Билет №20 (943747), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рном

Р ис. 2.8

Предельное рабочее напряжение Uпред определяет величину допустимого напряже­ния, которое может быть приложено к резистору. Для резисторов с небольшой величиной сопротивления (сотни ом) эта величина определяется мощностью резистора и рассчитывается по формуле

U =(Pном * Rном)^1/2 (2.1

Для остальных резисторов предельное рабочее напряжение определяется конст­рукцией резистора и ограничивается возможностью электрического пробоя, ко­торый, как правило, происходит по поверхности между выводами резистора или между витками спиральной нарезки. Напряжение пробоя зависит от длины рези­стора и давления воздуха.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характеризует относитель­ное изменение сопротивления при изменении температуры:

α = ∆R/Rs∆T (2ЛЗ)

Этот коэффициент может быть как положительным, так и отрицательным. Если Резистивная пленка толстая, то она ведет себя как объемное тело, сопротивле­ние которого с ростом температуры возрастает. Если же резистивная пленка тoнкая, то она состоит из отдельных «островков», сопротивление такой пленки с ростом температуры уменьшается, так как улучшается контакт между отдельными «островками». У различных резисторов эта величина лежит в преде­лах ±(7-12)•10^-.⁴

Коэффициент старения β характеризует изменение сопротивления, которое вы­зывается структурными изменениями резистивного элемента за счет процессов окисления, кристаллизации и т. д.

В ТУ обычно указывают относительное изменение сопротивления в процентах за определенное время (1000 или 10 000 ч).

Коэффициент напряжения Ки характеризует влияние приложенного напряжения на сопротивление. В некоторых типах резисторов при высоких напряжениях из­меняется сопротивление. В непроволочных резисторах это обусловлено уменьше­нием контактного сопротивления между отдельными зернами резистивной плен­ки. В проволочных резисторах это обусловлено дополнительным разогревом проволоки при повышенных напряжениях

где R100 — сопротивление резистора при напряжении Uпрeд;

R10— сопротивление резистора при напряжении 0,1 Uпред.

ЭДС шумов резистора. Электроны в резистивном элементе находятся в состоя­нии хаотического теплового движения, в результате которого между любыми точ­ками резистивного элемента возникает случайно изменяющееся электрическое напряжение и между выводами резистора появляется ЭДС тепловых шумов. Теп­ловой шум характеризуется непрерывным, широким и практически равномерным спектром. Величина ЭДС тепловых шумов определяется соотношением

E,=(4KTR∆f) ^1/2, (2.16)

где К=1,38•10^-23Дж/ К— постоянная Больцмана;

Т — абсолютная температура, К;

R — сопротивление, Ом;

∆f— полоса частот, в которой измеряются шумы.

При комнатной температуре (Т= 300 К)

E,=(1/8)*( R∆f) ^1/2 (2-17)

Если резистор включен на входе высокочувствительного усилителя, то на его выходе будут слышны характерные шумы. Снизить уровень этих шумов можно, лишь уменьшив сопротивление R или температуру Т.

Помимо тепловых шумов существует токовый шум, возникающий при прохожде­нии через резистор тока. Этот шум обусловлен дискретной структурой резистив­ного элемента. При прохождении тока возникают местные перегревы, в результате которых изменяется сопротивление контактов между отдельными частицами токопроводящего слоя и, следовательно, флюктуирует (изменяется) значение сопротивления, что ведет к появлению между выводами резистора ЭДС токовых шумов Ei. Токовый шум, так же как и тепловой, имеет непрерывный спектр, но интенсивность его увеличивается в области низких частот.

Поскольку значения тока, протекающего через резистор, зависит от значения Приложенного напряжения U, то в первом приближении можно считать

Ei=KiU, (2.18)

где Ki — коэффициент, зависящий от конструкции резистора, свойств резистивного слоя и полосы частот. Величина Ki указывается в ТУ и лежит в пределах от 0,2 до 20 мкВ/В. Чем однороднее структура, тем меньше токовый шум. У металлопленочных и углеродистых резисторов величина Ki < 1,5 мкВ/В, у композици­онных поверхностных резисторов Ki < 40 мкВ/В, у композиционных объемных резисторов Ki < 45 мкВ/В. У проволочных резисторов токовый шум отсутствует. Токовый шум измеряется в полосе частот от 60 до 6000 Гц. Его величина значи­тельно превышает величину теплового шума.

Система обозначений и маркировка резисторов

До 1968 года обозначение резисторов состояло из букв, отражающих конструк­тивно-технологические особенности данного типа резистора, например, МЛТ — металлопленочный лакированный теплостойкий.

С 1968 года в соответствии с ГОСТ 13453-68 постоянные резисторы стали обо­значаться буквой С, а переменные — буквами СП. По конструкции токонесущей части резисторы были разделены на шесть групп:

1 непроволочные углеродистые или бороуглеродистые;

2 непроволочные металлопленочные или металлооксидные;

3 непроволочные тонкопленочные композиционные;

4 непроволочные объемные композиционные;

5 проволочные;

6 резисторы для сверхвысоких частот.

Согласно ГОСТ, в обозначении резисторов после букв С или СП стоит цифра, указывающая номер группы, а затем через дефис — номер конкретной конструк­ции резистора. Например, обозначение С2-8 означает: резистор постоянный вто­рой группы, восьмой вариант конструкции.

С 1980 года стала применяться другая система обозначений, также состоящая из трех элементов:

1 первый элемент — буквенный: Р — постоянный резистор, РП — переменный резистор, РН — набор резисторов;

2 второй элемент — цифра: 1 — непроволочный резистор, 2 — проволочный ре-I зистор;

3 третий элемент — цифра, обозначающая разновидность конструкции.

Например, Р2-15 означает: резистор постоянный, проволочный, 15-й вариант кон­струкции.

В конструкторской документации помимо типа резистора указывают номиналь­ную мощность, номинальное сопротивление, допуск на сопротивление и ряд дру­гих параметров.

На принципиальных схемах резисторы изображают в виде прямоугольника с ука­занием сопротивления, мощности и порядкового номера (рис. 2.9).

а б в г д е ж

Рис. 2.9

Мощность указывают наклонными, продольными или поперечными линиями внутри прямоугольника: a — 0,125 Вт; б — 0,25 Вт; в — 0,5 Вт; г — 1 Вт; д — 2 Вт. Изображение переменных резисторов показано на рис. 2.9, е, а подстроечных — на рис. 2.9, ж.

Основные параметры резисторов указывают на его корпусе, но для миниатюрных резисторов не хватает места на корпусе, поэтому ГОСТ 11076—69 предусматри­вает сокращенную буквенно-кодовую маркировку. При такой маркировке вместо запятой в наборе цифр, означающих номинальное значение сопротивления, ста­вят букву, указывающую, в каких единицах выражено сопротивление: R (или Е) — в омах, К — в килоомах, М — в мегаомах, G — в гигаомах, Т — в тераомах. При этом ноль, стоящий до или после запятой, не ставят. После указания величины номинального сопротивления ставят букву, обозначающую допуск, в соответ­ствии с табл. 2.2.

В последние годы в соответствии с СТ СЭВ 1810—79 стала применяться между­народная система обозначений в соответствии с табл. 2.3.

Например, резистор с сопротивлением 0,47 кОм и допуском ±20 % маркируют К47В или К47М.

Таблица 2.2. Маркировка резисторов по ГОСТ 11076—69

Допустимое

отклонение, % ±0,1 ±0,2 ±0,5 ±1 ±2 ±5 ±10 ±20 ±30
Обозначение Ж УД РЛИС ВФ

Таблица 2.3. Маркировка резисторов по СГ СЭВ 1810—79

Допустимое отклонение, % ±0,001 ±0,002 ±0,005 ±0,01 ±0,02 ±0,05

Обозначение Е L R P U X

Допустимое отклонение, % ±0,1 ±0,25 ±0,5 ±1 ±2 ±5 ±10 ±20 ±30

Обозначение В С D F GIKMN

Помимо буквенно-цифровой применяется цветовая индексация номинального сопротивления и допуска на корпусе резистора (ГОСТ 28883—90). Вблизи одного из торцов корпуса наносят 4 цветных полоски: первая обозначает первую циф­ру номинала, вторая — вторую цифру номинала, третья — множитель; четвертая — величину допуска, цвет полосок стандартизован.

Конструктивно-технологические разновидности резисторов

В зависимости от конкретных условий работы в РЭА применяются различные типы резисторов.

Непроволочные тонкослойные постоянные резисторы. У резисторов группы С1 токопроводящий слой представляет собой пленку пиролитического углерода, а у резисторов группы С2 — пленку сплава металла или оксида металла. Эти резис­торы являются резисторами широкого применения с допусками ±5, ±10 или ±20 % и мощностью от 0,125 до 2 Вт. Помимо резисторов С1 и С2 к этой категории резис­торов относятся резисторы типов МЛТ, МТ и ВС.

Поскольку металл обладает более высокой теплостойкостью, чем углерод, то рези­сторы С2 при равной мощности имеют меньшие, чем С1, габариты. Резисторы С2 обладают более высокой стабильностью при циклических изменениях темпера­туры. Недостатком металлопленочных резисторов является небольшая стойкость к импульсной нагрузке и меньший частотный диапазон, чем у углеродистых. Объясняется это тем, что токопроводящий слой у металлопленочных резисторов толще, чем у углеродистых резисторов, поэтому, увеличивается паразитная емкость между витками резистивной спирали. На основе резисторов С2 создаются также прецизионные резисторы с допусками ±(0,1-1) %. Прецизионные резисто­ры имеют большие габариты, чем резисторы общего применения. Это облегчает тепловые режимы и повышает стабильность свойств проводящего слоя.

Композиционные резисторы. У этих резисторов токопроводящий материал получа­ют путем смешивания проводящего компонента (графита или сажи) со связующими компонентами, наполнителем, пластификатором и отвердителем. В резисто­рах группы СЗ полученную композицию наносят на поверхность изоляционного основания, а в резисторах группы С4 спрессовывают в виде объемного цилиндра или параллелепипеда. В зависимости от состава композиционные материалы име­ют очень широкий диапазон удельных сопротивлений. Объемные композицион­ные резисторы С4 имеют прямоугольную форму и предназначены для установки на печатных платах. Они обладают высокой теплостойкостью (до 350 °С) и име­ют небольшие габариты. Недостатком композиционных резисторов является вы­сокий уровень токовых шумов, что объясняется крупнозернистой структурой про­водящего материала.

Проволочные постоянные резисторы. Для изготовления этих резисторов исполь­зуют провод из специальных сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление, Хорошую теплостойкость и малый температурный коэффициент сопротивления. Эти резисторы обладают очень высокой допустимой мощностью рассеивания (десятки ватт) при относительно небольших размерах, высокой точностью и хорошей температурной стабильностью. Так как резисторы изготавливают путем намотки провода на каркас, то они имеют большую индуктивность и собствен­ную емкость. Для уменьшения индуктивности применяют бифилярную намотку, при которой обмотку резистора выполняют сдвоенным проводом, благодаря чему поля расположенных рядом витков направлены навстречу друг другу и вычита­ются. Уменьшение индуктивности достигается также путем намотки на плоский каркас. Недостатком бифилярной намотки является большая собственная емкость. Для получения малых индуктивности и емкости применяют разбивку обмотки на секции, в каждой из которых поочередно меняется направление намотки. Про­волочные резисторы значительно дороже тонкопленочных, поэтому применяют их в тех случаях, когда характеристики тонкопленочных резисторов не удовлет­воряют предъявляемым требованиям.

Высокочастотные резисторы и резисторы СВЧ. Эти резисторы обладают неболь­шими собственными индуктивностью и емкостью, что обеспечивается отсутстви­ем спиральной нарезки, но при этом сопротивление не превышает 200-300 Ом. Однако это не является недостатком, так как на СВЧ высокие номиналы сопро­тивлений не применяют. В ряде случаев высокочастотные резисторы изготавли­вают без проволочных выводов и эмалевого покрытия, что уменьшает паразит­ную индуктивность и шунтирующее действие диэлектрика. На сверхвысоких частотах применяют резисторы группы С6, способные работать на частотах до 10 ГГц. К категории высокочастотных относятся также резисторы типов: С2-11, С2-34, МОН (металлоокисидные незащищенные) и МОУ (металлоокисидные ультравысокочастотные). На высоких частотах находят применение, кроме того, микропроволочные малогабаритные резисторы типа С5-32 Т, имеющие длину 6 мм, диаметр 2,6 мм и паразитную индуктивность не более 0,1 мкГн. Эти резис­торы имеют мощность 0,125 Вт и номинальное сопротивление от 0,24 до 300 Ом с точностью 0,5; 1; 2 и 5 %.

С пециальные резисторы

К категории специальных резисторов относят резисторы, сопротивление которых зависит от внешних факторов: температуры, освещенности, магнитного поля и т. д.

Варисторы — полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от приложенного к ним напряжения. Варисторы изготавливают путем спекания кри­сталлов карбида кремния и связующих веществ. В готовой структуре варистора между кристаллами кремния существуют мельчайшие зазоры. При приложении к варистору внешнего напряжения происходит перекрытие этих зазоров, в резуль­тате чего сопротивление варистора уменьшается. Типичный вид вольт-амперной характеристики рис. 2.10 показан на рис. 2.10.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)