Узлы функциональной электроники (стр. 6 из 9)
4. Уровень собственных шумов.
Различают собственные шумы и шумы скольжения (Характерны для переменных резисторов (при регулировке). Уровень этого шума существенно выше токовых шумов.). Собственные делятся на тепловые(обусловленные хаотичным движением электронов. Имеют непрерывный широкий спектр , их уровень практически не зависит от материала , но зависит от температуры. Существуют, не зависимо есть или нет ток.) и токовые (обусловленные дискретной (зернистой) структурой резистора. При прохождении тока возникает пробой он и есть источник шума. Зависят от материала резистора. Уровень токовых шумов существенно больше тепловых.).
Собственные шумы измеряются в мкВ/В.
= Е/U [мкВ]/[В].
5. Температурный коэффициент сопротивления – показатель температурной стабильности. Показывает относительное изменение сопротивления при изменении температуры на один градус.
aR= DR/ Dt *1/R0
6.
Функциональная характеристика (кривая регулирования) – зависимость сопротивления от угла поворота.А – линейная зависимость;
Б – логарифмическая;
В – показательная;
Схема замещения резистора.
 |
RR - сопротивление резистивного элемента;
RК - сопротивление металлических контактов;
LR - паразитная индуктивность (зависит от конструкции резистора);
CR - паразитная емкость;
RИЗ – сопротивление изоляции (оно обычно учитывается у высокоомных резисторов);
Особенности резисторов.
1. Непроволочные резисторы.
- широкая номенклатура R и P;
- малая величина L и C;
- малые габариты и стоимость;
Разновидности:
- углеродистые (пленочного типа).
Пленка пиролитического углерода (толщина сотые, десятые доли мкм).
Дешевые и высокостабильные, обладают низким уровнем шумов.
Недостаток это низкая стабильность высокоомных резисторов.
Пример резисторов – ВС, С1- 8.
- металлоокисные, металлопленочные (пленка сплава металла, либо окисла металла).
Достоинством таких резисторов является повышенная термостойкость и низкий уровень шумов. Недостаток это малая устойчивость к импульсным перегрузкам.
Пример резисторов – МЛТ, МТ.
- композиционные резисторы (смесь проводящего материала – углерода и диэлектрической связки).
Такие резисторы могут быть объемного типа и пленочного типа.
Достоинство – малая стоимость. Недостаток – зависимость сопротивления от напряжения и тока, высокий уровень шумов, низкая стабильность.
Пример резисторов –ТВО, С3- 2.
2. Проволочные резисторы.
(проволока из нихрома, константана или манганина).
Достоинство:
- высокая стабильность;
- высокая термостойкость;
- малый уровень шумов;
- высокая перегрузочная способность;
Пример резисторов – ПЭВ, С5- 35.
3.Специальные резисторы.
-
Варистор (сопротивление зависит от напряжения и тока);Используется для стабилизации и ограничения напряжения (для стабилизации напряжения).
Основные параметры:
- классификационное напряжение UКЛ;
- классификационный ток IКЛ;
- коэффициент нелинейности;
b= RСТ / rДИН
4.Терморезисторы.
Как правило имеют отрицательный ТКС, хотя есть и позисторы с положительным ТКС. Терморезисторы характеризуются:
- номинальным сопротивлением при 20°С;
- ТКС;
- номинальная мощность рассеяния;
- постоянная времени t - характеризует тепловую инерционность: это время, в течении которого температура терморезистора изменяется на 63% при переносе его из воздушной среды при 0°С в воздушную среду с температурой 100°С.
5.Магниторезисторы.
Работают на основе магниторезистивного эффекта, это свойство полупроводникового устройства. Характеризуется зависимостью сопротивления от индукции магнитного поля ( В ). Строят график их зависимости, и рассматривают работу магниторезистора.
Конденсаторы.
Это элемент радиоэлектронной аппаратуры, обладающий сосредоточенной электрической емкостью, то есть способностью накапливать электрические заряды.
Классификация конденсаторов:
- по характеру изменения емкости:
постоянные;
переменные;
подстроечные;
специальные ( вариконды ) – нелинейные конденсаторы, емкость зависит от приложенного напряжения;
- по виду диэлектрика:
с органическими диэлектриками;
с неорганическими диэлектриками;
с газообразными диэлектриками;
с оксидными диэлектриками.
Система обозначений.
1.) К – постоянный конденсатор;
КТ – подстроечный конденсатор;
КП – переменный конденсатор;
КН – вариконд.
2.) число – обозначает тип диэлектрика:
10 керамический, с рабочим напряжением менее 1600В;
15 керамический, с рабочим напряжением более 1600В;
22 стекляннокерамический;
21 стеклянный;
31 слюдяной, малой мощности;
32 слюдяной, большой мощности;
40 бумажные, с рабочим напряжением менее 2 кВ;
41 бумажные, с рабочим напряжением более 2 кВ;
42 металлобумажные;
50 оксидные, электролитические алюминиевые;
51 оксидные, электролитические танталовые;
52 оксидные, объемно-пористые;
53 оксидные, полупроводниковые;
60 воздушные;
61 вакуумные;
71 полистирольные;
72 фторопластовые;
73 лавсановые.
Эти обозначения применимы для конденсаторов типа К, а для КП и КТ могут быть следующие обозначения:
1 вакуумные;
2 воздушные;
3 газообразные;
4 твердые.
3.) номер разработки.
Например:
К50-6
КТ4-1.
Условные графические обозначения.
Позиционное обозначение: С.Основные параметры.
1.) Номинальная емкость.
, где:x - диэлектрическая проницаемость;
S – площадь обкладок;
d – расстояние между обкладками.
У воздуха x=1, поэтому воздушные конденсаторы очень большие, для уменьшения их габаритов на обкладки добавляют какой-либо диэлектрик.
Все емкости стандартизованы по рядам номинальных ёмкостей:
Е3; Е6; Е12; Е24.
Е3 1; 2.2; 4.7
2.) Допуск на ёмкость.
Разность между номинальным и фактическим значением. Существует 14 допусков:
±0.1% - прецизионные;
-20% до +80% - последний класс точности.
3.) Номинальное рабочее напряжение.
Напряжение, при котором конденсатор работает в течение всего срока эксплуатации.
4.) Тангенс угла потерь.
tg(d) – тангенс угла диэлектрических потерь, из-за переполяризации диэлектрика, так как энергия рассеивается в виде тепла. Из-за наличия потерь угол между U и I становиться меньше 90°.
Для оценки tg(d) можно: 
, где Rп. – сопротивление потерь.Тангенс угла потерь это величина обратная добротности, поэтому:
.
5.) Сопротивление изоляции и ток утечки.
Ток утечки – это ток, который существует постоянно в диэлектрике конденсатора.
, гдеRиз. – сопротивление изоляции;
Iут. – ток утечки.
6.) Температурный коэффициент емкости.
Характеризует температурную стабильность емкости, это:
, гдеС0 – ёмкость при температуре 20°С.
ТКЕ нормируется, например для керамических конденсаторов по ТКЕ существует 16 групп:
-2200*10-6 1/°С М2200
+100**10-6 1/°С П100.
Эти обозначения производятся на корпусе или обозначаются цветом.
Слюдяные конденсаторы делятся на 4 группы:
А не нормированное значение ТКЕ;
Б ±200**10-6 1/°С
В ±100**10-6 1/°С
Г ±50**10-6 1/°С
7.) Закон изменения емкости.
Используется для характеристики переменных конденсаторов:
- прямоемкостные ( прямая зависимость между емкостью и углом поворота ротора);
- прямоволновые (прямая зависимость между длиной волны и углом поворота ротора);
- прямочастотные (прямая зависимость между частотой колебательного контура и углом поворота ротора);
- логарифмические ( логарифмическая зависимость емкости от угла поворота ротора ).
Схема замещения конденсатора.
С – номинальная емкость;Сз – емкость относительно корпуса;
Rиз – сопротивление изоляции;
Rп – сопротивление потерь;
Lc – емкостная индуктивность ( проявляется на больших частотах ).
Особенности конденсаторов.
Бумажные.
Выполняются в виде бумаги пропитанной маслом, и фольговых обкладок, которые затем сворачиваются в рулон. Достоинства:
широкие интервалы номиналов мощностей ( от 0.01 мкФ до 10мкФ ).;
широкие интервалы рабочих напряжений.
Недостатки:
малая температурная и временная стабильность;
большие потери.
Например: БМ ( бумажный малогабаритный );
КБГ ( бумажный герметизированный );
К40-1.
Металлобумажные.
Они выполнены из диэлектрической бумаги, а на неё с двух сторон напыляются обкладки, у них емкость больше и меньшие габариты. Достоинства: способность самовосстанавливаться после пробоя ( так как из-за малой толщины обкладок, металл в месте пробоя испаряется).