1.3.3 Собственные шумы

Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов. Уровень шумов измеряется электродвижущей силой (ЭДС) шумов.

Возникновение тепловых шумов связано с тепловым движением электронов в резистивном элементе.

Помимо тепловых шумов, уровень которых определяется в основном температурой и сопротивлением резистивного элемента и не зависит от протекающего тока, в резистивном элемента при включении его под электрическую нагрузку возникают специфические токовые шумы, обусловленные флюктуациями контактных сопротивлений между проводящими частицами, а также трещинами и неоднородностями резистивного элемента. Эти флюктуации являются следствием изменения площади контактирования отдельных токопроводящих частей структуры элемента, перераспределения напряжения на отдельных зазорах между этими частицами, возникновения новых проводящих цепочек в относительно больших зазорах под действием высокой напряженности электрического поля и т.п.

В полупроводниковых материалах причиной токовых шумов могут быть колебания проводимости, связанные с процессами возбуждения и рекомбинации носителей тока и другими процессами.

Токовые шумы при заданном значении сопротивления и определенном значении напряжении в значительной степени зависят от материала и конструкции резистивного элемента и наиболее характерны для непроволочных резисторов. Обычно они значительно больше тепловых шумов. Частотный спектр энергии токового шума также непрерывный, но в отличие от теплового характеризуется уменьшением интенсивности высокочастотных составляющих.

Уровень шумов определяют отношением действующего значения переменной составляющей напряжения шумов к приложенному постоянному напряжению и выражают в микровольтах на вольт

Уровень собственных шумов резисторов тем выше, чем больше температура и напряжение. Шумы накладывают ограничения на чувствительность схем и создают помехи при воспроизведении полезного сигнала.

Значение ЭДС шумов для непроволочных резисторов лежит в пределах от долей единиц мкВ/В, а для отдельных типов и до десятков мкВ/В.

1.4 Специфические характеристики переменных резисторов

1.4.1 Функциональная характеристика

Функциональная характеристика определяет зависимость сопротивления переменного резистора или напряжения от положения подвижного контакта. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы разделяются на линейные – типа А и нелинейные – типов Б, В, Е и др. (рис. 1.1).

Наиболее распостраненные нелинейные зависимости – логарифмические (Б) и обратнологарифмические (В). Резисторы с такими зависимостями используются для регулировок громкости и тембра звука, яркости свечения индикаторов и т.п. Встречаются резисторы с характеристиками типа И или Е, а также с синусными, косинусными зависимостями, используемые для специальных цепей в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Отклонение от заданной кривой определяется допусками (границами). Для переменных резисторов общего применения эти границы устанавляваются в пределах от 5 до 20 %, а для прецизионных в пределах от 0,05 до 1 %. Отклонение может иметь скачкообразный характер, в результате чего нарушается плавность регулирования. Причинами таких отклонений могут быть неоднородность и дефекты проводящего элемента и подвижного контакта, а также наличие начального скачка и минимального сопротивления.