увеличит сопротивление. Такую проверку можно проделать даже прямо в магазине или ПВЗ.