метода (Методичка)

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)С.Н.КузнецовВ.Н.ПостниковаУЧЕБНОЕ ПОСОБИЕКЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМПО КУРСУ«ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА РЭС»Москва 2005 г.2УДК: 621.315.5/6; 621.318.1; 666.65; 621.38.049.77; 621.382.037.37.Предлагаемый сборник лабораторно-практических работ включает в себя4работыпоразделу«Элементнаябаза»курса«Радиоматериалыирадиокомпоненты», «Химия радиоматериалов и элементная база РЭС»,который читается студентам радиотехнических специальностей.Перваяработапосвященаисследованиюрезисторов,вторая–конденсаторов, третья – катушек индуктивности, четвертая – интегральныхсхем.Результатом выполнения вышеперечисленных работ является знакомствостудентов с принципами действия элементов РЭС, с их типами, основнымиконструктивнымииэксплуатационнымихарактеристиками,областямиприменения и системой условных обозначений.Рецензенты: зав.

отделом АО ВНИИТР, к.т.н. В.З.Хаимов, начальникНИЛ ОАО «Корпорация «Фазотрон-НИИР», д.т.н. С.Б.Беневоленский,Кафедрой «Электроника и информатика» РГТУ им. К.Э.Циолковского.зав.3Лабораторная работа № 1ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗИСТОРОВЦель работы: исследование характеристик различных типов резисторов,приобретение навыков работы с измерительными приборами.Резисторы – одна из самых распространенных деталей РЭА.

Принципдействия резисторов основан на свойстве материала оказывать сопротивлениепроходящему электрическому току.Основная функция резистора состоит в регулировании и распределенииэлектрической энергии между цепями и элементами схемы.Основные параметры резисторов.1. Величина сопротивления (номинал) R ном.2. Относительное отклонение от номинала (допуск)δR = (Rном - R)/Rном × 100% , гдеR – фактическое сопротивление.3. Номинальная мощность рассеивания Р ном .4. Рабочее напряжение U р.5. Температурный коэффициент сопротивления ТКСТКС = (1/R0)× (dR / dT) [1/°C]6. Уровень собственных шумов Е ш.7.

Функциональная характеристика для переменных резисторов.8. Разрешающая способность переменных резисторов9. Шумы скольжения.Номинальноесопротивление—электрическоесопротивление,значение которого указывается на резисторе (или указано в нормативнойдокументации) и которое является исходным для отсчета отклонений от этогозначения. Диапазон номинальных сопротивлений установлен следующимобразом:4для постоянных сопротивлений — от долей ома до единиц тераом;для переменных проволочных — от 0, 47 до 1 МОм;для переменных непроволочных — от 1 до 10. МОм.Для постоянных резисторов установлено шесть рядов номинальныхзначений сопротивлений: Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192, а для переменныхустановлен ряд Е6 (допускается использовать ряд ЕЗ).

Цифра после буквы Еуказывает число номинальных значений в каждом десятичном интервале.В табл. 1. приведены значения номинальных сопротивлений по рядуЕ192. Если это значение принадлежит также ряду Е96, то ставится знак +, еслиряду Е96 и ряду Е48, то ставится знак ++. Во второй части таблицы данызначения номинальных сопротивлений по ряду Е24. Если это значениепринадлежит также ряду Е12, то ставится знак +, если ряду Е12 и ряду Е6, тоставится знак ++, если рядом Е12, Е6 и ЕЗ, то ставится знак +++.В табл. 1. указаны номинальные значения сопротивлений для однойдекады.

Для перехода на другие декады нужно умножить эти числа на 10n, где n— целое положительное или отрицательное число.Для прецизионных и сверхпрецизионных резисторов с допусками ±0,01;±0,005; ±0,002; ±0,001% номинальные сопротивления устанавливаются из ряда,полученного умножением чисел 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 на 10n, где n — целоеположительное число от 1 до 6.Для перехода на другие декады нужно умножить эти числа на 10n, где n— целое положительное или отрицательное число.Таблица 1.Ряд 1Ряд 2Ряд ЗРяд 4Ряд 5РЯД 6Ряд 7Ряд 8Номинальные сопротивления по ряду Е48, Е96, Е192100++ 133++ 178++ 237++ 316++ 422++ 562++ 750+ -1101135180240320427569759I02+137+182+243+324+432+576+768+10-1138184246328437583777105++ 140++ 187++ 249++ 332++ 442++ 590++ 787++106142189252336448597796107+143+191+255+340+453+604+806+5109110++1) 1ПЗ+1141I5++1171I8+120121++123124+126127++129130+132145193258344459612147++ Г96++ 261++ 348++ 464++ 619++149198264352470626150+200+267+357+475+634+152203271361481642154++ 205++ 274++ 365++ 487++ 649++156208277370493657158+210+280+374+499+665+160213284379505673162++ 215++ 287++ 383++ 511++ 68I++1642182913885) 7690165+221+294+392+523+698+167223298397530706169++ 226++ 30I++402++ 536++ 715++172229305407542723174+232+309+412+549+732+176234312417556741Номинальные сопротивления по ряду Е3, Е6, Е12, Е24100+++ 130180+240330++ 430560+110150++ 200270+360470+++ 620120+160220+++ 300390+510680++816825++835845+856866++876887+898909++920931+942953++965976+988750820+9) 0Номинальная мощность рассеивания Рн - максимальная мощность,которую резистор может рассеивать в заданных условиях в течениигарантированного срока службы при сохранении параметров в установленныхпределах.Рабочее напряжение Uр – максимальное допустимое напряжение, прикотором резистор работает без изменения своих параметров.

Величинарабочего напряжения зависит от конструкции резистора, размера и способа егоизготовления.Температурный коэффициент сопротивления ТКС - это величина,характеризующаяотносительное изменениесопротивления при изменениитемпературы. Чем меньше ТКС, тем лучшей температурной стабильностьюобладает резистор. Значение ТКС прецизионных резисторов составляет 10-2 10-4 [ 1/ 0С].6Собственные шумы резистора складываются из тепловых и токовыхшумов. Тепловые шумы связаны с флуктуационными изменениями объемнойконцентрации носителей заряда в резистивном элементе, обусловленными ихтепловым движением. Спектр тепловых шумов непрерывный.

Тепловой шумзависит от температуры и номинальной величины сопротивления.Токовые шумы обусловлены флуктуациями контактных сопротивлениймежду проводящими частицами, а также трещинами и неоднородностямирезистивного элемента. Токовые шумы зависят от материала и конструкциирезистора и наиболее характерны для непроволочных резисторов. Онизначительно больше тепловых шумов, их спектр частот также непрерывен и неподчиняется никакому периодическому закону.Функциональная характеристика для переменных резисторов.

Этозависимость сопротивления переменного резистора от положения подвижногоконтакта. По характеру функциональной зависимости переменные резисторыделятся на линейные – типа А и нелинейные – типов Б (логарифмическая), В(обратнологарифмическая), И, Е и др.Разрешающая способность переменных резисторов. Этот параметрпоказывает, при каком наименьшем изменении угла поворота или перемещенииподвижной системы может быть различимо изменение сопротивлениерезистора.Шумы скольжения.

Это шумы, возникающие в динамическом режимепри движении подвижного контакта. Эти шумы зависят от состоянияконтактов, скорости перемещения и других причин.Классификация резисторов.1.По назначению.-Резисторы общего назначения. Эти резисторы изготавливают сдиапазоном номинальных сопротивлений от 0,47 до 1010 Ом, номинальныемощности рассеяния составляют 0,062 – 100 Вт.7-Прецизионные резисторы отличаются высокой стабильностьюпараметров при эксплуатации и высокой точностью изготовления (допусксоставляет от 0,0005% до 0,5%). Мощности рассеяния таких резисторов непревышают 2 Вт.-Высокочастотные резисторы.

Эти резисторы отличаются малымизначениями собственной индуктивности и емкости.-Высоковольтные резисторы. Эти резисторы рассчитаны на рабочиенапряжения от единиц до десятков киловольт.-Высокомегаомные резисторы. Эти резисторы имеют диапазонноминальных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераом прирабочих напряжениях 100 …400 В. Они работают в ненагруженном режиме имощности их рассеяния меньше 0,5 Вт.-Резисторыдляинтегральныхсхем,которыеразличаютпоматериалам и технологии изготовления. Можно выделить три большие группы:-Тонкопленочные;-Толстопленочные;-Полупроводниковые.Толстопленочные резисторы (d = 15 - 25 мкм) получают нанесением черезтрафарет специальных паст на поверхность подложки с последующимвжиганием.Тонкопленочные резисторы (d = 1 мкм) выполняют методом напыления.Форма резистора может быть любой и определяется величиной номинальногосопротивления и рассеиваемой мощностью.В полупроводниковых ИС резисторы формируют в поверхностном слоеполупроводниковой подложки методом локальной диффузии легирующейпримесичерезтрафарет.

При этом образуются резистивные областинеобходимой величины и формы. Такие резисторы называют диффузионными.Величина сопротивления зависит от:-степени легирования,-характера проводимости.82.По характеру изменения сопротивления.- Постоянные резисторы имеют фиксированное номинальное значение,которое в процессе эксплуатации меняется только в соответствии с допуском.-Переменныерегулировочные–резисторы,которыеменяютсопротивление в процессе функционирования.-Переменныеподстроечные–резисторы,которыеизменяютсопротивление при разовой или периодической регулировке и не изменяются впроцессе эксплуатации.3. По типу проводящего элемента.-Проволочные.-Непроволочные.-Металлофольговые.-Полупроводниковые.Проволочные – резистивный элемент из волоченой или литой проволокис высоким удельным сопротивлением (манганин, нихром, константан и др.)Непроволочные резисторы имеют небольшие размеры, относительномалое реактивное сопротивление, невысокую стоимость, но при этом обладаютневысокой стабильностьюНепроволочные резисторы можно разделить:-пленочные;-объемные;-полупроводниковые.В пленочных резисторах резистивный элемент представляет собойметаллоокиснуюилиметаллодиэлектрическуюпленку,нанесеннуюнадиэлектрическое основание, выполненное, как правило, в виде стержня.В объемных резисторах резистивный элемент изготавливается ихкомпозиционных материалов и занимает весь объем резистора.Полупроводниковые резисторы, как правило, нелинейные, т.е.