СОДЕРЖАНИЕ

ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗИСТОРОВ В РЭА

Конструкция резисторов общего назначения. Приведем в качестве основной наиболее распространенную конструкцию (рис. 2.12) резисторов (например, МЛТ - металлопленочные, лакированные, теплостойкие).

Рис. 2.12. Элементы конструкции резисторов общего назначения

В пленочных резисторах резистивный элемент наносят на диэлектрическое основание в виде сплошной или спиралевидной пленки (рис. 2.13, а).

В объемных резисторах функцию основания и резистивного элемента выполняет композиционный элемент с заданным удельным сопротивлением (рис. 2.13, б). В проволочных резисторах резистивный элемент образует спираль из проволоки.

Рис. 2.13. Резистивные элементы непроволочных резисторов

Резисторы в цепи постоянного тока

В общем случае сопротивление резистора постоянному току определяется не только сопротивлением резистивного элемента R_H, но и рядом других компонентов: R_K - контактного сопротивления, R₀ - сопротивления основания, R_3П -сопротивления защитного покрытия. Отразим это на схеме замещения резистора, включенного в цепь постоянного тока (рис. 2.14).

Рис. 2.14. Схема замещения резистора на постоянном токе

При спиралевидном резистивном слое шунтирующее влияние проводимости изоляционного основания и защитного покрытия возрастает. Суммарное сопротивление резистора можно представить выражением:

где t - шаг спирали; а - расстояние между витками.

При нормальной температуре и влажности проводимостью изоляционного основания можно пренебрегать, если величина сопротивления не превышает 10⁹...10¹⁰ Ом.

Нелинейные свойства резисторов. В неметаллических резистивных элементах (в особенности при зернистой структуре) влияние напряжения на сопротивление может проявляться при неощутимом нагреве резистивного элемента в целом. Увеличение проводимости резистивного слоя связывают с электрическим пробоем между микроструктурами зернистого слоя при росте приложенного напряжения. В этом случае вольт-амперная характеристика резистора не подчиняется закону Ома и имеет нелинейный характер (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Вольт-амперная характеристика реального резистора

Нелинейные свойства резисторов отражает коэффициент напряжения К_Н = DR/(U₁ - U₀)R₀). В результате таких свойств резистор может служить источником нелинейных искажений, как показано на рис 2.16.

Рис. 2.16. Искажение формы синусоидального сигнала

Если резистор значительно нагревается проходящим током, то изменение сопротивления в зависимости от приложенного напряжения будет определяться не только его нелинейностью, но и температурой нагрева.

Суммарное изменение сопротивления характеризуется коэффициентом нагрузки

К_НГ = = К_НГ • U + D Т • ТКС

Работа резисторов в высокочастотных (ВЧ) цепях. Комплексное сопротивление резистора на переменном токе определяется распределенной емкостью С' и индуктивностью L'. Схема замещения выглядит таким образом (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Эквивалентная схема резистора на переменном токе

Работа с такой эквивалентной схемой крайне неудобна. В большинстве случаев рационально пользоваться упрощенной схемой замещения, приведенной на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Упрощенная эквивалентная схема резистора для ВЧ цепей

К высокоомным резисторам можно отнести резисторы, величина сопротивления которых R > (L'/С')^1/2. Для реальных резисторов это К > 300...3000 Ом. При таких величинах сопротивления влиянием индуктивности можно пренебречь. Эквивалентные схема приобретает вид, изображенный на рис. 2.19, где R_f - активное сопротивление резистора на частоте f, С_f - собственная емкость резистора.

Рис. 2.19. Эквивалентная схема высокоомного резистора в ВЧ цепях

Следует заметить, что величина R_f учитывает активные потери, связанные с поверхностным эффектом и потерями в изоляционных материалах на рабочей частоте.

Для низкоомных резисторов с сопротивлением менее 300 Ом величиной емкостного сопротивления по сравнению с индуктивным можно пренебречь. Эквивалентная схема приобретает вид, приведенный на рис. 2.20.

Рис. 2.20. Эквивалентная схема низкоомного резистора в ВЧ цепях

Проволочные резисторы ввиду большой собственной индуктивности в высокочастотных цепях не используются. В связи с большими потерями на высоких частотах объемные резисторы также имеют ограниченное применение в ВЧ аппаратуре.