МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

Просмотров

Free Web Counters

 
 

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННЫХ АППАРАТОВ. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЗИСТОРОВ

Номинальное сопротивление резистора нормированное значение сопротивления. Резисторы изготавливаются на разные номиналы, которые в соответствии с рекомендациями МЭК (Международная электротехническая комиссия) стандартизированы. Согласно ГОСТ 282567 установлено шесть рядов номиналов сопротивлений: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192.

 

Цифра указывает количество номи­нальных значений в данном ряду. Переменные сопротивления имеют ряды номиналов: Е6, Е12, Е24.

Значения сопротивлений могут отличаться от номинальных в пределах определенных допусков. Ряд допускаемых отклонений так­же нормализован. Допуск дают в соответствии с рядом ±0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10; 20; 30%.

 

Принцип построения рядов номинальных значений для резисторов с заданным допуском показан в табл. 2.1.

Индекс ряда

Числовые коэффициенты, умножаемые на любое число, кратное 10п , п = 0, 1, 2, 3,...

Допуск, %

Е6 1,0 1,5 2,4 3,3 4,7 6,8 ±20

Е12

1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8 1,2 1,8 2,7 3,9 5,6 8,1

±10

Е24

1.0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8

1.1 1,6 2,4 3,6 5,1 7,5

1.2 1,8 2,7 3,9 5,6 6,8

1.3 2,0 3,0 4,3 6,2 9,1

±5

В резисторах общего применения номиналы сопротивлений согласованы с допусками таким образом, что получается так называемая "безотходная" шкала. При этом номинал и данный допуск одного резистора и примыкают к номиналу и допуску соседнего. Поэтому изготовленный резистор обязательно попадает в одну из номинальных групп.

 

Номинальная мощность рассеивания (Рном) указывает допустимую электрическую нагрузку в течение длительного времени при заданной стабильности сопротивления. Номинальные мощности рассеяния (Вт) устанавливаются согласно ГОСТ 966361 и соответствуют ряду значений: для микроэлементов 0,01; 0,025; 0,05; для РЭА на дискретных элементах 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; как правило, для проволочных резисторов 5, 8, 10, 16, 25, 50, 75, 100, 160, 250, 500.

Мощность рассеивания определяется размерами резистора, конструкцией и свойствами резистивного элемента. Часто пользуются характеристикой удельной мощности рассеивания

Руд = Рном / SR

где SR поверхность охлаждения резистора. Выделяемая энергия приводит к повышению температуры резистора (перегреву) на величину

Т = Руд / К ,

где К - коэффициент теплопередачи. С повышением температуры окружающей среды теплоотдача ухудшается и происходит перегрев резистора (рис. 3).

Зависимость мощности рассеивания резистора от температуры

Рис. 3. Зависимость мощности рассеивания от температуры

Максимальное напряжение (постоянного тока), которое может быть длительное время приложено к резистору,

Umax = Pном Rном

Пробивное напряжение характеризует электрическую прочность резистора. Обычно пробой происходит по поверхности между выводами и между витками при спиралевидной конструкции резистивного элемента. При длине резистора менее 5 см Uпр определяется из эмпирической формулы

Uпр = 4104 √ρl,

где p давление окружающей среды, Па; l - длина резистора, см.

Температурный коэффициент сопротивления характеризует относительное изменение сопротивления резистора под действием температуры и обозначается как ТКС или αТ:

αТ = (dR/dT)/(1/R0)

где R0 сопротивление резистора при номинальной температуре. Принимают аТ постоянной величиной во всем интервале рабочих температур или в двух интервалах от 25°С и выше и от 25°С и ниже. Абсолютное значение ТКС для различных типов резисторов может быть как αТ > 0 (толстопленочные резисторы), так и αТ < 0 (тонкопленочные резисторы). Значение сопротивления резистора может быть вычислено по формуле

R(Т) = R0(1+ αT∆Т),

где Т изменение температуры относительно номинальной.

Собственные шумы резисторов характеризуют тепловой и токовый шумы.

Тепловой шум случайно изменяющееся электрическое напряжение на концах проводника вследствие неупорядоченного теплового движения электронов. Тепловой шум характеризуется непрерывным, широким, практически равномерным спектром. В полосе частот от f1 до f2 ЭДС теплового шума определяется по формуле где [Ет] = мкВ; [f] = кГц; [R] = кОм.

Токовый шум возникает при протекании тока по проводнику и обусловлен дискретной структурой токопроводящего элемента. При прохождении электрического тока происходит местный нагрев, который сопровождается нарушением контактов между одними частицами и образованием контактов в результате спекания между другими. Из-за этого флуктуируют значения сопротивления и тока и на резисторе появляется шумовая составляющая напряжения.

Токовый шум имеет непрерывный спектр, интенсивность которого увеличивается в области низких частот. Поскольку ЭДС (или мощность) шума зависит от тока, то она должна зависеть также и от напряжения, приложенного к резистору. В первом приближении в полосе частот 60...6000 Гц ЭДС токового шума можно определить по формуле Еi = КiU где и напряжение на резисторе; К коэффициент, зависящий от конструкции резистора. Для различных типов резисторов значение К меняется от 0,2 до 20 мкВ/В. Уровень шума композиционных резисторов в несколько раз выше, чем у пленочных и является их существенным недостатком при использовании в РЭА. По абсолютной величине токовый шум может достигать сотен мкВ.

Влагоустойчивость резисторов определяется относительным изменением сопротивления, которое возникает после пребывания резистора в камере влажности при Т=40°С и относительной влажности 95.98% в течение заданного времени.

Защитные покрытия (лаки, эмали, пластмассы) полностью не предохраняют резистор от воздействия влаги. Они задерживают проникновение влаги на время, примерно пропорциональное квадрату толщины материала покрытия. Полная защита может быть достигнута только с помощью вакуумноплотной герметизации. После прекращения действия влаги номинальное сопротивления резистора может не восстанавливаться.

Коэффициент старения характеризует стабильность резисторов во времени:

βR = dR / dtR0.

Обычно βR принимается в первом приближении величиной, не зависящей от времени.

Частотные свойства резисторов определяются номинальным сопротивлением и распределенными индуктивностью и емкостью. Сопротивление резистора на переменном токе зависит как от его номинального значения, так и от его емкости и индуктивности, которые, в свою очередь, определяются конструкцией резистора.

Для непроволочных резисторов с большим сопротивлением (сотни кОм) сопротивление на высоких частотах уменьшается, с малым сопротивлением увеличивается. Это связано, в первую очередь, с технологией изготовления резисторов.

Маркировка резисторов. На каждом непроволочном резисторе указываются номинальное сопротивление, допустимые отклонения сопротивления от номинального и тип резистора. Если уровень шумов резистора меньше 1 мкВ/В, на нем ставится буква А.

Для резисторов принята система сокращенных обозначений согласно ГОСТ 1345368. Резисторы постоянного сопротивления обозначаются буквой С, переменного СП, цифровой индекс указывает материал резистивного элемента (табл. 2).

Таблица 2

Постоянные

Переменные

Тип резистора

С1

СП1

Углеродистые

С2

СП2

Металлопленочные, металоокисные

С3

СП3

Пленочные композиционные

С4

СП4

Объемные композиционные

С5

СП5

Проволочные

После дефиса следует номер разработки резистора. Кодированное обозначение номинального сопротивления резисторов (ГОСТ 1107669) состоит из цифр, обозначающих номинальное сопротивление, и буквы, обозначающей единицу измерения сопротивления. Сопротивления до 100 Ом выражаются в Oмах и обозначаются буквой Е. Сопротивления от 100 Ом до 100 кОм выражаются в килоомах и обозначаются буквой к, а сопротивления от 100 кОм до 100 Мом в мегаомах и обозначаются буквой М. Эти буквы ставятся на место запятой десятичной дроби, которая выражает значение сопротивления. Например: 5 кОм маркируется как 5к; 500 Ом к5; 4,7 кОм 4к7.

Допустимые отклонения сопротивления от номинального маркируются буквами (табл. 3).

Таблица 3

Допустимое отклонение, % Код Допустимое отклонение, % Код
± 0,1 Ж ± 20 В
± 0,2 У ± 30 Ф
± 0,5 Д от + 50 до 10 Э
± 1 Р от + 50 до 20 Б
± 2 Л от + 80 до 20 А
± 5 И ±100 Я
± 10 С от + 100 до 10 Ю

На непроволочных резисторах номинальная мощность указывается только на резисторах больших габаритов. Номинальная мощность малогабаритных резисторов определяется по размеру корпуса.

Старые обозначения типов резисторов состоят из букв. Первая буква обычно обозначает вид резистивного элемента. Например, У углеродистый; М металлопленочный; Б бороуглеродистый; К композиционный. Вторая буква вид защиты резистивного элемента: Л лакированный; Г герметичный; Э эмалированный, изолированный, вакуумированный. Третья буква особые свойства резистора: Т теплостойкий; П прецизионный; В высокоомный; М малогабаритный; О объемный; Н низкоомный.

Иногда тип резистора обозначается двумя буквами: МО металлоокисный. Вторая буква может указывать на особые свойства (М мегаомный, Т теплостойкий).

Наиболее широко использовавшиеся ранее типы резисторов: МЛТ, ОМЛТ, МТ металлопленочные резисторы, термостойкие. Уровень шумов для группы А не более 1 мкВ/В, для группы Б не более 5 мкВ/В; ВС - влагоустойчивые углеродистые; УЛМ - углеродистые лакированные малогабаритные; МОН - металлоокисные; КИМ - композиционные, пленочные изолированные; СЧ - композиционные, объемные, в стеклокерамической оболочке; С2 - металлодиэлектрические.

Проволочные резисторы характеризуются повышенной стабильностью величины сопротивления, термостойкостью, влагостойкостью и малым уровнем шумов, выдерживают значительные перегрузки. Вследствие высокой индуктивности их частотный диапазон не превышает 1.2 МГц. Проволока, используемая для резистивного элемента проволочных резисторов, выполнена из сплавов магнанина и константана. Для маркировки ранее выпущенных резисторов применялись обозначения: ПЭ - проволочные эмалированные; ПЭВ - проволочные эмалированные влагостойкие.