4.Резисторы.

Резисторы являются самыми ми массовыми изделиями электронной механики, они

применяются практически во всех видах аппаратуры, связанной с электроникой и

электротехникой, а так же в различных устройствах и приборах промышленного и

бытового назначения. Их основная функция состоит в нормировании и распределении

электрической энергии между цепями и элементами схем. В зависимости от

характера изменения сопротивления при прохождении эл. тока и внешних

воздействующих факторов резисторы делятся линейные и не линейные. Под словом

резистор преимущественно понимают резисторы с линейной ВАХ. К не линейным

резисторам относят терморезисторы, варикапы и магниторезисторы.

4.1 Классификация резисторов.

Общая классификация резисторов составлена по ряду признаков : по назначению, способу производства, способу защиты и т.п. В зависимости от назначения резисторы делятся на общего и специального. Общего назначения используется в качестве нагрузок , поглотителей, делителей в цепях питания, элементов в фильтрах, в цепях формирования импульсов и т.д. Диапазоны номинальных сопротивлений этих резисторов 10м-10мОм. Допускаются отклонения от ±1; ±2; ±5; ±10; ±20% мощность рассеяния от 0,062 до 100Вт. Прецизионные и сверхпрецизионные - отличаются высокой стабильностью параметров при эксплуатации и большой точностью изготовления (допуск от 0,005 до 0,5%) Применяются в основном в измерительных

приборах в различных счетно-решающих устройствах, вычислительной технике и системах автоматики. Бывают от менее Юм до сотен гигаОм. Отличаются малой мощностью рассеяния не превышающей 2Вт. Высокочастотные (с подавленной реактивностью ) отличающееся малой собственной индуктивностью и емкостью , предназначен для работы в высокочастотных цепях, кабелях и выводах РЭА в качестве согласующих нагрузок, эквивалентов антены и т.д.

Высоковольтные - рассчитанные на большие рабочие напряжения (от единиц до десятков килоОм). Применяются в качестве делителей напряжения, искрогасителей, погасителей в зарядных и разрядных высоковольтных цепях.

Высокочастотные - имеют диапазон номинальных сопротивлений от десятков Ом до единиц терраОм и рассчитываются на небольшие рабочие напряжения от 100 до 400 В. Поэтому работают в ненагруженном режиме и мощность рассеяния их мала до

0.5 ВТ. Их применяют в цепях с малыми токами, приборах ночного видения, дозиметрах.

Резисторы для навесного - могут иметь жесткие или мягкие выводы, в виде лепестков и т.д. У резисторов применяемых в составе микросхем и микромодулей, а так же СВЧ резисторов в качестве выводов могут быть использованы части их поверхностей. В зависимости от способа защиты от внешних воздействий резисторы конструктивно выполняются : изолированными, неизолированными, герметизированными и воздушными.

Неизолированные - не допускается касание своим корпусом массы аппаратуры. Напротив изолированные имеют достаточно хорошее изоляционное покрытие (лаки и пластмассы) и допускают касания корпусом массы или массоведущих частей аппаратуры.

Герметизированные - имеют герметичную конструкцию корпуса, которая имеет возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством. Герметизация осуществляется с помощью керамических или металлических корпусов, а так же с помощью опрессовки специальным составом.

Вакуумные - резисторы у которых резистивный элемент помещен в специальную стеклянную вакуумную колбу.

Иногда резисторы делят на защищенные (допускают эксплуатацию в условиях повышенной влажности аппаратуры или в корпусах микросхем ) и не защищенные (применяется только в составе герметизированной аппаратуры или в составе микросхем). По характеру изменения сопротивления все резисторы подразделяются на постоянные и переменные.

Постоянные - имеют дискретные сопротивления которые в процессе эксплуатации не регулируются.

Переменные - регилируюмые, допускают изменения сопротивления в процессе их функционирования в аппаратуре.

Переменные рассмотрим по конструкции которые могут быть выполнены : а) одноэлементными и многоэлементными (сдвоенные, сроенные и т.д). б) с круговым и прямолинейным перемещением подвижного механизма. В) однооборотными и

многооборотными г) выключателем и без него д) с упора и без е) с фиксации и нет

положения подвижной системы ж) с положительными и без них отводов.

Широкое применение нашли наборы резисторов. Как правило их оформляют в

корпусах интегральных схем. Это дает возможность использовать их в новейшей

аппаратуре, сопрягая с микросхемами. Их классифицируют: 1) по назначению 2) типу

резистивного элемента 3) схемотехническому построению.

Деление приборов по назначению и типу резистивного элемента совпадает с

классифицированием резисторов, отличие заключается лишь в схематическом

соединении.

Простой набор резисторов - набор постоянных резисторов, соединенных или нет в электрическую схемы, не имеющие функциональной зависимости выходного сигнала от входного.

Функциональный набор - резисторов постоянных соединенных в электрическую схему, имеющий функциональную зависимость выходного сигнала от входного.

Комбинированный - набор, состоящий из постоянных и переменных резисторов. 4.2 Система условных обозначений резисторов.

В соответствии с действующий системой сокращенных и условных обозначений сокращенное условное обозначение, присвоенное резисторам должно состоят из следующих элементов.

Полное условное обозначение состоит из:

1) сокращенного обозначения 2) варианта конструктивного исполнения (при необходимости) 3) значений основных параметров и характеристик резисторов 4) климатического исполнения 5) обозначение документа на поставку

Параметры и характеристики входящие в полное условное обозначение резистора указываются в следующей последовательности. Для постоянных резисторов :

1) номинальная мощность рассеивания

2) номинальное сопротивление и буквенное обозначение единицы измерения (Ом, кОм, МОм).

3) Допускаемое сопротивление в процентах

4) Группа по нормированному коэффициенту сопротивления (ТКС) Для переменных :

1) номинальная мощность рассеивания

2) номинальное сопротивление и буквенное обозначение единицы измерения

3) допускаемое отклонение сопротивления в процентах.

4) Функциональная характеристика (для проволочных)

5) Обозначение конца вала и длинны выступающей части вала

Для многоэлементных резисторов - параметры и характеристики записываются в виде дроби в порядке набора секций от выхода вала. Буквенное обозначение единицы измерения мощности рассеяния указываемая только в том случае если она измеряется в киловаттах.

Обозначение климатического отклонения (В - все климатическое , Т - ироническое) для всех типов резисторов указывается перед обозначением документа на поставку.

Маркировка на резисторах введена буквенно-цифровая.

Она содержит: 1) вид 2) номинальную мощность 3) номинальное сопротивление 4) допуск 5) дату изготовления

В зависимости от размеров маркируемых резисторов и вида механической документации могут применятся полные и сокращенные (кодированные) обозначения номинальных сопротивлений и допусков.

Полное обозначение : 215 Ом , 150 кОм, 2.2 МОм, 6.8 ГОм, 1 Том.

Кодированное обозначение: обозначение номинальных сопротивлений состоит из трех или четырех знаков включающих 2 цифры и букву или три цифры и букву. Буква кода в скобках из русского или латинского алфавита обозначает множитель, составляющий сопротивление и определяющий положение запятой десятичного знака. Полное допускаемое отклонение состоит из цифр; кодированное из букв.

На постоянных резисторах в соответствии с ГОСТ 17598-72 допускается цветовая

маркировка.

Для маркировки цветным кодом номинальное сопротивление в омах выражается 2 или

3 цифрами (в случае 3 цифр последняя не равна 0) и множителем 10" где п любое целое

от -2 до 9.

Маркировочные знаки сдвигают к одному из торцов резистора и располагают слева

направо в следующем порядке. ^

Первая полоса - первая цифра.

Вторая - вторая.

Третья - множитель. ^Номинальное сопротивление.

Четвертая - допуск.

Для резисторов с номинальным сопротивлеш ем, выраженных 3 цифрами, цветная маркировка состоит из 5 полос.

Первые 3 полосы - три цифры 4 и 5 множитель и допуск.

Если размеры резистора не позволяют разместить маркировку ближе к одному краю резистора, первую полосу делают в два раза шире других знаков.

4.3 Условные обозначения наборов резисторов.

Система условных обозначений наборов резисторов не планируется мировыми

стандартами.

Тонко пленочные наборы резисторов состоят из следующих элементов

Для наборов резисторов не отнесенных классу интегральных микросхем условное

обозначение может быть полным или сокращенным.

Полное обозначение набора - состоит: 1) из сокращенного обозначения 2) варианта

конструктивного исполнения 3) значений основных параметров и характеристик

набора 4) климатического исполнения 5) обозначения допуска на поставку.

В состав основных параметров и характеристик наборов резистора входят: обозначение типовой схемы построения набора число резисторов или разрядов в наборе номинальное сопротивление и буквенное обозначение ед. измерений (Ом,кОм,мОМ)

допускается отклонение сопротивления в процентах и коэффициент деления отношения погрешность коэффициента отношения (деления) группа ТКС

Состав полного обозначения устанавливается документом на поставку. Если параметры и характеристики набора однозначно определяются допуском на поставку, то полное условное обозначение состоит из сокращенного обозначения и документа на поставку.

4.4 Параметры резисторов

Рн - номинальная мощность , это наибольшая мощность, которую резистор может

рассеивать в заданных условиях в течении гарантированного срока службы при

сохранении параметров в установленных пределах.

Un - предельное рабочее напряжение, должно выбираться из условия

Un < ^Рп * Rn

Rn -номинальное сопротивление - электрическое сопротивление является исходным

для системы отклонений.

Допускаемое отклонение или допуск - это разница между номинальным и действительным сопротивлением, выраженная в процентах по отношению к номинальному сопротивлению. Rn и допуск стандартны.

Температурный коэффициент сопротивления(ТКС) - это величина, характеризующая относительное изменение сопротивления на один градус Кельвина или Цельсия. Чем меньше ТКС тем лучшей температурной стабильностью обладает резистор. Значение ТКС прецизионных резисторов лежит в пределах от единиц до ±100* 10~⁶ 1/с а общего значения от десятков до ±2000* 10~⁶ 1/с Шумы резисторов

1) собственные - складываются из не токовых и токовых шумов. Их

возникновение связано шелковым движением свободных электронов и происхождением эл.токов. Они тем выше чем выше температура и напряжение. Высокий уровень шумов ограничивает чувствительность эл. схем и создает помехи при воспроизведении исходного сигнала. Измеряют действующим значением ЭДС в микровольтах на вольт положительного напряжения.

2) Шумы скольжения (вращения) присущи переменным резисторам. Они возникают в динамическом режиме при движении подвижного кончика по рассеиваемому элементу в виде напряжения помех. В приемных устройствах эти помехи приводят к различным шорохам и трескам. Уровень шумов перемещения значительно превышает уровень тепловых и токовых шумов. 4.5 Полупроводниковые нелинейные резисторы.

Это изделия электронной техники основное свойство которых, в отличии от линейных резисторов, заключается в способности уменьшить свое электрическое сопротивление под действием управляющих параметров: температуры, напряжения, магнитного поля и т.д.

К ним относятся терморезисторы и магниторезисторы. Терморезисторы (термисторы) полупроводниковые резисторы с нелинейной вольтамперной характеристикой. Основное свойство которых заключается в способности значительно изменять свое электрическое сопротивление при изменении их температуры. Различают терморезисторы прямого и косвенного подогрева. Терморезисторы сопротивление которых изменяется при прохождении тока непосредственно через термочувствительный элемент и изменении окружающей среды, называется терморезисторами прямого подогрева. Если же сопротивление измеряется при прохождении тока через специальный подогреватель, расположенный в непосредственной близости от термочувствительно элемента, и изменении температуры окружающей среды то их называют терморезисторами косвенного подогрева. Сопротивление термочувствительного элемента при нагревании может либо уменьшиться (относительно ТКС ) либо увеличится (положительные ТКС позисторы)

Варисторы - полупроводниковые резисторы с нелинейной ВАХ, основное свойство которых заключается в способности значительно изменять свое электрическое сопротивление при изменении подаваемого на него напряжения. ВАХ - симметрична. В отличии от терморезисторов, изменяющих сопротивление под влиянием нагрева, варисторы практически безинерционны, вслед за увеличением напряженности эл.поля у них сразу же уменьшается сопротивление.

4.6 Классификация и система условных обозначений терморезисторов и варисторов.

Терморезисторы классифицируют по характеру ТКС, способу защиты, конструкции

,наличию подогреваемого элемента и назначению.

В соответствии с действующим стандартом сокращенное условное обозначение

состоит из сочетания букв, обозначающих подкласс резисторов.

ТР - терморезисторы с отрицательным ТКС.

ТРИ с положительным ТКС. Цифра стоящая после дефиса означает порядковый номер

разработки конкретного типа.

Наряду с новыми встречаются терморезисторы прошлых лет разработки, в основу обозначений которых был положен состав полупроводникового материала, из которого изготовлен их термочувствительный элемент: ММТ - магнито - марганцовые

КМТ - кабальто - марганцевые Стабилизаторы напряжения обозначаются

ТП2/0.5;ТП2/2;ТП6/2 буквы ТП здесь обозначают терморезисторы прямого подогрева. Цифра в числителе означает номинальное значение напряжения в вольтах, в знаменателе среднюю силу рабочего тока в милиамепрах.

Измерители СВЧ мощности старших разработок обозначают Т8,Т9,ТШ -1 и ТШ - 2. Буква Ш здесь обозначает малую шумирующую область. Более поздние разработки обозначаются СТ-3-29 и СТ-32.

Терморезисторы косвенного подогрева старой разработки для систем регулирования с глубокой обратной связью обозначаются ТКП -20, ТКП -50 и ТКП - 350. Цифры указывают значение сопротивления в Омах при номинальной мощности рассеиваемой в подогретой обмотке. Позднее для этих целей были разработаны терморезисторы СТ1-21, СТЗ-21,СТ1-27,СТЗ-27. 4.7 Основные электрические параметры терморезисторов.

rh - номинальное сопротивление, обозначается на терморезисторе или указывается в нормативной документации. Измеренные при определенной температуре устанавливается по ряду Е6 ил Е12, редко используют другие ряды. Допуск составляют ±10; ±20; ±30%, но выпускают и более точные ±1%;±2; ±5%

Ртах - максимальная мощность рассеяния, это наибольшая мощность рассеяния, которую в течении срока службы (работы) может рассеивать терморезистор, не вызывая необратимых изменений параметров. При этом температура не должна превышать максимальную рабочую температуру.

Pmin - минимальная мощность рассеивания, при которой у терморезисторов, находящихся при температуре 20 градусов, сопротивление изменяется на 1%.

В - коэффициент температурной чувствительности определяет характер температурной зависимости конкретного типа терморезисторов. Зависит от физических свойств полупроводникового материала из которого выполнен термочувствительный элемент.

Температурный коэффициент сопротивления ТКС - Си _ характеризует

обратимое относительное изменение сопротивления при изменении температуры на 1

градус.

t - постоянная времени, характеризует токовую проницаемость ТР. Равна времени , в течении которого температура терморезистора изменяется в е раз (на 63%) при перенесении его из воздушной среды с температурой 0 градусов

в воздушную среду с температурой в 100 градусов. Конкретное значение меняется в пределах от долей секунды до нескольких минут. 4.8 Классификация и система условных обозначений варисторов. По характеру изменения сопротивления варисторы делят на постоянные и переменные. Наибольшее распространение получили цилиндрические и дисковые постоянные варисторы, защищенные от внешних воздействий эмалевым покрытием подобно постоянным переменным резисторам.

В соответствии с действующими стандартами сокращенное условное обозначение состоит из сочетания букв, обозначающих подкласс резисторов: ВР - варисторные постоянные. ВРП - варисторные переменные.

Цифра стоящая через дефис, означает порядковый номер разработки, конкретного типа. В полное условное обозначение входят :

классифицированное напряжение (ток)

буквенное обозначение единицы измерения этого

напряжения (тока)

варианта конструктивного исполнения(при

необходимости)

В полное условное обозначение входит классифицированное напряжение с допуском. 4.9 Основные электрические параметры варисторов.

Рн - номинальная мощность рассеяния (то же что и у терморезисторов) зависит от конструкции варистора и физических свойств материалов. Чем выше теплостойкость материалов тем выше параметр.

Икл - классифицированное напряжение (условный параметр ) показывающий значение постоянного напряжения, при котором через варистор проходит заданный классификационный ток. Для переменных варисторов этот параметр напряжение между выводами с неурегулированным сопротивлением допуска ±5; ±10; ±20% 1рл - классификационный ток - ток при котором определяется классификационное напряжение.

/? - коэффициент нелинейности характеризующий степень нелинейности ВАХ варистора: он равен отношению электрического сопротивления варистора постоянному току Re и его дифференциальному сопротивлению Кд в заданной точке

п Udi ВАХ В = —— ——— Idu для линейных резисторов это отношение равно 1, а для варисторов оно больше

о ^Rc единицы и лежит в пределах 3-30 или и — ——

Кд

Rc - статическое сопротивление в данной точке ВАХ

Кд - динамическое сопротивление в той же точке ВАХ.

Для оценки влияния температуры на ВАХ варистора используют следующие параметры.

Температурный коофициент тока TKI - относительное изменение тока, протекающего через варистор, при изменении температуры окружающей среды на 1 градус и неизменном приложенном к нему напряжению.

Температурный коофициент напряжения TKU - относительное изменение напряжения, приложенного к варистору, при изменении температуры на 1 градус и неизменном токе, протекающем через него.

Литература.

ГОСТ 22174 - 74 резисторы переменные проволочные, основные размеры. Справочник мод ряд И.И Четверникова и В.М Терехова М: «Радио и связь» 1991 ГОСТ 28608 - 90 резисторы постоянного напряжения для эл. аппаратов ОТУ ГОСТ 17598 - 72 маркировка резисторов ГОСТ 24013 - 80 резисторы постоянные, основные параметры ГОСТ 10318-80 резисторы переменные, основные параметры. ГОСТ 9664 - 74 доп. ряды ГОСТ 24239 -84 резисторы переменные, проволочные общие технические условия.