Vishay Z-Foil电阻：三十年漂移几十 PPM 的狠货

前面写了各种电阻也写了电容，但其实隐藏的boss从来没有出浮水面；如果我们追求无止尽的电阻精度以及各种优良参数，会是谁呢？

Vishay BC电阻（可靠型工程电阻）

Vishay PTF电阻（准仪器级离散电阻）

Vishay MELF 电阻（小罐子电阻）

Vishay Precision Group（VPG）公司旗下 Z 系列（Z Foil）超高精度箔式电阻器

在Vishay体系里，最稳定的电阻是Bulk Metal® Foil（Z-Foil）系列

经常看到的：Z-Foil，VHP / VSR / Z201 / TX2575 / VAR，Vishay 箔电阻（VPG）。

其实这就是Vishay的一个专门子公司：专门做“世界顶级电阻”

UX我还没有写

它到底强到什么程度？

和前面看的UX / PTF 做一个等级对比：

有些型号甚至：

在一些文献中：0.14 ppm/°C+0.005% 精度；Z-Foil的“精密”不是靠材料，而是靠“结构补偿”，核心技术叫Bulk Metal® Foil，其实就是金属箔（有厚度），粘在基板上，设计几何结构（蛇形），利用热膨胀调整TCR；写成一个原因公式。

总计材料参数补偿

可以实现接近0，显著降低温度敏感性（TCR）

顶级特性

除了TCR，其长期漂移极小

典型：

年

这就是“标准级”的关键

电压系数几乎为0

对高压分压极重要；另外噪声最低，热电势极低，对μV测量也关键

型号有：Z201（经典），VHP（超高精度），VSR（标准参考），VAR（裸箔），TX2575（音频+精密）。

裸的意思是没有外壳

封装还是很影响性能的

其实最常见的还是这个

挑一个典型

就看这个吧

很多时候，很难相信自己在看一个电阻，简直是工程奇迹；Vishay 箔电阻器的Z Series/Z Foil直插超高精度金属箔电阻。

核心指标非常夸张：

这已经不是普通的“精密电阻”，而是计量，传递等核心元件。

为什么它能够实现接近零温漂？（最大的和环境解耦）

手册说明它基于一个热金属应力概念：金属箔和陶瓷主要热膨胀不同，温度变化时产生机械应力，这种应力引起的电阻变化被设计成抵消材料本身的温度漂移。

可以理解为：

总电阻 (TCR) = 材料电阻 (TCR) + 机械补偿电阻 (TCR)

普通薄膜主要靠材料本身优化；Z Foil还多了一个“机械补偿项”，所以能压到±0.2 ppm/°C。

想知道是什么OP，想享受这么好的电阻

这是典型的电阻-温度曲线；它不是一条很陡的直线，而是在-55°C到+125°C范围内非常平缓，曲线侧面标出了不同区间的TCR，比如0.05、0.1、0.14、0.2 ppm/°C这样的量级。

它不仅仅在 25°C 附近好，而是在很宽的温度范围内保持非常小的温度响应。

修改方式

Z-Foil是在金属箔图形里预先设计很多短接条短路棒，然后选择性切断这些短接条，使电流路径变长，从而一点点增加阻值。

核心逻辑是：

其中是材料电阻率，是电流路径长度，是电感屏蔽，修改时不改变材料，而是改变电流实际走的路径长度；图中黑色是金属箔，白色是被蚀刻掉的绝缘间隙。修改前，很多地方被短路条短接，电流可以“抄近路”，所以相当于路径短，阻值低；修改后，部分短接条被切断，电流被迫绕更长的蛇形路径走，阻值就升高。

最关键的是右边这句话：

To increase the resistance in known increments...

意思是：厂家不是随便切，而是每个可切区域都对应一个已知的小阻增量；先切大的增量，再切小增量，最后可以把阻值接近目标值，比如±0.005%。

它的修改方式可以理解为：

越到后面，每次增加的越小，所以可以精细调整到目标阻力值。

强调两个寄生参数优化。

第一个是电流方向变化导致的互感减小；蛇形路径里高频感应的电流方向正好，一个向左，一个向右；这样的串行回路产生的相互感应，所以菱形，这就是为什么Z-Foil能做到非感、快速响应、1 ns上升时间几乎无振铃。

第二个是串联环路电容减少；相邻金属条之间确实会有寄生电容，但它们不是一个大电容直接并在电阻两端，而是分散在很多小段之间，相当于上像多个小电容/分布。因此总的谐振电容，高频性能更好。

其实也看出来了Z-Foil的精密电流路径不仅仅是靠材料，而是靠“金属箔图形设计+短接条修整+电流路径优化”共同实现的；普通电阻是“做出来一个阻值”；Z-Foil则是“先做一个可编程的精密电流路径，然后通过切断短接条精密设定阻值”。

好漂亮

长期稳定性

Z系列在额定功率+125°C下：

2000 h典型值：±0.005% = 50 ppm；

10000 h 典型：±0.015% = 150 ppm；

在 0.1 W、70°C 10 年，通常永久运行否则小于 60 ppm。

这就是仪器级电阻真正值钱的地方：不是刚买来的标准，而是很多年后还标准。

热电势

电阻体和引脚是不同的材料，接点温度不一致时会产生类似热电偶的直流电压。Z Foil 典型热电势只有0.05 μV/°C；这对 μV 测量非常关键。比如两端温差 2°C：

这个级别才适合高分辨率DMM、纳伏计、精密电桥、标准电阻。

选择型号

选择型号

一般做精密仪器核心电阻，Z201最常见；需要更高阻值、更大功率、更高电压时选Z204/Z205/Z206。

重磅来袭

都说电阻稳定，那到底稳定到什么程度，一年？两年？五年？十年？不不不，是30年：

Z-Foil 直插电阻的长期的表现

已完成接近30年测量的长期阻值变化记录，纵轴是：

电阻值相对初始值变化了多少 ppm。 1 ppm 相当于：

所以图里的-60 ppm 只相当于：

-60ppm = -0.006%

每一个彩色点代表某些样品在某个点测得的阻值变化。横轴是，单位是年；纵轴是相对阻值变化，单位是ppm；整体趋势可以看到：大部分点长期集中在0到-80 ppm之间；少数点到-100 ppm附近；30年后仍然大部分没有超过±100 ppm；黑线是总体趋势，显示整体时间邻近负方向的时间。

这说明：

Z-Foil的长期偏移非常小，而且终究是缓慢的、可预测的、没有大的跳变。

组织里还是有不稳定的

负漂移？

如整体接近从0 ppm往-40、-60 ppm附近走，说明大多数样品电阻值随时间慢慢变小；这通常与材料内部释放、粘接层长期稳定化、金属箔/陶瓷界面缓慢松弛有关，对于这种超精密电阻，真正关心的并不是完全不变，而是：

是否足够小、足够慢、足够可预测

Z-Foil做到几十年只漂几十ppm，这就够了，有几个三十年，都不够观测3次的。

假设 10 kΩ 电阻漂移 -60 ppm：

看上去0.6 Ω不小，但对10 kΩ来说只有0.006%。

如果它用在 10 V 比例网络里，60 ppm 对应：

10V × 60ppm = 600μV

注意：单颗绝对60 ppm 不等于分压比一定漂60 ppm；如果上下臂是同技术、同封装、同温区、匹配网络，则单颗绝对会比单颗绝对更小。

我们平时使用的普通薄膜电阻可能1000h就达到几十到几十PPM 漂移；PTF/UX已经很好了，但30年尺度仍然很难和Z-Foil比；Z-Foil数据表也写到：典型散装金属箔电阻在0.1 W、70°C下运行10年，永久阻值漂移＜60 ppm。

对仪器的长期稳定性很重要

对7½位、8½位DMM、标准电压源、标准电阻、电流基准来说，最怕的是：

今天制定方针，半年后慢慢偏

ADC分辨率再高，如果核心比例电阻每年漂几十ppm，仪器就会慢慢失准；所以高端仪器用Z-Foil的原因不是只看0.005%原始精度，更重要的是：

低温漂低自热底部低长期底部

此图证明的第三点：长期漂移极低。

不是，真的有人测了30年吗？

我查了这个怎么做到的，不是“等一颗电阻连续测30年才发数据表”；通常是厂家做长期留样/可靠性数据库：同批次Z-Foil电阻出厂时测初始电阻值；按固定条件保存或工作，比如实验室环境、规定功率/温度；每隔一段时间用等级较高的电阻、DMM或标准电阻系统复测；

记录：

把很多样品、很多年份的数据汇总成一张散点图。

所以图里的“29年”最初是Vishay/VPG多年的产品历史数据，不是普通用户一次实验取得的。

因为该公司做自然箔电阻几十年，会保留老化样品和批次追踪。每几年复测一次，就形成10年、20年、30年的数据。

但此类图通常不是告诉用户“每颗电阻保证30年只漂这么多”，而是显示典型的长期一致趋势；真正的保证值还是数据表里的负载寿命稳定性，比如2000 h、10000 h条件下的最大究竟。VPG的手册还写到，Bulk Metal Foil在70°C、0.1 W运行10年，通常永久漂移小于60 ppm。

小结

ZSeriesZ Foil是Vishay体系里的顶级超直插电阻；本质上是金属箔+陶瓷基板+热机械补偿+光电流刻路径+激光修调；相比UX/PTF薄膜电阻，它最大的优势不是初始精度，而是超低TCR、超低热电势、超低噪声和多年长期稳定性。

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