Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Пассивные элементы электроники. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 92 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

кратных и дольных единиц являются стандартными для системы СИ (например, кило-, мега- и др.).

Сопротивления с неизменным (фиксированным) значением сопротивления называются постоянными резисторами. Если величина сопротивлений изменяется при механическом воздействии на их органы управления, они называются переменными или подстроечными резисторами.

Обозначение резистора в формулах и на принципиальных

схемах – R. Варианты условных графических изображений (УГО) постоянных резисторов показаны на рис. 1.3; на рис. 1.3, а показано УГО, принятое на территории России, многих стран Европы и Азии, а на рис. 1.3, б – обозначение, принятое в США и Японии.

а б

Рис. 1.3. Условное графическое обо-

значение постоянного резистора

Величиной, определяющей конкретное значение сопротивления резистора, является удельное сопротивление. Удельное сопротивление имеет единицу измерения ом-метр (Ом )м и определяет, какое сопро-

тивление будет иметь образец материала резистора при длине 1 м и площади поперечного сечения 1 м

. Величину удельного сопротивле-

ния определяет химический состав его материала. При уменьшении площади поперечного сечения и при увеличении длины токопроводящего элемента его сопротивление увеличивается. Таким образом, резистор можно рассматривать как большое число сопротивлений, расположенных друг за другом (рис. 1.4).

R=R1+R2+R3+R4+. ..+Rn

R1 R2 R3 R4 Rn

Рис. 1.4. Резистор с точки зрения удельного сопротивления

Как уже было сказано выше, основным параметром резистора является сопротивление. Чтобы пользователь мог понять, какое значение

сопротивления имеет конкретный резистор, на его поверхность наносится маркировка. Существует два способа

маркировки: цифробук-

венный и цветовой.

При цифробуквенной маркировке резисторов, предназначенных для

объемного монтажа, цифры обозначают числовое значение со-

противления, а буквы используются в качестве обозначения кратности или положения десятичной точки. Например, 330 = 330 Ом; 3к = 3 килоома; М91 = 0,91 мегаома; 1к5 – 1,5 килоома; 2е7 = 2,7 Ом.

Маркировка

планарных (SMD) резисторов чисто цифровая. Мар-

кировка может содержать три или четыре цифры. В случае, если три цифры, значения сопротивления резисторов относятся к ряду Е24. При использовании четырех цифр резистор относится к более точным номинальным рядам. Первые две цифры для трехзначной маркировки и первые три цифры для четырехзначной маркировки обозначают цифровое значение сопротивления, а третья обозначает множитель (количество нулей). Например, 102 – 1 килоом; 392 – 3,9 килоома; 105 – 1 мегаом.

Следует отметить, что существуют SMD-«резисторы», сопротивление которых равно 0 Ом. Их основное назначение – организация перемычек, переходов линий связи в виде проводников печатной платы через пересекающиеся проводники. Обозначение на корпусе: 000 или 0R.

При

цветовой маркировке (только для постоянных корпусных ре-

зисторов) на корпус резистора наносятся цветные полоски, соответствующие разным цифрам. Количество полосок может быть от трех до шести. Начинать определение значения сопротивления (определение первой цифры) необходимо с той полоски из набора, которая расположена ближе к краю корпуса (около вывода). Для резисторов с точностью 20 % используют маркировку с тремя полосками, для резисторов с точностью 10 и 5 % – маркировку с четырьмя полосками, для более точных резисторов – с пятью или шестью полосками.

Первые две полоски всегда означают первые два знака номинала. Если полосок три или четыре, то третья полоска означает десятичный множитель, т.е. степень числа десять. Число десять

в заданной степени умножается на число, состоящее из двух цифр, указанное первыми двумя полосками. Если полосок четыре, последняя указывает точность резистора. Если полосок пять, третья означает третий знак сопротивления, четвертая – десятичный множитель, пятая – точность. Шестая

полоска, если она есть, указывает температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Если эта полоска в 1,5 раза шире остальных, то она указывает надежность резистора (процент отказов на 1000 часов работы). Соответствие между цветом полоски и цифровым значением приведено в табл. 1.1.

У резисторов, предназначенных для поверхностного монтажа, су-

ществует еще один параметр, описывающий

их конструктивное исполнение, – это типоразмер. Типоразмер определяет геометрические размеры элемента. Значения типоразмеров стандартизированы и имеют следующие значения:

 01005 – прямоугольник с размерами 0,4 × 0,2 мм;  0201 – прямоугольник с размерами 0,6 × 0,3 мм;  0402 – прямоугольник с размерами 1,0 × 0,5 мм;  0603 – прямоугольник с размерами 1,6 × 0,8 мм;  0805 – прямоугольник с размерами 2,0 × 1,25 мм;  1206 – прямоугольник с размерами 3,2 × 1,6 мм;  1210 – прямоугольник с размерами 3,2 × 2,5 мм;  1812 – прямоугольник с размерами 4,5 × 3,2 мм;  1825 – прямоугольник с размерами 4,5 × 6,4 мм;  2220 – прямоугольник с размерами 5,6 × 5,0 мм;  2225 – прямоугольник с размерами 5,6 × 6,3 мм.

Таблица 1.1

Цвет Число Множитель Точность ТКС

Серебристый – 0,01 10 % – Золотой – 0,1 5 % – Черный 0 1 – – Коричневый 1 10 1 % 100 1 % Красный 2 100 2 % 50 0,1 % Оранжевый 3 1 000 – 15 0,01 % Желтый 4 10 000 – 25 0,001 % Зеленый 5 100 000 0,5 % – Синий 6 1 000 000 0,25 % 10 Фиолетовый 7 10 000 000 0,1 % 5 Серый 8 100 000 000 0,05 % – Белый 9 1 000 000 000 1

Число

отказов

С точки зрения конструкции резисторы для навесного монтажа мо-

гут быть

пленочными, объемными (монолитными) и проволочными.

Объемные резисторы представляют собой трубку или цилиндр из однородного материала, выполняющего функции сопротивления, и контактных элементов. Выполнение монолитных резисторов в виде трубки позволяет получать резисторы с разным значением сопротивления, не меняя внешнего диаметра и резистора, и химического состава материала. Увеличение диаметра внутреннего канала трубки уменьшает площадь сечения материала

резистора и, как было сказано

выше, увеличивает сопротивление.

Существуют модели пленочных резисторов, у которых трубка выполняется из диэлектрического материала (керамики), на поверхность которой наносится пленка с резистивным материалом. Слой пленки может быть сплошным либо спиралевидным (для увеличения сопротивления на резисторе нарезают спиральную канавку на всю глубину резистивного слоя). Контактные

элементы представляют собой металлические чашечки, надеваемые на концы трубки или цилиндра. После установки чашечки опрессовываются для обеспечения надежного контакта с материалом, выполняющим роль сопротивления. К внешней стороне «дна» чашечки припаивается или приваривается отрезок проволоки, который будет вставляться в отверстие печатной платы. После установки контактных элементов на материал

сопротивления резистор окрашивается и покрывается лаком для защиты от воздействия внешней среды.

Проволочные резисторы конструктивно представляют собой диэлектрический каркас, на который намотана проволока с высоким удельным сопротивлением. В зависимости от длины и толщины проволоки формируется необходимое значение сопротивления. Обычно проволочные резисторы – низкоомные, сопротивлением не более нескольких десятков

килоом. Меняя число витков намотки, удобно подгонять сопротивление резистора, поэтому прецизионные резисторы нередко делают из проволоки. Разновидностью проволочных резисторов являются прецизионные

резисторы из микропровода – проволо-

ки толщиной единицы микрометров в стеклянной изоляции. Резисторы из микропровода имеют точность подгонки до 0,01 % и сопротивление до 1 МОм и выше.

Резисторы для поверхностного монтажа представляют собой прямоугольные блоки из материала, выполняющего функцию сопротивления, на торцы которого тем или иным способом нанесен материал с

низким сопротивлением. Области резисторов для поверхностного мон-

тажа, на которые нанесен материал с малым значением сопротивления, называют контактными площадками. Конструкция резисторов с

стоянным значением

сопротивления показана на рис. 1.5.

по-

Рис. 1.5. Конструкция постоянных резисторов (без соблюдения масштаба)

Резисторы, у которых значение сопротивления может меняться при механическом воздействии (воздействии человека) на специальные органы управления, подразделяют на

переменные и подстроечные.

Условные графические обозначения переменного и подстроечного резистора показаны на рис. 1.6, а и б соответственно.

Рис. 1.6. Условные графические

обозначения переменного и под строечного резисторов

Переменный резистор (называемый также потенциометром) конструктивно выполнен так, чтобы человек мог воздействовать на его орган управления без применения специального инструмента. Переменный резистор предназначен для оперативного управления параметрами электронного прибора в процессе его эксплуатации. Подстроечный же резистор служит для точной настройки параметров электронного прибора лишь при его изготовлении

, калибровке или ремонте. Как правило, подстроечный резистор позволяет перемещать орган управления с меньшим шагом, чем переменный резистор, для чего используется понижающий многооборотный редуктор типа червячной передачи, но для работы с ним необходим инструмент типа отвертки. Для защиты от нарушения регулировки валик подстроечно-

го резистора зажимается фиксирующей гайкой либо фиксируется каплей краски.

Условные графические обозначения переменного и подстроечного резистора наглядно отображают принцип их действия. Специальный скользящий контакт перемещается по поверхности резистора, поэтому сопротивление между неподвижным и подвижным контактом будет переменным. Примеры конструктивного исполнения переменных и подстроечных резисторов показаны на рис. 1.7. Токопроводящая основа

резистора может быть круговой (рис. 1.7, б, г) или линейной (рис. 1.7, а, в). Орган управления резистора может поворачиваться (рис. 1.7, б, в, г) или перемещаться линейно (рис. 1.7, а).

а б в г

Рис. 1.7. Примеры конструктивного исполнения переменных и подстроечных

резисторов

При выборе типа резистора с переменным сопротивлением необходимо помнить, что зависимость сопротивления между подвижным и неподвижными контактом может иметь разный характер. Эта зависимость называется функциональной характеристикой (резистивной кривой). Наиболее широко распространены три типа функциональных характеристик –

рифмическая

линейная (А), логарифмическая (Б) и обратнолога-

(В) (в зарубежной документации все наоборот: лога- рифмическая характеристика обозначается, как reverse-log, а обратнологарифмическая – как log). Резисторы с логарифмической характеристикой обычно применяются в аудиоаппаратуре в регуляторах громкости и тембра, поскольку они учитывают нелинейный характер чувствительности человеческого уха к звукам. Вид данных функциональных характеристик показан на рис. 1.8.

Переменные резисторы могут быть сдвоенными: два резистора, одновременно управляемые одной ручкой (рис. 1.9, а), либо два резистора, независимо управляемые ручками, закрепленными на коаксиальных осях – внутреннем стержне и внешней трубке (рис. 1.9, б). Переменные резисторы могут оснащаться концевыми

выключателями

(рис. 1.9, в): при повороте оси влево до упора выключатель размыкается, что позволяет, например, одной ручкой и регулировать громкость радиоприемника, и включать его.

Рис. 1.8. Функциональные характеристики

переменных резисторов типов А, Б, В

а б в

Рис. 1.9. Сдвоенные резисторы и резистор с концевыми выключателями

Дополнительными параметрами резисторов являются:

– максимально допустимое напряжение;

– максимальная рассеиваемая мощность;

– температурный коэффициент сопротивления;

– напряжение шума.

Максимальное допустимое напряжение зависит от материала резистора и его конструкции. При его превышении резистор перестанет выполнять свои функции. Например, при превышении указанного значения напряжения будет происходить пробой изоляции на поверхности резистора.

В связи с

тем что материал резистора в той или иной степени препятствует протеканию электрического тока, в нем будет выделяться тепловая энергия. Если выделяемая тепловая энергия превысит максимально допустимую рассеиваемую мощность конкретного резистора (табл. 1.2), он перегреется. Его сопротивление отклонится от номинального значения на недопустимую величину (временно), а при дальнейшем

нагреве резистор необратимо выйдет из строя (обуглится). Мощность P, выделяющаяся на резисторе R, через который протекает ток I либо на котором падает напряжение U, может быть рассчитана

по следующим формулам:

Обозначение

по ГОСТ

2.728–74

PIR или

Описание

/PU R

Таблица 1.2

Резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт

Резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт

Резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт

Резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт

Резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт

Окончание табл. 1.2

Обозначение

по ГОСТ

2.728–74

Резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт

Резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

Описание

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) определяет,

на сколько относительных долей изменится сопротивление при уходе температуры от 20° (как правило). Обычно ТКС измеряется в PPM, т.е. миллионных долях номинального сопротивления. У большинства резисторов ТКС положительно, но может иметь разное значение.

Напряжение шума

зависит в основном от величины сопротивления, но также и от материала, из которого изготовлен резистор. Любой резистор, нагретый выше нуля градусов Кельвина (–273,15 °C), генерирует

UkTRF В, где

абсолютная температура, К; шум, Гц;

вый шум

шум Джонсона (тепловой шум), напряжение которого равно:

1,38 10k

Дж/К – постоянная Больцмана; T –

– полоса частот, в которой измеряется

– сопротивление резистора, Ом. Также существует токо-

, вызванный дискретной структурой материала сопротивле-

ния, его зернистостью, неоднородностью, неидеальным контактом, вызывающим локальные перегревы при протекании тока, а следовательно, флуктуации сопротивления. Уровень токового шума

UKU

mir

K – коэффициент, определяющий величину теплового шума, измеря-

, где

– напряжение, приложенное к выводам резистора;

ется в [мкВ/В]. Токовый шум практически отсутствует у проволочных резисторов, минимален у металлопленочных и углеродистых резисто-

ров ( мкВ/В), и максимален у объемных резисторов (

составляет десятые доли – единицы милликиловольт на вольт,

K может достигать

десятков милликиловольт на вольт, мкВ/В). Кроме того, переменным резисторам присущ

контактный шум, возникающий в точке прижима

подвижного контакта к поверхности резистора.

К паразитным параметрам резисторов можно отнести паразит-

FRC

ную (собственную) индуктивность, паразитную емкость и граничную частоту резисторов. Собственная индуктивность

L особенно велика у

проволочных (микропроволочных) резисторов, а также у металлопленочных или углеродистых резисторов объемного монтажа, например, ОМЛТ, у которых с целью увеличения сопротивления на токопроводящем слое прорезают канавку, и тем самым образуют спиралевидную токопроводящую полоску (низкоомные резисторы такого типа могут иметь сплошной проводящий слой, что улучшает их частотные

ства). Кроме того, у таких резисторов велика паразитная емкость

свой-

образующаяся между витками проволоки или токопроводящего слоя. У резисторов объемного монтажа на паразитные параметры также вли-

яют проволочные выводы.

L и пC образуют реактивное сопротивле-

ние резистора, складывающееся с его активным сопротивлением R. Это ограничивает

максимальную частоту

, на которой можно ис-

гр

пользовать резистор:

1/(4 )

гр п

 .

Для многих непроволочных резисторов

C = 0,1…1 пФ. Например,

резистор ОМЛТ сопротивлением 10 кОм с паразитной емкостью 1 пФ можно использовать на частотах до 8 МГц. А вот для микропроволочных резисторов МРХ верхнюю граничную частоту выбирают по формуле

гр MPX

50 10 /FR .

Например, у резистора МРХ сопротивлением 1 кОм верхняя частота, на которой частотная погрешность не превышает 5 %, равна 50 кГц, а у резистора 40 кОм – всего 1,25 кГц.

Обычные резисторы для планарного монтажа (SMD) в силу своей конструкции, размеров и отсутствия проволочных выводов обычно

имеют

порядка 0,1…0,5 пФ и хорошо работают на частотах до

100…200 МГц.

Специальные тонкопленочные

ВЧ/СВЧ-резисторы, например

Р1-85, можно использовать на частотах до 4 ГГц, С6-6-1 – до 7 ГГц,

<<< < Предыдущая 12 / 92 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]