Компоненты электронной техники специальности 211000, 210100 4-й семестр Лекция

между цепями и элементами схемы. В зависимости от характера изменения

сопротивления при протекании тока и внешних воздействующих факторов резисторы делятся на линейные и нелинейные.
Под термином «резисторы» подразумевают резисторы с линейной вольт-амперной характеристикой.

полупроводниковый резистор, сопротивление которого резко и нелинейно зависит от приложенного

напряжения.

Терморезистор (термистор) - полупроводниковый резистор, отличающийся ярко выраженной за­висимостью сопротивления от температуры, примерно в 10...25 раз более сильной, чем у металлов.

Магниторезистор - полупроводниковый резистор, сопротивление которого резко и нелинейно изменяются во внешнем магнитное поле.

Фоторезистор - полупроводниковый резистор, изменяющий свое электрическое сопротивление под действием электромагнитного излучения раз­личных длин волн (от инфракрасной области спектра до рентге­новских и гамма‑лучей).

и переменные.

У постоянных резисторов величина активного сопротивления (в пределах

оговоренных значений) оста­ется неизменной при эксплуатации в течение всего срока служ­бы.

У переменных резисторов конструкция позволяет перемещением скользящего контакта изменять по заданному закону величину их активного сопротивления в процессе регулировки аппаратуры пос­ле ее изготовления или ремонта, а также в процессе эксплуата­ции аппаратуры. Последние, в свою очередь, делятся на подстроечные и регулировочные. Сопротивление подстроечных резисторов изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Существуют еще полупеременные (секционирован­ные) резисторы, величину активного сопротивления которых можно в определенных пределах изменять ступенчато. В РЭА полупеременные резисторы применяются редко, основное применение они находят в измерительной технике.

очередь, делятся на проводниковые и полупроводниковые;
металлофольговые с резистивным элементом из

фольги определенной конфигурации, нанесенной на изолированное основание.

По способу защиты резистивного элемента различают резисторы:
неизолированные;
изолированные (лакированные);
компаундированные;
опрессованные пластмассой;
герметизированные;
вакуумированные.

По назначению резисторы разделяют на следующие группы:
резисторы общего назначения;
прецизионные резисторы;
высокочастотные и импульсные резисторы;
высоковольтные резисторы;
высокомегомные резисторы;
переменные (подстроечные и регулировочные) резисторы.

мощность рассеивания;
температурный коэффициент сопротивления;
уровень шумов;
собственная индуктивность;
собственная емкость.

Номинальное сопротивление резистора -

электрическое сопротивление RНОМ при температуре 20°C (293 K), значение которого обозначено на резисторе или указано в нормативной документации и которое является исходным для отсчета отклонений от этого значения. Диапазон номинальных сопротивлений установлен для резисторов:
постоянных от долей ома до единиц тераОм;
переменных проволочных от 0,47 Ом до 1 МОм:
переменных непроволочных от 1 Ом до 10 МОм.

Е48, Е96, Е192. Цифра после буквы Е указывает число номинальных

величин в данном ряду.
Ряды Е представляют собой геометрическую прогрессию со знаменателем qn, равным:
для ряда E3 ;
для ряда Е6 ;
для Е12 ;
для Е24 ;
для Е48 ;
для Е96 ;
для Е192 .

Таблица Ряды номинальных величин сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов общего применения

±0,01; ±0,02; ±0,05; ±0,1; ±0,2; +0,5; ±1; ±2; ±5: +10:

±20; ±30 %.

Кодированные обозначения допустимых отклонений емкости и сопротивления от номинальных значений

допустимая мощность, которую резистор может рассеивать при непрерывной электрической нагрузке

длительное время в заданных условиях эксплуатации при сохранении стабильности параметров в установленных пределах.
Величина номинальной мощности рассеивания лежит в пределах 0,025..500 Вт для постоянных резисторов и 0,025...100 Вт для переменных резисторов.

Напряжение, которое может быть подано на резистор, не должно превышать предельного значения UМАХ, рассчитанного по формуле UМАХ = (PНОМ*RНОМ) 1/2. Предельные рабочие постоянное и переменное амплитудные значения напряжения для постоянных резисторов составляют 25...60000 В, а для переменных резисторов - 5...8000 В.

Рабочее напряжение, при котором резистор может работать, не должно превышать значения, рассчитанного исходя из номинальной мощности и номинального сопротивления по формуле U (PНОМ*RНОМ)1/2.

UПРЕД – предельное напряжение. Ограничивается в основном тепловыми процессами в токопроводящем элементе и электрической прочностью резистора.

требующих от резистора специ­фических свойств и параметров. Выпускаются на номиналы

0,05...10 11 Ом с допусками 2; 5; 10 %. Резисторы повышенной точности выпуска­ются с допуском 1 % и с номиналами 0,1..10 11 Ом.

Прецизионные резисторы выпускаются с допусками 0,001...0,5 %, а по диапазону номинальных величин сопротивлений даже превос­ходят резисторы общего применения. Резисторы повышенной точ­ности и прецизионные обладают высокой стабильностью в процес­се эксплуатации и применяются, как правило, в измерительной аппаратуре, различных аналоговых счетно­­­­­‑решающих устройствах и автоматических системах.

Высокочастотные и импульсные резисторы отличаются малыми собственными индуктивностью и емкостью. Они используются в вы­сокочастотных цепях, кабелях и волноводах в качестве согласую­щих нагрузок, аттенюаторов (ослабителей.), ответвителей, экви­валентов антенн и т.п. Выпускаются с номиналами от долей ома до 1 МОм и допусками 0,01...10 %. Непроволочные резисторы с поверхностным токопроводящим слоем могут работать на частотах до 100 МГц и выше, а специально сконструированные высокочастотные проволочные резисторы - до сотен килогерц.

киловольт и значительные мощности рассеивания до 5 Вт (и выше).

Они выпускаются с номиналами до 10 11 Ом, с допусками от 2% и выше и применяются в качестве делителей напряжения, искрогасителей, поглотителей, в заряд­ных и разрядных высоковольтных цепях и т.д.

Высокомегомные резисторы имеют диапазон номинальных зна­чений сопротивления от десятков мегом до сотен тераом (1тОм=10 12 Ом) и допуск 2% и выше. По сравнению с высоковольтными резисторами они имеют невысокие мощности рассеивания (до 1 Вт) и небольшие рабочие напряжения. Используются в слаботочных цепях, приборах ночного видения, дозиметрической и измеритель­ной аппаратуре.

Переменные резисторы выпускаются с номиналами от 47 Ом до 5 МОм, а в специальных случаях и выше 10 МОм (непроволочные) и от 0,47 Ом до 47 кОм. Их номиналы выбираются в соответствии с числами ряда Е6.

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.

Таблица - Температурные коэффициенты сопротивления проводящих материалов

(чувствительность)

KН=100 (R2 - R1) / R1,

где R1 и R2 - сопротивления резистора, измеренные при подведе­нии

к нему напряжений, соответствующих 10% и 100% номинальной мощности рассеяния.

Собственная индуктивность резистора.

Резистор как деталь обладает не только активным сопротив­лением R, но и собственной емкостью CR и собственной индук­тивностью LR.
При включении резистора в цепь высокой частоты его индуктивное сопротивление  LR может оказаться соизмеримым с активным сопротивлением R или даже его превысить, что приведет к нарушению нормальной работы схемы.

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:

где F — полоса рабочих частот, кГц; R. — номинальное значение сопротивления резистора, кОм.

хаотическим движе­нием носителей заряда и имеют место во всех материалах

и деталях при температуре, отличной от абсолютного нуля. Их интен­сивность пропорциональна произведению k T , где k - постоян­ная Больцмана (1,38*10-23 Дж/К); T - абсолютная температура. Единственной воз­можностью их уменьшения является снижение температуры устрой­ства.

Флюктуационные шумы вызываются непо­стоянством контакта между токопроводящими частицами рабочего слоя (обычно имеющего мелкозернистую структуру) непроволочного резистора, химическими процессами в рабочем слое, а также ме­ханическими вибрациями отдельных частей резистора. Их интен­сивность пропорциональна приложенному к резистору напряжению.
У проволочных резисторов, всегда имеющих монолитный токопроводящий слой, возникают лишь тепловые шумы, интенсивность которых возрастает с ростом температуры и величины сопротив­ления резистора.
Непроволочным резисторам свойственны как тепловые, так и флюктуационные шумы, причем уровень последних в несколько раз выше.

подвижным контактом и одним из неподвижных контактов проводящего эле­мента от

угла поворота  подвижной системы резистора. (линейная, логарифмическая и обратнологарифмическая )

Разрешающая способность переменного резистора - это его способность различать наименьшее изменение угла поворота по­движной системы. Ее характеризуют минимально допустимым изме­нением сопротивления при весьма малом перемещении контакта. Разрешающая способность переменных резисторов общего применения составляет 0,1...1,5%.

Износоустойчивость - это способность переменного резистора сохранять свои параметры при многократных вращениях подвижной системы. У подстроечных резисторов, использующихся для разовых регулировок, износоустойчивость не превышает 10 3 поворотов. Износоустойчивость регулировочных резисторов, а особенно точных потенциометров, может достигать 10 5...10 7 поворотов.

Наряду с тепловыми и флюктуационными шумами при вращении подвижной системы переменного резистора на выходное напряжение накладывается дополнительная составляющая - напряжение шумов вращения.

собой объемные полупроводниковые нелинейные элементы, отличающиеся ярко выраженной за-висимостью сопротивления

от температуры, примерно в 10...25 раз более сильной, чем у металлов. Промышленностью выпускают¬ся терморезисторы с номинальным сопротивлением от нескольких ом до десятков мегом.

Термисторы имеют отрицательный ТКС.

Позисторы - терморезисторы имеющие в определенном температурном интервале положительный ТКС.

ТКС > 0

от приложенного напряжения.
Электро­проводность варистора определяется многими параллельными це­почками контактирующих зерен

Si C, причем пробивное напряже­ние материала связки между контактами в различных цепочках имеет значительный разброс.

U  или U=A I 

где U - напряжение, приложенное к

варистору; I  - ток, протекающий через варистор; A, , B,  - коэффициенты, зависящие от материала и теплового режима обработки варистора при его изготовлении

Для варистора имеют место следующие соотношения:  = 1 / ; B = А - . Величина  = U dU / dI называется коэффициентом не­линейности варистора. Обычно     2 (для элементов с линейной характеристикой  = 1).

в магнитное поле изменяется его сопротивление. Это явление носит название

эффекта Гаусса, который особенно отчетливо проявляется в полупроводниковых материалах с большой подвижностью носителей заряда.
Сопротивление магниторезисторов возрастает при увеличении индукции магнитного поля.

Магниторезисторы применяются в измерительной технике для измерения магнитной индукции, малых механических перемещений, добротности колебательных контуров, мощности в цепях постоянного и переменного тока. Они используются в аналоговых счетно-решающих устройствах для сложения, умножения, деления двух или нескольких сигналов, для возведения в квадрат и получения обратных величин, а также в схемах генераторов, модуляторов и усилителей.