【应用】TT Electronics全系列电阻产品，助力现代医学电子设备蓬勃安全发展

TT Electronics是一家全球性工程电子器件供应商，专注于向医疗市场的领先制造商提供具有竞争力的产品和服务，旗下的产品包括：用于除颤脉冲保护的脉冲耐受电阻、用于心电图等监视器内部高增益放大器的高欧姆值电阻、X射线头分压器用超高压电阻、用于超声换能器的薄膜终端网络、用于MRI扫描仪的非磁性电阻、用于IVD分析设备的高稳定性精密电阻。本文介绍了TT Electronics相关电阻产品的特点、参数，方便设计者针对产品的应用领域做出最佳选择。

21世纪，随着医学技术和电子工程技术的发展，越来越多的电子设备应用到医疗领域中，更逐步脱离大型医院的使用范围限制，服务于不断增长的社区和家庭保障市场。这些发展一个重要的基础就是数字系统的计算能力的提高，然而，人的身体在本质上是没有改变的。因此，高可靠性无缘器件始终在接触、图像、分析三大医疗领域中扮演着重要的角色。

接触，包括所有与身体进行电连接的装置，包括除颤器、心电图、脑电图和呼吸监测等仪器；图像，包括X射线、MRI和超声波；分析，包含了IVD和实验室仪器的领域。它们都对电阻元件有着特殊的要求。

 图一 医疗应用中的图像和接触领域

一、TT Electronics电阻在接触领域的应用：除颤器充电电路

图二 除颤器充电电路简化示意图

典型的除颤器充电电路如图二所示，除颤器是将额定能量的电能传递给病人，电路的关键在于充电电压的稳定性和可重复性， 因此电路中电阻的电压系数（VCR）与温度系数（TCR）至关重要。TT Electronics提供的电阻能够进行偏移量的调整，从而在较高工作电压下将VCR误差最小化，电阻的表面密封材料采用了特殊配方的粉末涂层，确保了在潮湿的工作环境中电阻变化的典型值不大于±0.1%，最典型的两款产品是HVP系列高压平面SIL电阻和HVC系列高压贴片电阻。

HVP系列高压平面SIL电阻的主要特点：

•实现最小占地面积的紧凑设计。

•表面采用高密度环氧树脂密封。

•实现了超低TCR和VCR。

•采用引线框架支架，可对电阻彻底清洗。

•可根据实际需求定制电阻的尺寸、额定值和高压筛选，可选粉末涂装版。

HVC系列高压贴片电阻的主要特点：

•采用标准的SMD贴片格式。

•固定负载电压额定值最高可达到3kV。

•VCR最小可达-1.5ppm/V，TCR最小可达±50ppm／°C，电阻阻值精度最小可达±0.5%。

HVP系列高压平面SIL电阻和HVC系列高压贴片电阻具体的产品参数如图三所示：

图三  HVP系列高压平面SIL电阻和HVC系列高压贴片电阻产品参数

二、TT Electronics电阻在接触领域的应用：除颤器脉冲保护电路

图四 除颤器脉冲保护电路示意图 

典型的除颤器脉冲保护电路如图四所示，除颤器脉冲保护电路通过增加监视器输入电路的电阻来吸收除颤脉冲的能量，防止除颤能量转移到病人身体或者损坏设备的输入级，因此在电阻的选择上应当选择脉冲耐受电阻。TT Electronics提供的合成技术产品CC系列高能合成电阻和耐脉冲厚膜产品PWC&DSC系列脉冲耐受贴片电阻是脉冲除颤电路的极佳选择。

CC系列高能合成电阻的特点：

•电阻丝为碳复合材料。

•额定吸收能量最高可达30J。

•电阻外部采用高压环氧涂料。

PWC&DSC系列脉冲耐受贴片电阻的特点：

•均为能保证脉冲性能的标准SMD贴片。

•采用了特种材料及调整技术。

•DSC系列的正反两面可提供两种不同的电能容量。

CC系列高能合成电阻和PWC&DSC系列脉冲耐受贴片电阻的产品参数如图五所示：

 图五  CC系列高能合成电阻和PWC&DSC系列脉冲耐受贴片电阻产品参数

三、TT Electronics电阻接触领域的应用：心电图高增益放大电路

图六 心电图高增益放大电路示意图

典型的心电图高增益放大电路如图六所示，心电图的监视器和分析仪器需要对人身体的小信号进行第一级放大，因此反馈电阻需要非常高的欧姆值。TT Electronics提供的一些专业产品的电阻值已经达到了100TΩ（10¹⁴Ω），其中的3810系列超高值电阻和HR系列高值贴片电阻适用于心电图高增益放大电路。

3810系列超高值电阻的特点：

•电阻值最高可达到100TΩ。

•电阻值在1TΩ的量级内精度可达到1%。

•电阻内部为玻璃体电阻，外部位有机硅涂层，可以有效减轻泄漏效应。

HR系列高值贴片电阻的特点：

•标准SMD芯片，电阻值最高可达50GΩ。

•电阻值在1GΩ的量级内精度可达到5%。

•可选用焊接或引线键合。

3810系列超高值电阻和HR系列高值贴片电阻的产品参数如图七所示：

 图七 3810系列超高值电阻和HR系列高值贴片电阻产品参数

四、TT Electronics电阻在图像领域的应用：X射线电源

X射线系统需要稳定和精确的高压电源为X射线产生提供加速电压，电源电压的范围通常在50kV至100kV范围内，电路通常组装在充油室中，因此需要减少布局上的间隙实现紧凑的X射线头设计。TT Electronics推出的T系列超高压电阻以及自定义电阻和分压网络是X射线电源的极佳选择。

T系列超高压电阻特点：

•电阻耐受电压最高可达100KV。

•电阻值最高可达50GΩ。

•电阻值的误差最低可达0.5%。

•根据实际应用需求，还可以提供其它相匹配的电子元件。

自定义电阻和分压网络的特点：

•提供优良的电阻容差和TCR。

•优化产品的外形和尺寸，是紧凑型头部设计的理想选择。

T系列超高压阻的产品参数如图八所示：

图八 T系列超高压电阻产品参数

五、TT Electronics电阻在图像领域的应用：医学扫描仪

超声换能器需要在运行高频信号的同时提供多通道电阻性终端的终端网络，一个典型的要求就是性能达到15MHz时提供128个通道。TT Electronics可以提供标准的和定制的薄膜电阻，包括SOIC、QSOP、TSSOP等各种封装形式。最新推出的BGA系列可以在6.4×2.5mm的占地面积中提供多达32个终端，工作在3GHz时回波损耗在-20dB以下。

核磁共振成像（MRI）扫描仪的控制电路需要对极高的磁场强度不敏感，这就要求内部元件不含铁合金和镍。TT Electronics推出的非磁性可粘贴贴片电阻、GCR系列电阻都能够很好的满足这个要求。

六、TT Electronics电阻在分析领域的应用：精密电阻

应用到实验室分析设备的精密电阻，必须具有阻值误差范围小、低TCR和高稳定性的特点。TT Electronics为此提供了两种方案供用户选择，一是精密通孔电阻，能够精确地匹配限定的阻值误差范围和TCR；二是SMD系列薄膜产品，具体的参数如图九所示：

图九  精密通孔电阻和SMD系列产品参数