Компоненты электронной техники (стр. 2 из 11)
В табл. 1.2 приведены кодированные обозначения допускаемых отклонений от номинального значения.
Номинальная мощность резистора Рном — это максимально допустимая мощность, рассеиваемая на сопротивлении резистора в течение длительного времени при непрерывной нагрузке и определенной температуре окружающей среды, при которой параметры резистора сохраняются в установленных пределах.
Таблица 1.2. – Кодированные обозначения допустимых отклонений емкости и сопротивления от номинальных значений
| Допустимое отклонение, % | Кодированное обозначение | Допустимое отклонение, % | Кодированное обозначение |
| ±0,1 | Ж | ±30 | Ф |
| ±0,2 | У | От +50 до -10 | Э |
| ±0,5 | Д | От +50 до -20 | Б |
| ±1 | Р | От +80 до -20 | А |
| ±2 | Л | +100 | Я |
| ±5 | И | От +100 до -10 | Ю |
| ±10 | С | ±0,4* | Х |
| ±20 | В |
Значения номинальной мощности рассеивания, в ваттах, регламентируются и равны 0,01; 0,025; 0,05; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2: 3; 5 Вт для непроволочных резисторов и 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 5; 8; 10; 16; 25; 40; 80 Вт для проволочных.
Исходя из номинальной мощности, максимально допустимые для резисторов значения силы тока и напряжения равны
При этом Uмакс не должно превышать регламентированного значения напряжения пробоя для данного резистора.
Относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°С называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС).
,где R — сопротивление резистора при номинальной температуре; ΔR алгебраическая разность между сопротивлением, измеренным при заданной температуре, и сопротивлением, измеренным при нормальной температуре; Δt° — алгебраическая разность между заданной и нормальной температурами.
Для резисторов обычно приводится ТКС для определенного интервала рабочих температур. В зависимости от типа резистора ТКС может быть положительным и отрицательным. Для непроволочных резисторов ТКС составляет ± (100¸2000)´10-6 1/°С и для проволочных ± (50¸1000) • 10-6 1/°С.
Разнообразие конструктивных решений, применяемых при изготовлении резисторов, обуславливает многообразный характер зависимости сопротивления от температуры.
У чистых металлов повышение температуры приводит к уменьшению подвижности электронов вследствие взаимодействия их с ионами решетки. При этом сопротивление материала возрастает примерно пропорционально абсолютной температуре. При введении примесей в металлы величина их сопротивления возрастает, а температурный коэффициент удельного сопротивления уменьшается (рис. 1.1).
Композиционные материалы имеют сложную зависимость сопротивления от температуры (рис. 1.1). Одной из причин является влияние контактов между проводящими частицами, преодоление которых носителями зарядов и зависит от температуры. Изменение проводимости материала резистора при изменении температуры определяется также температурными коэффициентами расширения проводящего материала основания.
Температурные коэффициенты сопротивления проводящих материалов представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.3. - Температурные коэффициенты сопротивления проводящих материалов
Материал | ТКР × 104, град-1 |
Вольфрам Кадмий Медь МолибденСеребро Тантал Титан Сплавы высокого сопротивления Пиролитический углерод Ферросилициевые сплавы Композиции (на основе сажи и графита) | 46 42 43 46 40 38 44 0,05 ¸ 2 - (2 ¸ 20) ± (5 ¸ 10) ± (1 ¸ 20) |
Электрическая прочность резистора характеризуется предельным напряжением, при котором резистор может работать в течение срока службы без электрического пробоя. Предельное рабочее напряжение резистора зависит от атмосферного давления, температуры и влажности воздуха. Напряжение на резисторе не должно превышать напряжения, определяющего электрическую прочность.
Уровень собственных шумов резистора – отношение электрического напряжения помех резистора, возникающих при прохождении по нему постоянного электрического тока, к приложенному напряжению. По уровню шумов некоторые стандартные непроволочные резисторы делят на группы. Например: А – группа резисторов, уровень собственных шумов которых не более 1 мкВ/В в полосе частот 60 Гц ¸ 6 кГц.
Уровень собственных шумов характеризуется отношением среднеквадратичного значения э.д.с. шумов резистора Еш к постоянному напряжению U0 приложенному к резистору (измеряется в мкВ на 1В приложенного напряжения).
Для непроволочных резисторов, к которым не приложено напряжение, а также проволочных резисторов при температуре 20°С, уровень собственных шумов определяется по формуле:
мкВ,где DF — полоса рабочих частот, кГц; R. — номинальное значение сопротивления резистора, кОм.
Частотные свойства резисторов определяются номинальным сопротивлением и распределенными реактивными (паразитными) параметрами (индуктивностью и емкостью). Активное сопротивление резистора на переменном токе зависит от его номинального сопротивления, его емкости и индуктивности. В свою очередь, собственная распределенная емкость и индуктивность резистора зависят от его формы и числа витков спиральной нарезки резистивного элемента.
Стабильность резистора характеризуется изменением параметров под влиянием окружающей среды, электрической нагрузки, а также с течением времени при эксплуатации и хранении.
Специфическими параметрами переменных резисторов являются функциональная характеристика и разрешающая способность.
Функциональная характеристика — зависимость сопротивления от перемещения (угла поворота) подвижной системы. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы разделяются на линейные (тип А) и нелинейные: с логарифмической (тип Б) и обратно логарифмической (тип В) зависимостями. Выпускаются резисторы и с другими зависимостями.
Для переменных резисторов общего назначения допуск отклонения от заданной кривой составляет 5...20%, для прецизионных – 0,05...1%.
Разрешающая способность показывает, какие наименьшие изменения угла поворота или перемещения подвижной системы резистора могут быть различимы. Она характеризуется минимально возможным изменением сопротивления при минимально возможном перемещении подвижного контакта. Для переменных резисторов общего назначения разрешающая способность составляет 0,1...3%, для прецизионных - тысячные доли процента.
Обозначение резисторов широкого применения состоит из начальных букв — краткой характеристики резистора (например, резистор ВС — высокой стабильности, МЛТ — металлопленочный лакированный теплостойкий) — с дальнейшим указанием мощности, номинала и допускаемого отклонения, разделяемых дефисом. Например, резистор МЛТ-0,125-5,1 кОм ±5%.
В новых типах резисторов введена новая система обозначений. Буква С обозначает резистор постоянного сопротивления, СП — резистор переменного сопротивления. Далее следует цифра, указывающая на специфическую особенность резистора в зависимости от материала токопроводящего слоя:
1 — непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые; 2 — непроволочные тонкослойные металлодиэлектрические и металлоокисные; 3 — непроволочные композиционные пленочные; 4 — непроволочные композиционные объемные; 5 — проволочные; 6 — непроволочные тонкослойные металлизированные. После первой цифры через дефис ставится вторая цифра, обозначающая регистрационный номер данного типа резистора; далее следуют цифры, указывающие мощность, номинальное значение, допускаемое отклонение. В обозначении переменных резисторов после цифр регистрационного обозначения может стоять буква, указывающая на конструктивные особенности и вид исполнения. Например: резистор С4-1-0,5-30 ± 10%; резистор С2-7Е-0,5 Вт-8,2 Ом ± 5%; резистор СП-39А-0,5Вт-4,7кОм ± 10%В.
При выпуске резисторов для их маркировки применяется кодированное обозначение. Оно состоит из кодированных обозначений номинала и допуска сопротивления. Буква кода обозначает множитель, составляющий значение сопротивления, и определяет положение запятой десятичной дроби. Буквами R, K, M, G, T (Е, К, М, Г, Т) обозначаются множители: 1, 103, 106, 109, 1012, для сопротивления выраженного в Омах.
Пример: 1К5В — резистор 1,5 кОм, допуск ± 20%; 2М2Ф — резистор 2,2 МОм, допуск ±30%.
1.1 Резисторы постоянного сопротивления
Углеродистые резисторы. Резистивный элемент этих резисторов представляет собой тонкую пленку углерода, осажденную на основание из керамики. В качестве основания обычно используются стержни или трубки. Углеродистые резисторы характеризуются высокой стабильностью сопротивления, низким уровнем собственных шумов, небольшим отрицательным ТКС, слабой зависимостью сопротивления от частоты и приложенного напряжения. Бороуглеродистые резисторы типа БЛП по стабильности сопротивления могут не уступать проволочным резисторам. ТКС этих резисторов равен – (0,012…0,025) %/0С.