Параметры резисторов. Понятия, классификация, обозначение резисторов

Понятия, классификация, обозначение резисторов

Резисторы

Резисторы — (сопротивляюсь) — устройство, создаваемое на основе электропроводящих материалов, с нормированным постоянным или переменным активным сопротивлением, обеспечивающие распределение токов и напряжений между отдельными участками цепи. Резисторы занимают 70% от всех выпускаемых дискретных компонентов. В соответствии с новыми стандартами резисторы обозначаются: Р – постоянные резисторы, РП – переменные резисторы.

Классификация резисторов:

1. По характеру изменения сопротивления (РП):

· Подстроечные – используются вовремя монтажа ЭА;

· Регулировочные – используется во время монтажа, также может использоваться во время эксплуатации ЭА.

2. По назначению(Р):

· Общего назначения – к этим резисторам не предъявляются жесткие требования;

· Специального назначения – резисторы, которые имеют специфические свойства и которые используются в отдельной области. К этим резисторам относят прецизионные (точные), высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные и полупроводниковые (датчики). Прецизионные резисторы применяются в точных измерительных приборах, счетно-решающих устройствах, системах автоматики. Высокочастотные резисторы предназначены для работы в импульсных схемах, в высокочастотных и сверхвысокочастотных цепях, кабелях, волноводвах. Высоковольтные резисторы применяются в качестве делителей напряжения, поглотителей в высокочастотных установках, для искрогашения в зарядных и разрядных высоковольтных цепях. Высокомегаомные резисторы используются в измерительной аппаратуре, в цепях с малыми токами, в приборах ночного видения, дозиметрах. Полупроводниковые резисторы (датчики) применяются в устройствах дистанционного управления, в качестве датчиков различных физических величин.

3. По материалу резистивного элемента (рис 1).

Другие систематизации учитываются при выборе резистора, но они второстепенны.

4. По типу монтажа:

· Для поверхностного монтажа;

· Для монтажа в отверстие.

5. По способу защиты:

· Изолированные;

· Неизолированные;

· Герметизированные;

· Вакуумные.

6. По форме выводов:

· Аксиальные;

· Радиальные.

Конструкция резистора представляет собой – резистивный элемент (тело) и 2 вывода. Тело резистора выполняется из материалов с требуемым сопротивлением, а выводы из низкоомного материала или сплава.

Э 1 — Схема электрически-структурная;

Э 2 — Схема электрически-функциональная;

Э 3 — Схема электрически-принципиальная.

Обозначение Р в схеме электрической принципиальной–Э3.(рис. 2.)

Номинальная мощность обычно указывается внутри символа резистора постоянного сопротивления. Обозначение резистора представлено на рис. 3.

Подстречные резисторы на лицевую панель не выносятся и обычно используются при регулировке ЭА. Износоустойчивость – одна тысяча циклов.

Регулировочные резисторы выносятся на лицевую панель, используются при регулировки и эксплуатации ЭА. Износоустойчивость – пять тысяч циклов.

Постоянные Р. общего назначения имеют номинальное сопротивление от 1Мом до 10 Мом (мощность от 0,125 до 100Вт).

Р. специального назначения могут иметь самые разные параметры, в зависимости от назначения ЭА.

Важно знать следующие параметры Р.:

1) Номинальное сопротивление, для типовых компонентов величины этих сопротивлений стандартизованы, в соответствии с гостом международной электротехнической комиссии (МЭК).

Обычно для Р. Установлены 6-рядов номинальных значений: E6, E12, E24, E48, E96, E192. Число при букве E обозначает количество номинальных значений в данном ряду. Ряды МЭК широко используются для Р.

Таблица 1. Таблица МЭК для рядов Е6, Е12, Е24.

Индекс ряда	Числа ряда	Допуск %
E6	1,0	1,5	2,2	3,3	4,7	6,8	±20%
E12	1,0	1,5	2,2	3,3	4,7	6,8	±10%
1,2	1,8	2,7	3,9	5,6	8,2
E24	1,0	1,5	2,2	3,3	4,7	6,8	±5%
1,1	1,6	2,4	3,6	5,1	7,5
1,2	1,8	2,7	3,9	5,6	8,2
1,3	2,0	3,0	4,3	6,2	9,1

Любое номинальное сопротивление можно получить делением на 10, 100, 1000.

Ряды МЭК образованы по следующему принципу:

За первое число каждого ряда принята единица. Другие числа ряда представляют собой числа геометрической прогрессии типа

a_n=q^N-1

где N – номер искомого числа, а q – знаменатель геометрической прогрессии.

Значение a_n округляют. Знаменатель q определяют по декадам:

Использование таких рядов номинальных значение позволяет получать равномерное распределение чисел на логарифмической оси.

2) Допуск на номинал: ∆R — максимальное допустимое отклонение фактического значения (измеренного значения) параметра от его номинального значения:

Величина допуска регламентирована гостом. Приведенные в таблице 1. значения характерны для резисторов общего назначения (значения ±1%, ±2% для заказных резисторов). Для специальных высокочастотных (прецизионных) резисторов величина допуска составляет: ±0,1%; ±0,05%; ±0,02%; ±0,01% (более точные резисторы изготавливаются по заказу).

3) Номинальная мощность — максимально допустимая мощность, рассеиваемая на сопротивление резистора, при котором все его параметры остаются в пределе допуска в течении всего срока службы. Номинальное сопротивление резистора выбирается согласно госту из ряда: 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2,5Вт (иногда используют 10Вт для специальных). Существует ряд от 0,062Вт до 500Вт.

4) Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — это изменение сопротивления при изменении температуры на 1 ⁰С. ТКС изменяется в единице на градус.

единица/градус

Для специальных резисторов, у которых наблюдается сильная зависимость сопротивления от температуру (R/T) в документах оговаривается температурный диапазон. Полное обозначение современных резисторов в схеме Э3 (в перечне элементов) и в спецификации

Класс:

Р – резистор постоянный;

РП – резистор переменный;

РН – резисторный набор.

Маркировка резисторов:

P1 – 4 – 0,5 – 10кОМ – ±1% А – Б – В ОЖО – 467 – 157ТУ

Расшифровка:

Р – резистор постоянный;

1 –непроволочный;

4 – регистрационный номер;

0,5 – мощность Вт;

10кОМ – сопротивление;

±1% – – допуск;

А – группа различается по уровню шумов;

Б – группа различается по ТКС;

В – всеклиматическое использование;

ОЖО…….ТУ – документация на поставку (в данном случае техническая документация).

Поскольку большая часть резисторов изготавливается виде пленочных структур, то важно рассмотреть основные сведенья о тонкопленочных резистивных элементах.

Тонкой пленкой в МЭ – называется такая пленка, у которой наблюдается не линейная зависимость электрофизических параметров от толщины(d) пленки, зависимость электрофизических параметров от толщины пленки изображена на рис.4.

Такая нелинейная зависимость связана со структурой роста пленок, для тонких и толстых пленок все расчеты выполняют с использованием удельного поверхностного сопротивления – .

Нелинейная зависимость от толщины (d), позволяет из одного материала создавать большой диапазон номиналов сопротивлений, изменяя только толщину.

S – площадь сечение;

P_v – удельное объемное сопротивление.

– К_ф (коэффициент формы)

– измеряется в Ом / квадрат.

Все материалы РЭ в первую очередь выбираются по . Механизм роста тонких пленок довольно сложен он проходит множество стадий, например: Сначала появляются центры на повыерхности диэлектрика, потом вокруг этих центров разрастаются островки, потом островки сливаются и пленка становиться сплошной.

Центры роста → появление мостиков между островками → разрастание мостиков → слияние островков до сплошной структуры. Каждая из этих стадий описывается своими формулами электропроводности.

Для островковой структуры учитывают эффекты туннелирования, инжекции, разные процессы на границе растущих зерен, даже для сплошной пленки электропроводность определяется с учетом отражений электронных потоков от границ пленок.

5) Уровень собственных шумов — определяется случайными колебаниями разности потенциалов, возникающих на РЭ и проявляющимися колебаниями на выводах резистора, как некоторое переменное напряжение, измеряемое в МкВ.

В проволочных резисторах имеет место чисто металлическая проводимость, поэтому такие резисторы являются наиболее стабильными, имеют наименьший коэффициент шума и постоянный и относительно небольшой ТКС. Пленочные слои имеют, как правило, островковую структуру, внутри островков чисто металлическая проводимость, а между ними носит чисто случайный характер. Поэтому поверхностное сопротивление получается несколько больше, чем определяется по формуле:

Электроны отражаются от поверхности пленки, если d соизмеримо с длиной пробега электрона. Если материал пленки склонен к окислению, то на границе островков появляется изолирующий слой, который электроны преодолевают благодаря туннельному эффекту.

Аналогичную структуру имеет композиционный материал, только в этом случае сопротивление будет существенно отличаться от формулы: и в этом случае движение электронов возможно не только за счет туннелирования, но и за счет эмиссионного эффекта (для этого нужна энергия, превышающая потенциальный барьер слоем диэлектрика). (В композиционных материалах обычно есть добавки диэлектрических материалов, при формировании РЭ).

ТКС практически трудно контролировать, поэтому в справочнике его дают в некотором диапазоне. Поэтому шумовые свойства у композиционных материалов самые худшие.

В проволочных резисторах наблюдаются только тепловые шумы, связанные с колебаниями фононов при изменении КТ и действующие напряжение шумов определяется формулой Найтвиста:

T — температура в кельвинах;

R — сопротивление в Ом;

Δf — полоса в которой изменяется шум в Гц;

U_ш — шумовое напряжение в В.

В пленочных резисторах к тепловым шумам добавляются токовые, возникновение которых связано случайным изменением пути протекания тока между островками, т.е. флуктуацией (колебание) сопротивления. Шумовое напряжение, создаваемое этим током на концах резистора, оказывается значительно больше теплового и имеет непрерывный спектр и наибольшую интенсивность в области низких частот. У переменных резисторов имеется еще один источник шумов – ток скольжения. Уровень токовых шумов определяется отношением переменного шумового напряжения к постоянному напряжению, приложенному к резистору, и измеряется в мкВ/В_пост. Полоса частот (Δf) от50Гц до 5 кГц

Типовые непроволочные резисторы по уровню шумов делятся на 2 группы:

· А группа для которой напряжение токовых шумов меньше 1 мкВ/В;

· Б группа с напряжением токовых шумов менее 5 мкВ/В.

Шумы скольжения обусловлены флуктуациями (колебаниями), контактных соединений у подвижного контакта.

Дата добавления: 2015-05-09