Реферат: Устройство, характеристика и виды резисторов

Разрешающая способность переменных проволочных резисторов зависит от числа витков резистивного элемента и определяется изменением сопротивления при перемещении подвижного контакта на один виток. Чем больше витков содержит резистивный элемент, тем выше разрешающая способность. Разрешающая способность резисторов общего применения находится в пределах 0,1 - 3%, а прецизионных - до тысячных долей процента.

Шумами скольжения переменных резисторов принято считать шумы (напряжение помех), возникающие при движении (скольжении) подвижного контакта по резистивному элементу. Причиной таких шумов являются контактная разность потенциалов между щеткой и резистивным элементом, неоднородность структуры переходного контакта и э.д.с., возникающая при быстром вращении подвижной системы. Уровень этих шумов выше уровня тепловых и токовых шумов резистора.

Под износоустойчивостью понимают способность резистора сохранять свои параметры при многократных перемещениях подвижной системы. Износоустойчивость в основном определяется материалом и формой подвижного контакта и резистивного элемента и контактным давлением. При движении происходит износ резистивного элемента и подвижного контакта, интенсивность которого возрастает с увеличением контактного давления. Однако уменьшение контактного давления способствует увеличению шумов вращения и снижению стойкости к механическим воздействиям. Количественно износоустойчивость оценивается максимально допустимым числом циклов перемещения подвижной системы, при котором параметры резистора остаются в пределах норм. Износоустойчивость прецизионных резисторов 10⁵ - 10⁷ циклов, но их вибрационная и ударная стойкость ниже, чем резисторов общего назначения. Регулировочные резисторы общего назначения обладают износоустойчивостью 5000 - 100000 циклов, а подстроечные - не больше 1000.

4. Постоянные резисторы

Углеродистые резисторы представляют собой тонкую пленку углерода, осажденную на основание из керамики (стержень или трубку). Углеродистые резисторы характеризуются высокой стабильностью сопротивления, низким уровнем собственных шумов, небольшим отрицательным ТКС (5-20)·10^-4 1/°C, слабой зависимостью сопротивления от частоты и приложенного напряжения. Выпускаются резисторы общего назначения (С1-4, ВСа, ВС), высокочастотные (УНУ, УНУ-Ш). Для повышения стабильности в углерод добавляют бор. Бороуглеродистые резисторы (БЛП) имеют ТКС = -(0,12-0,2)10^-4 1/ °C, меньший уровень шумов (не более 0,5 мкВ/В и допуск ±0.5; ±1%).

Композиционные резисторы. Резистивный элемент этих резисторов изготавливается из смеси (композиции), состоящей из проводящего компонента (сажа, графит) и органического или неорганического диэлектрика. Композиционные резисторы выпускаются пленочного и объемного видов. Пленочные резисторы изготавливают нанесением композиции на керамическую трубку или стержень. Объемные композиционные резисторы представляют собой стержни, прессованные из композиционной смеси.

Достоинством пленочных композиционных резисторов является простота их изготовления и повышенная надежность, обусловленная значительной толщиной резистивного слоя. Недостатками этого вида резисторов являются зависимость сопротивления от напряжения, низкая стабильность, большой уровень собственных шумов, большие диэлектрические потери на высокой частоте, зависимость сопротивления от частоты, температуры и влажности. Это резисторы специального назначения: высокомегаомные (С3-13, С3-14, КВМ, КЛМ), сопротивление которых лежит в пределах от 100кОМ до 1тОм, высоковольтные (С3-9, С3-12, С3-14, С3-5, КЭВ) с сопротивлением до 45ГОм и предельным напряжением до 60кВ (КЭВ), а также малогабаритные резисторы типа КИМ для микроэлементной аппаратуры.

Объемные композиционные резисторы более дешевы и просты в производстве, чем пленочные. Они менее чувствительны к кратковременным перегрузкам, характеризуются большей надежностью, особенно при работе в тяжелых климатических условиях. К ним относятся резисторы общего назначения типа С4-2, С4-3, ТВО.

Металлодиэлектрические, металлизированные и металлоокисные резисторы. Резистивный элемент этих резисторов изготавливают в виде тонкой пленки, представляющей собой микрокомпозицию из диэлектрика (стекло, керамика, полимерные материалы) и проводника (палладий, родий, двуокись олова и др.), пленки металла (вольфрама, хрома, тантала, титана) или сплавов металлов с хромом, кремнием, пленки окиси металла (чаще всего окиси олова).

Эти резисторы характеризуются высокой стабильностью, слабой зависимостью сопротивления от частоты и напряжения, теплостойкостью и влагостойкостью, малым уровнем шумов, небольшими размерами, высокой надежностью. Их недостатком является пониженная стойкость к импульсным нагрузкам, а также невозможность изготовления высокомегаомных резисторов.

На основе металлоокисного резистивного элемента изготавливают прецизионные резисторы (С2-1), которые могут работать при высоких (до 200°C) температурах, высокочастотные (МОУ, МОУ-Ш).

Металлизированные резисторы типа С6-1 - С6-9 применяют для работы в диапазоне СВЧ вплоть до частот 26 ГГц. Они используются в аттенюаторах СВЧ, в измерительных цепях и т.д. Конструктивно выполнены без выводов, за исключением резисторов типа С6-5, у которых рабочий диапазон ограничен частотой 100МГц.

Металлодиэлектрические резисторы общего назначения МЛТ и ОМЛТ наиболее широко используются в радиоэлектронной аппаратуре. Они обладают высокими электрическими, конструктивными и эксплуатационными характеристиками: диапазон номинальных значений сопротивления от 8,2 до 10 · 10⁶ Ом; номинальная мощность рассеивания в зависимости от типоразмера - 0,125 - 2 Вт; ТКС = (5-12)·10^-4 1/°C; допустимые отклонения сопротивления ±2; ±5; ±10%; масса 0,15 - 3,5 г.

Аналогичную конструкцию имеют резисторы типа МТ (обладают повышенной теплостойкостью, могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды до 200°C), С2-33И, С2-50 (характеризуются малым допуском на номинал - ±0,5; ±1 ; ±2%; небольшим ТКС - +(1-2,5)· 10 ^-4 1/°C; меньшим уровнем шумов - до 1,5 мкВ/В).

Для применения в микроэлектронной аппаратуре и микросборках можно использовать резисторы Р1-4-0,25 и резисторы безвыводной конструкции Р1-11 и Р1-12, которые в схему впаивают непосредственно. Резисторы типа Р1-12 характеризуются следующими параметрами: диапазон номинальных сопротивлений 1 - 6,8·10⁶ Ом; допуск на номинал ±5; ±1 0; ± 20%; ТКС=+(1,5-5)·10^-4 1/°C; уровень собственных шумов зависит от величины сопротивления и изменяется от 1 до 50мкВ/В.

Кроме резисторов общего применения выпускают металлодиэлектрические прецизионные резисторы (С2-29В, С2-36, С2-1 и др.) и высокочастотные (С2-10, С2-34).

Прецизионные металлодиэлектрические резисторы обладают мощностью рассеяния от 0,062 до 2Вт, диапазоном номинальных сопротивлений от 1 до 20·10⁶ Ом, допуском от ±0,05 до ± 1%; ТКС - +(0,05-10)·10^-4 1/°C; уровнем шумов - от 0,5 до 5 мкВ/В.

Проволочные резисторы выполняют на цилиндрическом изоляционном основании с одно- или многослойной обмоткой. Для защиты от механических и климатических воздействий и закрепления витков все устройство покрывается лаками и эмалями или герметизируется.

Проволочные резисторы характеризуются высокой стабильностью сопротивления, низким уровнем шумов, большой номинальной мощностью, высокой точностью сопротивления.

В зависимости от назначения проволочные резисторы можно разделить на резисторы общего назначения (нагрузочные) и прецизионные.

Нагрузочные резисторы имеют номинальную мощность от 3 до 100Вт и номинальное сопротивление от 0,066 до 50·10³ Ом. Применяют такие резисторы в качестве делителей напряжения, различных нагрузок, поглотительных и балластных сопротивлений.

Прецизионные резисторы характеризуются меньшей номинальной мощностью от 0,125 до 10Вт, большим диапазоном номинальных значений от 1 до 10⁶ Ом, допуском от ±0,05 до ±2,0%, ТКС - (0,01-2)·10^-4 1/°C.

Для использования в микроэлектронной аппаратуре и микросборках выпускают металлофольговые прецизионные резисторы С5-62, которые предназначены для функциональной подгонки высокоточных ГИС. Эти резисторы характеризуются диапазоном номинальных значений от 30 до 10·10³ Ом, допуском от ±0,05 до ±1,0%; ТКС - +(0,2-0,3)·10^-4 1/°C.

5. Наборы резисторов

Наборы резисторов предназначены для использования в устройствах вычислительной, измерительной техники и другой радиоэлектронной аппаратуре.

По функциональному назначению наборы резисторов подразделяют на декодирующие матрицы и последовательные делители напряжения.

В декодирующих матрицах значения сопротивлений резисторов изменяются по закону R-2R, R-2R-4R-8R и др.

Наборы резисторов характеризуются номинальным сопротивлением резисторов, коэффициентом деления, допуском на номинал, ТКС и разбалансом ТКС (т.е. разностью между ТКС двух резисторов), входным напряжением (чаще всего от 2,0 до 30В, для некоторых типов наборов резисторов до 1500В), выходным напряжением, мощностью рассеяния одного резистора и набора в целом (от 0,3 до 1,5 Вт), разрядностью для декодирующих матриц, паразитной емкостью между резисторами; динамическими параметрами - временем установления выходного напряжения (0,1-5мкс) или верхней граничной частотой (до 60МГц).

Наборы резисторов изготавливают на основе тонкопленочных резисторов (серии 301-320), толстопленочных (НР1-1 - НР1-11), металлофольговых (НР2-2), проволочных (НС5-4-1), керметных подстроечных (НР1-9, НРП1-1).