Компоненты электронной техники (стр. 3 из 11)
Композиционные резисторы. Резистивный элемент этих резисторов изготовляют на основе композиций, состоящих из смеси порошкообразного проводника (сажа, графит и др.) и органического или неорганического диэлектрика. Композиционные резисторы выпускают пленочного и объемного видов. Пленочные композиционные резисторы по конструкции подобны углеродистым, но отличаются большей толщиной пленки. Объемные резистивные элементы изготовляют в виде стержня путем прессования композиционной смеси, пленочные – путем нанесения композиционной смеси на изоляционное основание.
Пленочные композиционные резисторы характеризуются сильной зависимостью сопротивления от напряжения, низкой стабильностью параметров и очень высокой надежностью. Объемные композиционные резисторы с органическими связующими материалами отличаются высокой стабильностью параметров, сравнительно низкой надежностью и пониженным уровнем собственных шумов, а с неорганическими связующими материалами – очень высокой надежностью, низкой стабильностью сопротивления от частоты до 50 кГц. Сопротивление этих резисторов практически не зависит от напряжения.
Металлопленочные резисторы содержат резистивный элемент в виде очень тонкой (десятые доли микрометра) металлической пленки, осажденной на основание из керамики, стекла, слоистого пластика, ситалла или другого изоляционного материала. Металлопленочные резисторы характеризуются высокой стабильностью параметров, слабой зависимостью сопротивления от частоты и напряжения и высокой надежностью. Недостатком некоторых металлопленочных резисторов является пониженная надежность при повышенной номинальной мощности, особенно при импульсной нагрузке. ТКС резисторов типов ОМЛТ не превышает 0,02. Уровень шумов резисторов группы А не более 1 мкВ/В, группы Б - не более 5 мкВ/В.
Металлоокисные резисторы изготовляются нам основе окислов металлов, чаще всего двуокиси олова. По конструкции они не отличаются от металлопленочных, характеризуются средней стабильностью параметров, слабой зависимостью сопротивления от частоты и напряжения, высокой надежностью.
Проволочные резисторы постоянного сопротивления обычно выполняют на цилиндрическом изоляционном основании с одно- или многослойной обмоткой. Провод и контактные узлы защищают, как правило, эмалевыми покрытиями. Проволочные резисторы характеризуются высокой стабильностью сопротивления, низким уровнем собственных шумов, большой допустимой мощностью рассеяния, высокой точностью сопротивления. Эти резисторы обладают сравнительно большими паразитными реактивными параметрами и поэтому применяются лишь на сравнительно низких частотах. В качестве обмоточных проводов используются провода высокого сопротивления. Для уменьшения паразитных параметров проволочных резисторов применяют намотки специальных видов.
1.2 Обозначения резисторов на электрических схемах
Резистор обозначают на электрических схемах в виде:
Номинальную мощность рассеяния резистора (от 0,05 до 5 Вт) обозначают специальными знаками внутри символа:
Постоянные резисторы могут иметь один или несколько выводов:
Сопротивление постоянного резистора изменить невозможно. Если в цепи необходимо установить определенный ток или напряжение, возле символа резистора ставят звездочку и резистор подбирают.
1.3 Конструкция дискретных резисторов
Сопротивление резистора — это один из основных параметров, который учитывают при конструировании резистора, а также при выборе его для применения в конкретной схеме. Схемы конструкций наиболее распространенных проводящих элементов резисторов показаны на рис. 1.1.
Сопротивление резистора определяется геометрическими размерами и свойствами материала проводящего участка элемента:
,где l — длина проводящего участка элемента; S —площадь поперечного сечении; r - удельное объемное сопротивление материала.
Удельным объемным сопротивлением называют сопротивление образца данного материала, длина которого, выраженная в метрах, равна площади поперечного сечения (в м2):
(Ом×м),где l — длина проводящего участка элемента.
Удельные объемные сопротивления материалов, используемых для производства резисторов приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4. Удельное объемное сопротивление материалов, используемых для производства резисторов
Материал | Удельное объемное сопротивление, r × 106 (Ом × м) | Материал | Удельное объемное сопротивление, r × 106 (ом × м) |
| Алюминий Вольфрам Железо Золото Кадмий Медь | 0,028 0,055 0,098 0,024 0,076 0,017 | Молибден Никель Платина Серебро Тантал Титан | 0,057 0,073 0,105 0,016 0,135 0,420 |
Удельной проводимостью называют величину, обратную удельному объемному сопротивлению:
(Ом×м)-1Сопротивление резистора объемной конструкции (рис. 1.1а):
где D - диаметр проводящего элемента, где l — длина проводящего участка элемента.
Для резисторов цилиндрической формы с проводящей пленкой, нанесенной на поверхность изоляционного основания, когда толщина пленки мала по сравнению с диаметром основания, сопротивление определяется выражением:
,где h — толщина пленки; l - длина проводящего участка пленки.
Рис. 1.1. Схемы конструкций проводящих элементов резисторов: а — объемная (цилиндрическая); б, в — пленочная; г — пленочная со спиральной нарезкой; д — пленочная с прорезями; е — с проволочным проводящим элементом; ж — подковообразная; з — шайбовая; и — дисковая; к — бусинковая
Сопротивление участка пленки, имеющего равную длину и ширину, т.е. сопротивление квадрата пленки:
кв=r/h ОмДля непроволочных резисторов характерным является отношение:
,которое называют коэффициентом формы. Значение коэффициента Кф в конструкциях постоянных резисторов обычно близко к единице (0,6-1,5).
У резисторов с малой длиной проводящего элемента неэффективно используется общий объем, поскольку длина контактной арматуры становится сравнимой с рабочей длиной проводящего элемента. Конструкция с большим значением Кф (длинные и тонкие) неудобны в монтаже и в ряде случаев имеют малую механическую прочность. Коэффициент Кф определяет также частотные свойства резистора.
Сопротивление резистора поверхностного типа можно увеличить на несколько порядков путем последовательного снятия слоев проводящего элемента спиральной нарезкой или прорезанном изолирующих канавок. Нарезка проводящего элемента дает возможность использовать в конструкциях высокоомных резисторов пленки большей толщины, имеющие достаточно высокую стабильность характеристик.
Наиболее распространенным является способ спиральной нарезки, который позволяет получить резисторы с широким диапазоном сопротивлений и в то же время является простым в производственных условиях и легко управляемым. Благодаря спиральной нарезке сводится к минимуму влияние переходного сопротивления в контактном узле па полное сопротивление резистора. Полагая, что сопротивления контактных узлов малы, структура проводящего элемента однородна и шаг спирали значительно меньше диаметра основания, сопротивление резистора со спиральной нарезкой (рис. 1.1 г) можно рассчитать так: