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 резисторыделятся на общего и специального. Общего назначения используется в качественагрузок , поглотителей, делителей в цепях питания, элементов в фильтрах, в цепяхформирования импульсов и т.д. Диапазоны номинальных сопротивлений этихрезисторов 10м-10мОм. Допускаются отклонения от ±1; ±2; ±5; ±10; ±20% мощностьрассеяния от 0,062 до 100Вт. Прецизионные и сверхпрецизионные - отличаютсявысокой стабильностью параметров при эксплуатации и большой точностьюизготовления (допуск от 0,005 до 0,5%) Применяются в основном в измерительных

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

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

Высокочастотные - имеют диапазон номинальных сопротивлений от десятковОм до единиц терраОм и рассчитываются на небольшие рабочие напряжения от 100 до400 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 виделепестков и т.д. У резисторов применяемых в составе микросхем и микромодулей, атак же СВЧ резисторов в качестве выводов могут быть использованы части ихповерхностей. В зависимости от способа защиты от внешних воздействий резисторыконструктивно выполняются : изолированными, неизолированными,герметизированными и воздушными.

Неизолированные - не допускается касание своим корпусом массыаппаратуры. Напротив изолированные имеют достаточно хорошее изоляционноепокрытие (лаки и пластмассы) и допускают касания корпусом массы илимассоведущих частей аппаратуры.

Герметизированные - имеют герметичную конструкцию корпуса, котораяимеет 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 вспециальную стеклянную вакуумную колбу.

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

Постоянные - имеют дискретные сопротивления которые в процессеэксплуатации не регулируются.

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

Переменные рассмотрим по конструкции которые могут быть выполнены : а)одноэлементными и многоэлементными (сдвоенные, сроенные и т.д). б) с круговым ипрямолинейным 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 илинет в электрическую схемы, не имеющие функциональной зависимости выходногосигнала от входного.

Функциональный набор - резисторов постоянных соединенных в электрическуюсхему, 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 обозначенийсокращенное условное обозначение, присвоенное резисторам должно состоят изследующих элементов.

Полное условное обозначение состоит из:

1) сокращенного обозначения 2) варианта конструктивного исполнения (принеобходимости) 3) значений основных параметров и характеристикрезисторов 4) климатического исполнения 5) обозначение документа напоставку

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

1) номинальная мощность рассеивания

2) номинальное сопротивление и буквенное обозначение единицыизмерения (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 видедроби в порядке набора секций от выхода вала. Буквенное обозначение единицыизмерения мощности рассеяния указываемая только в том случае если она измеряетсяв киловаттах.

Обозначение климатического отклонения (В - все климатическое , Т -ироническое) для всех типов резисторов указывается перед обозначением документана 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 механическойдокументации могут применятся полные и сокращенные (кодированные) обозначенияноминальных сопротивлений и допусков.

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

Кодированное обозначение: обозначение номинальных сопротивленийсостоит из трех или четырех знаков включающих 2 цифры и букву или три цифры ибукву. Буква кода в скобках из русского или латинского алфавита обозначаетмножитель, составляющий сопротивление и определяющий положение запятойдесятичного 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, цветнаямаркировка 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 краюрезистора, 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 наборачисло резисторов или разрядов в набореноминальное сопротивление и буквенное обозначение ед.измерений (Ом,кОм,мОМ)

допускается отклонение сопротивления в процентах икоэффициент деления отношенияпогрешность коэффициента отношения (деления)группа ТКС

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

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 идействительным сопротивлением, выраженная в процентах по отношению кноминальному сопротивлению. Rn и допуск стандартны.

Температурный коэффициент сопротивления(ТКС) - это величина, характеризующаяотносительное изменение сопротивления на один градус Кельвина или Цельсия. Чемменьше ТКС тем лучшей температурной стабильностью обладает резистор. ЗначениеТКС прецизионных резисторов лежит в пределах от единиц до ±100* 10~⁶ 1/с а общегозначения от десятков до ±2000* 10~⁶ 1/сШумы резисторов

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

возникновение связано шелковым движением свободных электронов ипроисхождением эл.токов. Они тем выше чем выше температура инапряжение. Высокий уровень шумов ограничивает чувствительность эл. схеми создает помехи при воспроизведении исходного сигнала. Измеряютдействующим значением ЭДС в микровольтах на вольт положительногонапряжения.

2) Шумы скольжения (вращения) присущи переменным резисторам. Онивозникают в динамическом режиме при движении подвижного кончика порассеиваемому элементу в виде напряжения помех. В приемных устройствахэти помехи приводят к различным шорохам и трескам. Уровень шумовперемещения значительно превышает уровень тепловых и токовых шумов.4.5 Полупроводниковые нелинейные резисторы.

Это изделия электронной техники основное свойство которых, в отличии от линейныхрезисторов, заключается в способности уменьшить свое электрическое сопротивлениепод действием управляющих параметров: температуры, напряжения, магнитного поляи т.д.

К ним относятся терморезисторы и магниторезисторы.Терморезисторы (термисторы) полупроводниковые резисторы с нелинейнойвольтамперной характеристикой. Основное свойство которых заключается вспособности значительно изменять свое электрическое сопротивление при измененииих температуры. Различают терморезисторы прямого и косвенного подогрева.Терморезисторы сопротивление которых изменяется при прохождении токанепосредственно через термочувствительный элемент и изменении окружающейсреды, называется терморезисторами прямого подогрева. Если же сопротивлениеизмеряется при прохождении тока через специальный подогреватель, расположенныйв непосредственной близости от термочувствительно элемента, и изменениитемпературы окружающей среды то их называют терморезисторами косвенногоподогрева. Сопротивление термочувствительного элемента при нагревании можетлибо уменьшиться (относительно ТКС ) либо увеличится (положительные ТКСпозисторы)

Варисторы - полупроводниковые резисторы с нелинейной ВАХ, основное свойствокоторых заключается в способности значительно изменять свое электрическоесопротивление 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.поляу 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 основуобозначений которых был положен состав полупроводникового материала, изкоторого изготовлен их термочувствительный элемент: ММТ - магнито - марганцовые

КМТ - кабальто - марганцевыеСтабилизаторы 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, взнаменателе 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 разработкиобозначаются СТ-3-29 и СТ-32.

Терморезисторы косвенного подогрева старой разработки для систем регулирования сглубокой обратной связью обозначаются ТКП -20, ТКП -50 и ТКП - 350. Цифрыуказывают значение сопротивления в Омах при номинальной мощности рассеиваемойв подогретой обмотке. Позднее для этих целей были разработаны терморезисторыСТ1-21, СТЗ-21,СТ1-27,СТЗ-27.4.7 Основные электрические параметры терморезисторов.

rh - номинальное сопротивление, обозначается на терморезисторе илиуказывается в нормативной документации. Измеренные при определеннойтемпературе 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 мощностьрассеяния, которую в течении срока службы (работы) может рассеиватьтерморезистор, не вызывая необратимых изменений параметров. При этомтемпература 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 характертемпературной зависимости конкретного типа терморезисторов. Зависит отфизических свойств полупроводникового материала из которого выполнентермочувствительный 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 ераз (на 63%) при перенесении его из воздушной среды с температурой 0 градусов

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

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

Цифра стоящая через дефис, означает порядковый номер разработки, конкретноготипа. 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 отконструкции варистора и физических свойств материалов. Чем выше теплостойкостьматериалов тем выше параметр.

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

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

п UdiВАХ В = ————— Iduдля линейных резисторов это отношение равно 1, а для варисторов оно больше

о ^Rcединицы и лежит в пределах 3-30 или и — ——

Кд

Rc - статическое сопротивление в данной точкеВАХ

Кд - динамическое сопротивление в той же точкеВАХ.

Для оценки влияния температуры на ВАХ варистора используют следующиепараметры.

Температурный коофициент тока TKI - относительное изменение тока, протекающегочерез варистор, при изменении температуры окружающей среды на 1 градус инеизменном приложенном к нему напряжению.

Температурный коофициент напряжения TKU - относительное изменение напряжения,приложенного к варистору, при изменении температуры на 1 градус и неизменномтоке, 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» 1991ГОСТ 28608 - 90 резисторы постоянного напряжения для эл. аппаратов ОТУГОСТ 17598 - 72 маркировка резисторовГОСТ 24013 - 80 резисторы постоянные, основные параметрыГОСТ 10318-80 резисторы переменные, основные параметры.ГОСТ 9664 - 74 доп. рядыГОСТ 24239 -84 резисторы переменные, проволочные общие технические условия.