Резисторы для навесного и печатного монтажа
1.1 Классификация резисторов
Резистором называется пассивный элемент РЭА, предназначенный для создания в электрической цепи требуемой величины сопротивления, обеспечивающей перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы
Общая классификация (рис 1.1) составлена по ряду признаков присущих многим изделиям электронной техники, назначению, способу монтажа, способу защиты и т. п. В основу конкретной классификации (рис 1.2) положен материал резистивного (токопроводящего) элемента
В зависимости от назначения резисторы делятся на: общего назначения и специальные (прецизионные и сверхпрецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные)
Резисторы общего назначения используются в качестве различных нагрузок, поглотителей и делителей в цепях питания, элементов фильтров, шунтов, в цепях формирования импульсов и т. п. Диапазон номинальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом — 10 МОм, номинальные мощности рассеяния 0,062—100 Вт. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального значения ±1, ±2; ±5;±10; ±20 %.
Прецизионные и сверхпрецизионные резисторы, отличаются высокой стабильностью параметров при эксплуатации и большой точностью изготовления (допуск от ±0,0005 до 0,5 %). Применяются они в основном в измерительных приборах, в различных счетно-решающих устройствах, вычислительной технике и системах автоматики Диапазон их номинальных сопротивлений в ряде случаев шире, чем резисторов общего назначения. Например, в качестве шунтов используют резисторы с номинальным сопротивлением менее 1 Ом, а в эталонных катушках и магазинах сопротивлений применяют резисторы с номинальным сопротивлением до сотен гигаом. Зато мощности рассеяния их сравнительно небольшие и, как правило, не превышают 2 Вт. Объясняется это высокими требованиями к стабильности, которые трудно выполнить при больших мощностях рассеяния
Высокочастотные резисторы (резисторы с «подавленной» реактивностью) отличаются малыми собственной индуктивностью и емкостью, предназначены для работы в высокочастотных цепях, кабелях и волноводах радиоэлектронной аппаратуры в качестве согласующих нагрузок, аттенюаторов, направленных ответвителей, эквивалентов антенн и т. п. Непроволочные высокочастотные резисторы способны работать на частотах до сотен мегагерц и более, а высокочастотные проволочные — до сотен килогерц.
Рис. 1.1 Общая классификация резисторов
Риc. 1.2. Классификация резисторов по материалу резистивного элемента
Высоковольтные резисторы рассчитаны на большие рабочие напряжения (от единиц до десятков киловольт). Применяются они в качестве делителей напряжения, искрогасителей, поглотителей, в зарядных и разрядных высоковольтных цепях и т. п.
Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номинальных сопротивлении от десятков мегаом до единиц тераом и рассчитываются на небольшие рабочие напряжения (100—400 В). Поэтому они работают в ненагруженном режиме и мощности рассеяния их малы (менее 0,5 Вт) Высокомегаомные резисторы применяют в электрических цепях с малыми токами, в приборах ночного видения, дозиметрах и в измерительной аппаратуре.
В зависимости от способа монтажа в аппаратуре как постоянные, так и переменные резисторы могут выполняться для печатного и навесного монтажа, а также для микромодулей и микросхем или для сопряжения с ними.
Резисторы для навесного монтажа могут иметь жесткие или мягкие выводы, аксиальные или радиальные из проволоки круглого сечения или ленты, в виде лепестков и т п.
У резисторов, применяемых в составе микросхем и микромодулей, а также СВЧ резисторов в качестве выводов могут использоваться части их поверхности.
В зависимости от способа защиты от внешних воздействующих факторов резисторы конструктивно выполняются изолированными, неизолированными, герметизированными и вакуумными.
Неизолированные резисторы (с покрытием или без покрытия) не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Напротив, изолированные резисторы имеют достаточно хорошее изоляционное покрытие (лаки, компаунды, пластмассы и т. п.) и допускают касания корпусом шасси или токоведущих частей аппаратуры.
Герметизированные резисторы имеют герметичную конструкцию корпуса, которая исключает возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством. Герметизация осуществляется с помощью керамических или металлических корпусов, а также с помощью опрессовки специальным компаундом.
Вакуумные резисторы — резисторы, у которых резистивный элемент с основанием помещается в стеклянную вакуумную колбу. По существу, это разновидность герметизированного резистора.
Иногда резисторы разделяют на защищенные и незащищенные. Защищенные допускают эксплуатацию в условиях повышенной влажности в аппаратуре любого конструктивного исполнения, незащищенные — только в составе герметизированной аппаратуры или в корпусах микросхем.
По характеру изменения сопротивления все резисторы подразделяются на постоянные и переменные. Последние, в свою очередь, делятся на подстроечные и регулировочные.
Постоянные резисторы имеют фиксированное сопротивление, которое в процессе элксплуатации не регулируется. Переменные резисторы — регулировочные, допускают изменение сопротивления в процессе их функционирования в аппаратуре. Сопротивление подстроечных резисторов изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры.
Переменные резисторы по конструкции могут быть выполнены:
одноэлементными и многоэлементными (сдвоенные, строенные и счетверенные);
с круговым и прямолинейным перемещением подвижного контакта;
однооборотными и многооборотными;
с выключателем и без выключателя;
с упором и без упора;
с фиксацией и без фиксации положения подвижной системы;
с дополнительными и без дополнительных отводов.
В зависимости от материала резистивного элемента (рис. 1.2) резисторы разделяют на следующие группы:
проволочные с резистивным элементом из волоченой или литой проволоки с высоким удельным сопротивлением;
непроволочные;
металлофольговые с резистивным элементом из фольги определенной конфигурации, нанесенной на изолированное основание.
Непроволочные резисторы можно разделить на тонкопленочные (толщина слоя — нанометры), толстопленочные (толщина — доли миллиметра), объемные (толщина — единицы миллиметра) Разумеется, приведенное разделение слоев весьма условное. Четкой градации по толщине, вообще говоря, не существует
Тонкопленочные резисторы подразделяются на металлодиэлектрические, металлоокисные и металлизированные с резистивным элементом в виде микрокомпозиционного слоя из диэлектрика и металла, или тонкой пленки окиси металла, или сплава металла, углеродистые и бороуглеродистые, проводящий элемент которых — пленка пиролитического углерода или борорганических соединений.
К толстопленочным резисторам относят лакосажевые, керметные и резисторы на основе проводящих пластмасс. Объемные резисторы могут быть с органическим и неорганическим связующим диэлектриком. Проводящие резистивные слои толстопленочных и объемных резисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию) из нескольких фаз, получаемую механическим смешением проводящего компонента, например графита или сажи, металла или окисла металла, с органическими или неорганическими связующими (смолы, стеклоэмали), наполнителем, пластификатором и отвер-дителем. После соответствующей термообработки образуется гетерогенный монолитный слой с необходимым комплексом резистивных параметров.
Лакосажевые композиции формируются на основе синтетических смол в виде лаковых растворов. Проводящим компонентом является сажа. Резисторы на основе этих композиций называют лакосажевыми, лакопленочными или пленочными композиционными.
В объемных резисторах в качестве связующего компонента используют органические смолы или стеклоэмали. Проводящей фазой является сажа.
В резистивных керметных слоях основным проводящим компонентом являются металлические порошки и их смеси, представляющие собой керамическую, стеклянную или полимерную основу с равномерно распределенными частицами металла. Широкое применение нашли системы палладий — окись палладия — серебро — стекло и системы на основе рутения.
В резисторах на основе проводящих пластмасс резистивный элемент формируется горячим прессованием из проводящей композиции в виде пресспорошков, изготовленных на основе связующих полимеров (диаллилфталатных, фенольных и других смол) и сажи. Возможны металлопластмассовые композиции, проводящим компонентом которых являются металлы.
В резистивных керметных слоях основным проводящим компонентом являются металлические порошки и их смеси, представляющие собой керамическую основу с равномерно распределенными частицами металла.]