4.Схема замещения резистора. Физ. Объяснения каждого элемента схемы замещения.
Резистор нельзя рассматривать как, элемент, обладающий только активным сопротивлением, определяемым его резистивным элементом.
Помимо сопротивления резистивного элемента он имеет емкость, индуктивность и дополнительные паразитные сопротивления. Эквивалентная схема постоянного резистора представлена на рис. 2.7.
На схеме RR- сопротивление резистивного элемента,
Rиз— сопротивление изоляции, определяемое свойством защитного покрытия и основания, Rk - сопротивление контактов, LR— эквивалентная индуктивность резиcтивного слоя и выводов резистора, СR - эквивалентная емкость резистора, CB1 и CB2- емкости выводов. Активное сопротивление резистора определяется соотношением
|
(2.5) |
Сопротивление RКимеет существенное значение только для низкоомных резисторов. Сопротивление Rизпрактически влияет на общее сопротивление только высокоомных резисторов.Реактивные элементы определяют частотные свойства резистора. Из-за их наличия сопротивление резистора на высоких частотах становится комплексным.
Относительная частотная погрешность определяется соотношением
|
(2.6) |
где Z - комплексное сопротивление резистора на частоте
.На практике, как правило, величины L и С неизвестны. Поэтому для некоторых типов резисторов указывается значение обобщенной постоянной времени max , которая связана с относительной частной погрешностью сопротивления приближенным уравнением:
|
(2.7) |
Частотные свойства непроволочных резисторов значительно лучше, чем проволочных.
5.Классификация резисторов.
По назначению дискретные резисторы делятся на резисторы общего назначения, прецизионные, высокочастотные, высоковольтные и высокоомные.
По постоянству значения сопротивления резисторы подразделяются на постоянные, переменные и специальные. Постоянные резисторы имеют фиксированную величину сопротивления, у переменных резисторов предусмотрена возможность изменения сопротивления в процессе эксплуатации, сопротивление специальных резисторов изменяется под действием внешних факторов: протекающего тока или приложенного напряжения (варисторы), температуры (терморезисторы), освещения (фоторезисторы) и т.д.
По виду токопроводящего элемента резисторы делятся на проволочные и непроволочные.
По эксплуатационным характеристикам дискретные резисторы делятся на термостойкие, влагостойкие, вибро- и ударопрочные, высоконадежные и т.д.
Резисторы гибридных ИМС изготавливаются в виде резистивных пленок, наносимых на поверхность подложки. Эти резисторы могут быть тонкопленочными (толщина пленки порядка 1 мкм) и толстопленочными (толщина пленки порядка 20 мкм).
Классификация резисторов по используемым материалам и технологии изготовления
|
|
|
В зависимости от материала токопроводящего слоя и от технологии изготовления зависят как общие (стандартные) характеристики резистора, так и его особые, специфические свойства, которые в основном и определяют область использования данного типа. Чтобы читатель подходил к выбору типа резистора осознанно и целенаправленно, в этом разделе дана краткая характеристика каждого вида наиболее распространенных резисторов с расшифровкой их названий. Итак, РЕЗИСТОРЫ ПОСТОЯННЫЕ УГЛЕРОДИСТЫЕ И БОРОУГЛЕРОДИСТЫЕ В углеродистых резисторах проводящим слоем является пленка пиролитического углерода. Эти резисторы имеют высокую стабильность параметров, небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления (ТКС), они стойки к импульсным нагрузкам. Бороуглеродистые резисторы отличаются тем, что содержат в проводящем слое небольшую добавку бора, что позволяет уменьшить ТКС. Резисторы выпускаются нескольких типов, названия которых расшифровываются следующим образом. ВС - высокой стабильности; ОВС - повышенной надежности, ВСЕ - с осевыми выводами; УЛМ - углеродистые лакированные малогабаритные; УЛС - углеродистые лакированные специальные; УЛИ - углеродистые лакированные измерительные; УНУ - углеродистые незащищенные ультравысокочастотные стержневые; УНУ-Ш - углеродистые незащищенные ультравысокочастотные шайбовые; ИВС - импульсные высокостабильные; БЛП - бороуглеродистые лакированные прецизионные (с самым низким уровнем собственных шумов - не более 0,5 мкВ/В). РЕЗИСТОРЫ ПОСТОЯННЫЕ МЕТАЛЛОПЛЕНОЧНЫЕ И МЕТАЛЛООКИСНЫЕ Проводящим элементом у резисторов этого вида является пленка сплава или окиси металла. Они имеют малый уровень шумов (не более 5мкВ/В), хорошую частотную характеристику, стойки к температурным изменениям. Температурный коэффициент сопротивления у этих резисторов может быть как положительным, так и отрицательным. Вот их основные типы: МЛТ - металлопленочные лакированные теплостойкие; ОМЛТ - повышенной надежности; МТ - металлопленочные теплостойкие; МУН - металлопленочные ультравысокочастотные незащищенные; МГП - металлопленочные герметизированные прецизионные; МОУ - металлопленочные ультравысокочастотные; МОН - металлоокисные низкоомные (дополняют шкалу номиналов резисторов МЛТ); С2-6 - металлоокисные; С2-7Е - металлоокисные низкоомные (дополняют шкалу номиналов резисторов МТ). РЕЗИСТОРЫ ПОСТОЯННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ Токопроводящий слой композиционных резисторов представляет собой соединение графита или сажи с органической или неорганической связкой. Такие соединения позволяют получить проводящие элементы любой формы в виде массивного тела или пленки, нанесенной на изоляционное основание. Резисторы обладают высокой надежностью. К недостаткам композиционных резисторов относятся зависимость сопротивления от приложенного напряжения, заметное старение, относительно высокий уровень собственных шумов, а также зависимость сопротивления от частоты. Резисторы выпускаются следующих типов: композиционные объемные С4-1 - повышенной теплостойкости на неорганической связке; ТВО - теплостойкие, влагостойкие, объемные с неорганической связкой; КОИ - с органической связкой; композиционные пленочные КИМ - композиционные изолированные для малогабаритной аппаратуры; КПМ - композиционные лакированные малогабаритные; КВМ - композиционные вакуумные (в стеклянном баллоне), КЭВ - композиционные экранированные высоковольтные. РЕЗИСТОРЫ ПОСТОЯННЫЕ ПРОВОЛОЧНЫЕ Проводящим элементом резисторов служит проволока или микропроволока, намотанная на керамическое основание. Резисторы выпускаются следующих типов: ПКВ - на керамическом основании, влагостойкие, многослойные группы I и II (резисторы группы II предназначены для работы а условиях сухих и влажных тропиков) ПТМН - многослойные нихромовые малогабаритные; ПТМК - многослойные константановые малогабаритные ПТ - проволочные точные; ПЭ - эмалированные трубчатые невлагостойкие; ПЭВ - эмалированные трубчатые влагостойкие; ПЭВР - эмалированные трубчатые влагостойкие регулируемые; ОПЭВЕ - повышенной надежности и долговечности; ПЭВТ - термостойкие влагостойкие (тропические); Все проволочные резисторы рекомендуется использовать в цепях постоянного и переменного тока с частотой не выше 50 Гц. Здесь будет уместно внести некоторую ясность в вопрос об обозначении типов резисторов. Дело в том, что сегодня радиолюбитель, приобретая резисторы, может столкнуться с двумя системами обозначений типов (не путайте с маркировкой номинала и допуска, о которой дальше будет особый разговор). Одна из них более старая, другая - новая, действующая сегодня. В старой системе первый элемент обозначался следующим образом: С - резисторы постоянные; СП - резисторы переменные; СТ - терморезисторы; СН - варисторы. Второй элемент, как и в новой системе, был цифровой, но с более подробной детализацией по виду материала резистивного элемента (1 - углеродистые и боро-углеродистые, 2 - металлодиэлектрические и металлоокисные, 3 - композиционные пленочные, 4 - композиционные объемные, 5 - проволочные). Одновременно с этими двумя существует и еще более ранняя - буквенная система, в соответствии с которой маркировано абсолютное большинство резисторов, устанавливавшихся в отечественной радиоаппаратуре выпуска 70-80-х годов. При приобретении резисторов необходимо очень внимательно относиться к выбору их типа, исходя не из внешнего вида (особенно резисторов зарубежного производства!), а из особых свойств, определяемых функцией этого резистора. Существенную помощь при таком подходе может оказать приведенный выше перечень основных свойств различных групп резисторов в зависимости от материала проводящего слоя и технологии их изготовления. |