3551

ствии с формулой для ёмкости плоского конденсатора, с ростом расстояния между обкладками (вызванной ростом значения обратного напряжения) ёмкость p-n-перехода будет уменьшаться. Это уменьшение ограничено толщиной базы, далее которой толщина обеднённого слоя увеличиваться не может, по достижении этого минимума ёмкости с ростом обратного напряжения ёмкость не изменяется. Другой ограничивающий фактор управляемого снижения ёмкости — электрический лавинный пробой обеднённого слоя.

Зависимость барьерной емкости варикапа ÑVD от обратного напряжения U , В аппроксимируется следующим выражением

где k – постоянный коэффициент; n – показатель степени, равный от 0,5 до 0,7 для резкого (полученного методом вплавления примеси или ионного легирования), или 0,3 для плавного (полученного методом диффузии легирующей примеси) p-n переходов.

Схема включения варикапа в цепь параллельного колебательного контура показана на рис. 2.43.

Рис. 2.43. Схема включения варикапа

Для предотвращения короткого замыкания варикап VD1 подключается к контурной катушке L 1 через разделительный

181

конденсатор достаточно большой емкости Ср от 10 до 15 нФ. Резистор R11 МОм устраняет шунтирующее сопротивление источника напряжения смещения, вносимое в колебательный контур. Величина обратного напряжения U регулируется с помощью потенциометра R2.

Варикапы используются, в основном, в радиоприёмных узлах телевизоров, приёмников и радиотелефонов для настройки на частоту передатчика. Раньше в таких узлах применялись переменные конденсаторы с механическим управлением, которые имели большие габариты и массу, а также другие недостатки. Применение варикапов позволило в разы уменьшить габариты и массу радиоприёмной аппаратуры.

Основными электрическими и эксплуатационными параметрами варикапов являются:

-общая ёмкость — ёмкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении;

-коэффициент перекрытия по ёмкости — отношение ёмкостей при двух заданных крайних значениях обратного напряжения на варикапе.

-добротность — отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте к сопротивлению потерь при заданном значении ёмкости или обратного напряжения;

-постоянный обратный ток — постоянный ток, ток утечки, протекающий через варикап при заданном обратном напряжении;

-максимально допустимое постоянное обратное напря-

жение;

-максимально допустимая рассеиваемая мощность;

-температурные коэффициенты ёмкости и добротности — отношение относительного изменения ёмкости (добротности) варикапа к вызвавшему его абсолютному изменению температуры; в общем случае сами эти коэффициенты зависят от значения обратного напряжения, приложенного к варикапу;

-предельная частота варикапа — значение частоты, на которой реактивная составляющая проводимости варикапа становится равной активной составляющей; измерение предель-

182

ной частоты производится при конкретных заданных обратном напряжении и температуре, которые, в свою очередь, зависят от типа варикапа.

К недостаткам использования варикапов для настройки контуров следует отнести:

- сложность или невозможность реализации необходимой функциональной характеристики;

-ограниченная область значений емкостей и диапазона их изменений;

-ограниченность рабочих напряжений ;

-низкие добротности;

-низкая температурная стабильность;

-большой производственный разброс параметров.

Вариконд - это конденсатор, емкость которого резко и нелинейно зависит от приложенного к нему напряжения [42]. Вариконды предназначены для управления параметрами электрических цепей и по своему функциональному действию аналогичны варикапам.

Принцип действия вариконда основан на зависимости диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика от напряженности приложенного электрического поля. Типичная функциональная характеристика вариконда С = f(U) для различных сегнетоэлектриков представляет кривую с максимумом (рис.2.44).

Одна из основных характеристик варикондов - коэффициент нелинейности. Значения коэффициента нелинейности могут изменяться от 4 до 50 в переменном поле.

При напряжении 5 В и частоте 50 Гц вариконды имеют номинальные значения емкостей от 10 до 100000 пФ. Вариконды характеризуются высокой механической прочностью, устойчивостью к вибрациям, тряске, влаге. В серийном производстве вариконды изготавливают в виде дисков, с номинальными значениями емкости от 10 пФ до 2.2 мкФ. Особенности варикондов - временная и температурная нестабильность емкости, ограниченный диапазон рабочих частот и температур, высокие значения диэлектрических потерь.

183

Рис. 2.44. Зависимости емкости некоторых варикондов от переменного напряжения при постоянной амплитуде переменного напряжения

Высокие нелинейные свойства позволяют использовать вариконды для стабилизации тока и напряжения, умножения частоты, для автоматического бесконтактного дистанционного управления, преобразования синусоидального напряжения в импульсное, а также усиления электрической мощности.

2.6. Обозначение конденсаторов в конструкторской документации

В подавляющем большинстве конденсаторы являются изделиями массового производства и изготавливаются на специализированных предприятиях. Для предприятий, где осуществляется сборка различных электронных средств, конден-

184

саторы являются покупными комплектующими изделиями (ПКИ). С целью приобретения необходимых конденсаторов составляются необходимые документы для их покупки. В этих документах, в частности, указывается полное условное обозначение резисторов (или запись при заказе) по формам принятым для российских или зарубежных предприятий. Для всех российских предприятий эта форма одинакова. Для зарубежных фирм эта форма индивидуальна для каждой фирмы.

Втекстовой конструкторской документации (КД) полное условное обозначение конденсаторов всегда представляется в перечне элементов к различным электрическим схемам, спецификации и перечне спецификаций, а, при необходимости, в других КД.

2.6.1.Обозначение конденсаторов в графической конструкторской документации

Вграфической КД (различные электрические схемы) конденсаторы обозначаются в виде условных графических обозначений (УГО). Согласно ГОСТ 2.728-74 «Условные графические обозначения. Резисторы, конденсаторы» существуют УГО для разных конденсаторов, представленные в табл. 2.1. и 2.2

Таблица 2.1 УГО конденсаторов общего применения

Примечание. Для указания поляризованного конденсатора используют обозначение

1а. Конденсатор постоянной емкости с обозначенным внешним электродом

Продолжение табл.2.1

2. Конденсатор электролитический: а) поляризованный

б) неполяризованный.

Примечание. Знак «+» допускается опускать, если это не приведет к неправильному пониманию схемы

3.Конденсатор постоянной емкости с тремя выводами (двухсекционный), изображенный:

а) совмещенно б) разнесенно

4.Конденсатор проходной

Примечание. Дуга обозначает наружную обкладку конденсатора (корпус) Допускается использовать обозначение

5.Конденсатор опорный. Нижняя обкладка соединена с корпусом (шасси) прибора

6.Конденсатор с последовательным собственным резистором

7.Конденсатор в экранирующем корпусе: а) с одной обкладкой, соединенной с корпусом

б) с выводом от корпуса

8.Конденсатор переменной емкости

9.Конденсатор переменной емкости многосекционный, например, трехсекционный

10.Конденсатор подстроечный

11.Конденсатор дифференциальный

11а. Конденсатор переменной емкости двухстаторный (в каждом положении подвижного электрода С=С)

Примечание к пп. 8 - 11а. Если необходимо указать подвижную обкладку (ротор), то ее следует изображать в виде дуги, например

12.Вариконд

13.Фазовращатель емкостный

14.Конденсатор широкополосный

15.Конденсатор помехоподавляющий

1.Конденсатор постоянной емкости

2.Конденсатор электролитический

3.Конденсатор опорный

4.Конденсатор переменной емкости

5.Конденсатор проходной

Каждый конденсатор, входящий в изделие и изображенный на схеме, должен иметь позиционное обозначение в соответствие с ГОСТ 2.710 – 81 «Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах» [21]. Согласно этому стандарту обозначение конденсатора в общей случае состоит из трех частей, указывающим вид элемента, его номер и функцию.

Вид и номер являются обязательной частью условного буквенно-цифрового обозначения и должны быть присвоены

всем элементам и устройствам объекта. Указание функции конденсатора не служит для его идентификации и не является обязательным.

В первой чaсти записывают одну или несколько букв (буквенный код) для указания вида элемента, во второй части записывают одну или несколько цифр для указания номера элемента данного типа, в третьей части записывают одну или несколько букв (буквенный код) функции элемента. Для конденсаторов первая часть при однобуквенном обозначении содержит букву С.

Позиционные обозначения конденсаторам следует присваивать в пределах изделия, начиная с единицы, например С1, С2, С3 и т. д.

Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения конденсаторов на схеме сверху вниз в направлении слева направо.

Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями конденсаторов с правой стороны или над ними.

2.6.2. Обозначение конденсаторов в текстовой конструкторской документации

Российские изготовители полное условное обозначение конденсаторов выполняют по определенным правилам. Однако эти правила для конденсаторов постоянного и переменной емкости , а также для специальных конденсаторов отличаются друг от друга.

В соответствии с ОСТ 11.074.009—78 полное условное обозначение отечественных конденсаторов содержит четыре части:

-неполное условное обозначение содержащее сокращенное обозначение и варианта конструктивного исполнения конденсатора;

-основные электрические и некоторые конструктивные параметры;

189

-климатическое исполнение;

-обозначение документа (обычно номер ТУ), на основании которого применен конденсатор.

Сокращенное условное обозначение конденсаторов состоит из следующих элементов:

первый элемент — буква или сочетание букв, обозначающих конденсатор (К — конденсатор постоянной емкости; КТ — подстроечный конденсатор; КП — конденсатор переменной емкости: КС — конденсаторные сборки);

второй элемент — число, обозначающее используемый вид диэлектрика;

третий элемент — порядковый номер разработки конкретного типа, в состав которого может входить и буквенное обозначение (П - для работы в цепях постоянного и переменного токов; Ч - для работы в цепях переменного тока; У - для работы в цепях постоянного тока и в импульсных режимах; И - для работы в импульсных режимах), а также при необходимости вариант конструктивного исполнения.

Пример сокращенного условного обозначения: К75-10 соответствует комбинированному конденсатору, номер разработки 10.

Полное условное обозначение состоит из следующих элементов:

первый элемент — сокращенное обозначение; второй элемент — обозначения и значения основных па-

раметров и характеристик, необходимых для заказа и записи в конструкторской документации (вариант конструктивного исполнения, номинальное напряжение, номинальная емкость, допускаемое отклонение емкости, группа и класс по температурной стабильности);

третий элемент — обозначение климатического исполнения, адаптация конструкции к автоматизированной сборке, особенности конструкции электродов;

четвертый элемент — обозначение документа на поставку (ТУ, ГОСТ).

190

В третьем элементе обозначении указываются только варианты всеклиматического «В» и тропического «Т» исполнений; остальные варианты не указываются. В этом же элементе указывается конструктивное исполнение «А» конденсатора, предназначенное для автоматической установки, а также иногда цифра, означающая видоразмер конденсатора.

Параметры и характеристики для конденсаторов постоянной емкости согласно ОСТ 11.074.009—78 рекомендуется указывать в следующей последовательности:

-номинальное напряжение;

-номинальная емкость;

-допускаемое отклонение емкости;

-группа и класс по температурной стабильности.

Один параметр от другого отделяется дефисом, а номер ТУ двойным пропуском.

Однако, некоторые отечественные производители конденсаторов по разным причинам параметры и характеристики для конденсаторов постоянной емкости обозначают с отклонениями от рекомендованной последовательности. Примером полного условного обозначения, в котором придерживаются рекомендации по последовательности записи, является, в частности, керамические конденсаторы К10-79 для поверхностного монтажа, предназначенные для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов и в импульсном режиме [44]:

1 - наименование изделия;

2 – неполное условное обозначение;

3 – номинальное рабочее напряжение, В;

4 – номинальная емкость и буквенное обозначение единицы измерения (пФ, мкФ) ;

5 – допускаемое отклонение сопротивления в %; 6 - группа ТКЕ (МП0–близко к нулю) ;

191

7 - номер ТУ, на основании которого применен конден-

сатор.

Климатическое исполнение –УХЛ.

Керамические конденсаторы К10-17 изготавливают в трех конструктивных вариантах [45]:

-варианты «а» и «б» – изолированные, с однонаправленными выводами, допускают работу в условиях повышенной влажности без дополнительной защиты;

-вариант «в» – незащищенный конденсатор для поверхностного монтажа.

Изготавливают их в водородоустойчивом (С) и неводородоустойчивом исполнении с различными видоразмерами.

Если конденсаторы всех групп температурной стабильности имеют одинаковое номинальное рабочее напряжение, то значение напряжения в полном условном обозначении не указывается, а ее знакоместо в этом обозначении занимает группа ТКЕ.

И только конденсаторы группы ТКЕ МП0 выпускаются на два номинальных рабочих напряжения 50 В и 100 В, поэтому все параметры находятся на своих знакоместах.

Для конденсаторов групп температурной стабильности Н50, Н70 и Н90 допуск на номинальное значение емкости может не указываться в случае, если он существенно меньше изменения величины емкости при изменения температуры.

Примеры полного условного обозначения (обозначения при заказе) конденсаторов типа К10-17 с учетом приведенных выше замечаний имеют вид:

,

где 1 - вариант «а» конструктивного исполнения;

2– группа «Н50» температурной стабильности;

3– всеклиматическое «В» исполнение;

192

,

где 1 – водородоустойчивое «С» исполнение; 2 - вариант «а» конструктивного исполнения.

Если имеются варианты исполнения конденсаторов на разные напряжения только для некоторых групп температурной стабильности, то обозначение параметра температурной стабильности указывается в полном условном обозначении сразу за величиной номинального напряжения или вместо этого напряжения как показано ниже

,

где 1 – номинальное «100 В» рабочее напряжение;

2– группа «МП0» ТКЕ;

3– код «2» видоразмера;

4– всеклиматическое «В» исполнение;

,

где 1 – группа «МП0» ТКЕ, для которой, а также для группы М1500 номинальное напряжения равно 25 В;

2 - всеклиматическое «В» исполнение;

3 - водородоустойчивое «С» исполнение;

,

где 1 – группа «Н50»температурной стабильности, для которой, а также для групп Н20 и Н90 номинальное напряжения равно 16 В;

2 – исполнение «А» для автоматизированной сборки.

Если имеются варианты исполнения конденсаторов на разные напряжения для всех групп температурной стабильности, используемых в данном типе конденсатора, то обозначение параметра температурной стабильности указывается в полном условном обозначении согласно рекомендациям ОСТ 11.074.009—78 сразу за величиной допуска на номинальное значение емкости:

,

где 1 – код «16» видоразмера.

При необходимости в обозначении конденсатора указываются особенности исполнения составляющих частей конденсатора:

где 1 – несимметричный «+80/-20 %» допуск; 2 – никелевый барьер «N» в электродах.

Высоковольтные керамические конденсаторы К15 обозначаются также, как низковольтные К10:

,

1 – три секции по 56 пФ.

В полном условном обозначении конденсаторов К21 со стеклянным диэлектриком придерживаются общих принципов построения обозначения [46]:

Конденсатор К21-5а-МП0-160В-39пФ±10% ОЖ0.464.033 ТУ, Конденсатор К21-8а-М75 -390пФ±10% ОЖ0.464.033 ТУ

Конденсаторы К21-5 только группы ТКЕ МП0 имеют рабочее напряжение 160 В, и конденсаторы К21-8 всех групп ТКЕ имеют также одно рабочее напряжение 250 В.

Все конденсаторы К21-7 имеют одну группу ТКЕ П120 и одно рабочее напряжение 50 В:

Конденсатор К21-7-2000 пФ ± 5% ОЖ0.460.165 ТУ.

Однако в некоторых разработках этих конденсаторов встречаются особенности в обозначении:

1 – код «11» номинального рабочего напряжения

(7 – 25 В, 8 - 63В, 10 – 160 В, 11 -250 В, 12 – 500 В).

В полном условном обозначении конденсаторов К22 со стеклокерамическим диэлектриком придерживаются общих принципов обозначения:

,

1 - для работы в цепях «У» постоянного тока и в импульсных режимах;

- конденсатор К22-4-1000 пФ±10% ОЖ0.464.047 ТУ.

Все конденсаторы К22-4 имеют одну группу температурной стабильности Н10 и одно номинальное рабочее напряжение 10 В.

Конденсатор К22-5-430 пФ±5%- М75 ОЖ0.464.115 ТУ.

Все конденсаторы К22-5 имеют одно номинальное рабочее напряжение 25 В.

В полном условном обозначении конденсаторов К31 с диэлектриком из слюды придерживаются общих принципов обозначения:

,

1 - для работы в цепях «У» постоянного тока и в импульсных режимах;

2– порядковый номер «3» разработки;

3– код «Е» конструктивного исполнения;

4- код«2» видоразмера;

5– код«В» группы ТКЕ (100×10-6 К-1).

Бумажные и металлобумажные конденсаторы не нормируется по температурной стабильности, поэтому типовая запись полного условного обозначение имеет вид:

конденсатор К40П-2а-400В-0,01мкФ ±10% ОЖО.462.011 ТУ.

Полное условное обозначение для конденсаторов с оксидным диэлектриком имеет типичный вид для обозначения конденсаторов без указания допуска на основной параметр, если он составляет +50/-20% и более [47]:

Конденсатор К50-35-6,3В-100мкФ ОЖ0.464.214 ТУ.

Однако в полном условном обозначении конденсаторов с оксидным диэлектриком могут быть особенности.

,

1– изолированный «И» корпус;

2– всеклиматическое «В» исполнение.

,

1– неполярный «н»;

2– всеклиматическое исполнение.

,

1 – всеклиматическое «В» исполнение;

2- изолированный «И» корпус;

3– вариант «А» конструктивного исполнения.

,

1- вариант «а» конструктивного исполнения;

2– габаритные размеры «(76×142)», (диаметр × длина).

Пленочные и металлопленочные конденсаторы имеют особенности в полном условном обозначении [44]:

,

1- вариант «б» конструктивного исполнения;

2– пожаробезопасное «П» исполнение;

3– автоматизированная «А» сборка;

4- всеклиматическое «В» исполнение.

197

,

1 – вариант 5;

2 – исполнение д,

,

1 – расстояние А между радиальными выводами равное

17,5 мм.

Подстроечные конденсаторы имеют следующее полное условное обозначение [43]:

, 1 – диапазон изменения емкости от 2 до 10 пФ;

.

Конденсаторы КТ4-21б имеют одинаковые рабочие напряжения 250 В и группу ТКЕ М100.

Переменный конденсатор КП1-3 имеет полное условное обозначение:

конденсатор КП1-3-25 кВ-10/200 пФ ОЖ0.465.038 ТУ.

Обозначение варикапов в общем случае имеет следующий вид 2В117А, где 2 – кремниевый, В- варикап, 117 – номер разработки, А – код емкости варикапа при тестовом напряжении.

Пример обозначения варикондов: КН75-5, где 75 – конденсатор из материала с температурой точкой Кюри 75°С; 5 – номер разработки.

198

2.6.3. Условные обозначения конденсаторов зарубежных фирм

Условное обозначение конденсаторов представляет собой буквенно-цифровой или цифровой код, которым обозначается тип конденсатора, значения основных параметров и характеристик, вид упаковки [4].

За рубежом отсутствует стандартизованная схема условного обозначения конденсаторов, и она устанавливается каждой фирмой-изготовителем самостоятельно.

Базовая схема условного обозначения конденсаторов приведена на рис. 2.44.

Рис. 2.45. Базовая схема условного обозначения зарубежных конденсаторов

Первый элемент схемы состоит из буквенно-цифровых или цифровых символов, обозначающих тип конденсатора. Для конденсаторов промышленного и коммерческого назначения эти символы устанавливаются фирмой-изготовителем, для конденсаторов специального назначения символы установлены стандартами MIL.

Второй элемент схемы представляет собой буквенный или цифровой код, обозначающий максимальное напряжение,

199

при котором конденсатор может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Коды номинального напряжения не стандартизованы, устанавливаются самими фирмами-изготовителями. Примеры таких кодов приведены в табл. 2.3 - 2.7.

Таблица 2.4

Цифровой код для обозначения номинального напряжения конденсаторов фирмы Matsuo

200