Елементи лектронної апаратури

Резистор — елемент електричного кола, призначений для використання його електричного опору. Основною характеристикою резистора є величина його електричного опору. Для випадку лінійної характеристики значення електричного струму через резистор в залежності від електричної напруги описується законом Ома.

Загальний опис.

Резистори відносяться до електричних компонентів, що застосовуються в схемах електротехніки та електроніки для обмеження сили струму та розподілу напруги. Резистори — найпоширеніші пасивні компоненти електронної апаратури, що використовуються як навантаження, споживачі та подільники в колах живлення, як елементи фільтрів, шунтів в колах формування імпульсів і т.д.

Основні параметри резисторів

Резистори характеризують номінальним значенням електричного опору (від декількох Ом до 1000 ГОм), прийнятним відхиленням від нього (0,001...20 %), максимальною потужністю розсіювання (від сотих часток Вт до декількох сотень Вт), граничною електричною напругою та температурним коефіцієнтом електричного опору.

Класифікація резисторів

В залежності від призначення резистори діляться на дві групи: резистори загального призначення та резистори спеціального призначення, до яких належать: високоомні резистори, високовольтні резистори, високочастотні резистори та прецизійні резистори.

За видом резистивного матеріалу резистори класифікуються на:

• дротяні резистори — відрізок дроту з високим питомим опором намотаний на неметалевий каркас. Можуть мати значну паразитну індуктивність;

• плівкові металеві резистори — тонка плівка металу з високим питомим опором, напилена на керамічне осердя, на кінці якого надіті металеві ковпачки з дротяними виведеннями. Це найпоширеніший тип резисторів;

• металофольгові резистори — у якості резистивного матеріалу використовується тонка металева стрічка;

• вугільні резистори — бувають плівковими і об’ємними. Використовують високий питомий опір графіту;

• напівпровідникові резистори — використовують опір слабколегованого напівпровідника. Ці резистори можуть бути як лінійними, так і можуть мати значну нелінійність вольт-амперної характеристики. В основному використовуються у складі інтегральних мікросхем, де інші типи резисторів застосувати важче.

За характером зміни опору резистори поділяються на:

• резистори сталого опору;

• регульовані резистори змінного опору (потенціометри);

• підлаштовні резистори змінного опору^[2].

За видом монтажу резистори бувають:

• для навісного монтажу (з дротяними виводами);

• для поверхневого монтажу (англ. SMD — Surface mount device);

• комбінації резисторів в одному загальному блоці, зазвичай мініатюрного виконання (збірки, мікромодулі, матриці,мікросхеми).

За видом вольт-амперної характеристики:

• лінійні резистори;

• нелінійні (напівпровідникові) резистори:

  • варистори — опір залежить від прикладеної напруги;

  • терморезистори — опір залежить від температури;

  • фоторезистори — опір залежить від освітленості;

  • тензорезистори — опір залежить від деформації резистора;

  • магніторезистори — опір залежить від величини напруженості магнітного поля.

Кондесатор

Пояснюючи, що таке конденсатор, ми повинні чітко уявляти фізичні основи роботи і конструкцію цього незамінного елемента кожного хоч трохи серйозного електронного пристрою.

Конденсатор – це елемент електричного кола, що складається з двох провідних обкладок, кожна з яких містить протилежний за знаком електричний заряд. Обкладки розділені діелектриком, який допомагає їм зберігати цей заряд.

Існує кілька типів ізоляційних матеріалів, що використовуються в конденсаторах, в тому числі, кераміка, слюда, тантал і полістирол. Широко використовуються у виробництві конденсаторів також такі ізолятори, як повітря, папір та пластик. Кожен з цих матеріалів ефективно запобігає обкладки конденсатора від зіткнення один з одним.

Що таке ємність конденсатора?

Поняття «ємність конденсатора» характеризує його здатність накопичувати електричний заряд. Одиницею виміру ємності є Фарада.

Якщо конденсатор зберігає заряд 1 кулон при різниці потенціалів між його обкладинками 1 Вольт, то він має ємність величиною в одну Фараду. У дійсності, ця одиниця занадто велика для більшості практичних застосувань. Типові величини ємностей при використанні конденсаторів потрапляють в діапазони міліфарад (10-3 Ф), микрофарад (10-6 Ф) і пикофарад (10-12 Ф).

Які бувають конденсатори?

Щоб зрозуміти, що таке конденсатор, необхідно розглянути основні типи цього компонента в залежності від призначення, умов застосування та виду діелектрика.

Електролітичні конденсатори використовуються в ланцюгах, де потрібна велика ємність. Більшість таких елементів полярні. Звичайні матеріали для них – тантал або алюміній. Алюмінієві електролітичні конденсатори значно дешевше і мають більш широке застосування. Тим не менш, танталові мають істотно більшу об’ємної ефективністю і мають чудові електричні характеристики.

Танталові конденсатори мають в якості діелектрика оксид танталу. Відрізняються високою надійністю, хорошими частотними характеристиками, широким діапазоном робочих температур. Вони широко використовуються в електронній апаратурі, де необхідний високий рівень ємності при невеликих габаритах. В силу своїх переваг виробляються у великих обсягах для потреб електронної промисловості.

До недоліків танталових конденсаторів можна віднести чутливість до пульсацій струму і перенапряжениям, а також відносну дорожнечу цих виробів.

Силові конденсатори, як правило, використовуються в системах високої напруги. Вони широко застосовуються для компенсації втрат в лініях електропередач, а також для поліпшення коефіцієнта потужності в промислових електроустановках. Виготовляються з високоякісної металізованої пропіленової плівки із застосуванням спеціальної просочення нетоксичним ізоляційним маслом.

Можуть мати функцію самоліквідації внутрішніх пошкоджень, що надає їм додаткову надійність і збільшує термін служби.

Керамічні конденсатори мають в якості матеріалу діелектрика кераміку. Відрізняються високою функціональністю за робочою напругою, надійністю, низькими втратами і дешевизною.

Діапазон ємностей їх варіюється від кількох пикофарад до приблизно 0,1 мкФ. В даний час є одним з найбільш широко використовуваних типів конденсаторів, використовуваних в електронному обладнанні.

Срібні слюдяні конденсатори прийшли на зміну широко поширеним раніше слюдяним елементам. Мають високу стабільністю, герметичним корпусом і великою місткістю на одиницю об’єму.

Широкому застосуванню срібно-слюдяних конденсаторів заважає їх відносна дорожнеча.

У паперових і металопаперові конденсаторів обкладки виготовляються з тонкої алюмінієвої фольги, а в якості діелектрика використовується спеціальний папір, просочена твердим (розплавленим) або рідким діелектриком. Застосовуються в низькочастотних ланцюгах радіопристроїв при великих токах. Відрізняються відносною дешевизною.

Для чого потрібен конденсатор

Є ціла низка прикладів використання конденсаторів в найрізноманітніших цілях. Зокрема, їх широко застосовують для зберігання аналогових сигналів і і цифрових даних. Конденсатори змінної ємності використовуються в телекомунікаційного зв’язку для регулювання частоти та налаштування телекомунікаційного обладнання.

Типовим прикладом їх застосування є використання в джерелах живлення. Там ці елементи виконують функцію згладжування (фільтрацію) випрямленої напруги на виході цих пристроїв. Вони також можуть бути використані в помножувачах напруги для генерації високої напруги, багаторазово перевищує вхідну напругу. Конденсатори широко застосовуються в різного роду перетворювачах напруги, пристроях безперебійного живлення для комп’ютерної техніки тощо

Пояснюючи, що таке конденсатор, не можна не сказати, що цей елемент може служити і відмінним сховищем електронів. Однак реально ця функція має певні обмеження з причини неідеальності ізоляційних характеристик використовуваного діелектрика. Проте конденсатор має властивість досить тривалий час зберігати електричну енергію при відключенні від ланцюга заряду, тому він може бути використаний як тимчасовий джерело живлення.

Завдяки своїм унікальним фізичним властивостям ці елементи знайшли настільки широке застосування в електронній та електротехнічній промисловості, що сьогодні рідко яке електротехнічний виріб не включає в себе принаймні один такий компонент для якої-небудь мети.

Підводячи підсумки, можна констатувати, що конденсатор – це безцінна частина величезного безлічі електронних і електротехнічних пристроїв, без яких був би немислимий подальший прогрес у науці і техніці.

Ось що таке конденсатор!

Діод

Під діодом звичайно розуміють електровакуумні або напівпровідникові прилади, які пропускають змінний електричний струм тільки в одному напрямку і мають два контакти для включення в електричний ланцюг. Одностороння провідність діода є його основною властивістю. Це властивість і визначає призначення діода:

- Перетворення високочастотних модульованих коливань в струми низької частоти (детектування);

- Випрямлення змінного струму в постійний.

Під детектуванням розуміють ще крім цього виявлення сигналу.

   По вихідному напівпровідниковому матеріалу діоди поділяють на чотири групи: германієві, кремнієві, з арсеніду галію і фосфіду індію. Германієві діоди використовуються широко в транзисторних приймачах, так як мають вищий коефіцієнт передачі, ніж кремнієві. Це пов’язано з їх більшою провідністю при невеликій напрузі (близько 0,1 … 0,2 В) сигналу високої частоти на вході детектора і порівняно малому опорі навантаження (5 … 30 кОм).

За конструктивно-технологічною ознакою розрізняють діоди точкові і площинні.

За призначенням напівпровідникові діоди поділяють на такі основні групи: випрямні, універсальні, імпульсні, варикапи, стабілітрони (опорні діоди), Стабистор, тунельні діоди, звернені діоди, лавинно-пролітні (ЛПД), тиристори, фотодіоди, світлодіоди та оптрони.

Діоди характеризуються такими основними електричними параметрами:

- Струмом, що проходить через діод в прямому напрямі (прямий струм Іпр);

- Струмом, що проходить через діод у зворотному напрямку (зворотний струм Іобр);

- Найбільшим допустимим випрямленою СТРУМОМ Івипр.макс;

- Найбільшим допустимим прямим струмом Іпр.доп.;

- Прямим напругою Unp;

- Зворотною напругою іобР;

- Найбільшим допустимим зворотним напругою іобр.макс

- Ємністю Сд між висновками діода;

- Габаритами і діапазоном робочих температур.