3. Элементная база радиоэлектронной аппаратуры

Современная радиоэлектронная аппаратура (РЭА) содержит огромное количество радиокомпонентов, соединенных между собой в соответствии с принципиальной электрической схемой. Все радиокомпоненты делят на две группы: пассивные и активные.

К активным элементам относятся такие, которые способны преобразовывать электрические сигналы и усиливать их мощность. К этим элементам относятся транзисторы, ИМС.

К пассивным компонентам относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы. Далее рассмотрим все пассивные элементы.

Резисторы, классификация, основные параметры и характеристики

Резисторы предназначены для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы.

Резисторы являются наиболее распространенными элементами радиоэлектронных устройств.

По конструкции и назначению все резисторы делят на три группы: постоянные, переменные, подстроенные (полупеременные).

^ зависимости от материала проводящего элемента резисторы делят на следующие группы:

• углеродистые с проводящим элементом в виде пленки углерода;

• металлопленочные и металлоокисные с проводящим элементом в виде пленки из сплава или окиси металла;

• композиционные с проводящим элементом из нескольких компонентов;

• проволочные с проводящим элементом из провода и микропровода;

• полупроводниковые линейные и нелинейные с проводящим элементом из полупро­водникового материала.

ТДля изготовления обмоток проволочных резисторов применяют провода высокого сопротивления* В настоящее время для изготовления обмоточных проводов получили наибольшее распространение сплавы на медной основе (константаны) и на хромо­никелевой (нихромы). Кроме того, для намотки постоянных резисторов широко исполь­зуют манганиновый провод и провода на основе благородных металлов. Обмоточные провода, применяемые для изготовления резисторов, оценивают по толщине изоляции, механической и электрической прочности, эластичности, влагостойкости и стоимости.

Стабильность параметров резистора зависит от способа его внешней защиты.

'По способу защиты проводящего элемента резисторы подразделяют на незащищен­ные, лакированные, компаундированные, опрессованные в пластмассу, герметизи­рованные, вакуумные.

Резисторы выпускают общего и специального назначения.

Резисторы общего назначения используют в качестве делителей в цепях питания, элементов фильтров, регуляторов громкости и тембра, в цепях формирования импульсов, в измерительных приборах невысокой точности и т. п. В эту группу входят постоянные резисторы, сопротивление которых фиксируется при изготовлении, и переменные, сопротивление которых можно плавно менять в определенных пределах. Сопротивления резисторов общего назначения 10 Ом - 10 МОм, номинальные мощности рассеяния 0,125— 100 Вт.

К резисторам специального назначения, обладающим рядом специфических свойств и параметров, относят высокоомные, высоковольтные, высокочастотные, прецизионные, полупрецизионные, миниатюрные.

■'){,, Высокоомные резисторы выполняют преимущественно композиционного типа с сопротивлением до 10¹³ Ом и используют в устройствах для измерения малых токов. Номинальная мощность рассеяния резисторов обычно не указывается, рабочие напряжения 100-300 В.

Высоковольтные резисторы с сопротивлением до 10¹³ Ом, но большей мощности и более крупные по размерам, чем высокоомные, используют для делителей напряжения, эквивалентов антенн, искрогашения, разряда конденсаторов фильтров. У наиболее распространенных их типов рабочие напряжения находятся в диапазоне 10-35 кВ.

Высокочастотные резисторы предназначены для схем, работающих на частотах выше 10 МГц. Эти резисторы используют в качестве согласующих нагрузок, аттенюаторов, эквивалентов антенн, элементов волноводов. Они обладают малой собственной емкостью и индуктивностью. При искусственном охлаждении номинальные мощности рассеяния резисторов 5,20,50 кВт.

^Прецизионные и полупрецизионные резисторы применяют в точных измерительных устройствах, счетных машинах, релейных системах, магазинах сопротивлений. Они отличаются высокой точностью изготовления, имеют повышенную стабильность основных параметров, часто выполняются герметизированными. Их номинальные сопро­тивления 1 Ом — 1 МОм, номинальные мощности рассеяния не более 2 Вт.

Миниатюрные резисторы предназначены для малогабаритной аппаратуры с объемным и печатным монтажом. Их номинальные мощности рассеяния менее 0,125 Вт, номинальные сопротивления 0,1 Ом—1 МОм.

Полупроводниковые резисторы в зависимости от назначения называют терморе­зисторами, варисторами и фоторезисторами.

Терморезисторы используют в схемах теплового контроля, температурной стабили­зации электрических цепей, измерения и регулирования различных физических величин и параметров устройств. Номинальные мощности рассеяния терморезисторов - от долей милливатт до нескольких ватт; номинальные сопротивления - от долей Ома до 10 МОм.

Варисторы применяют в качестве разрядников для защиты элементов цепей от ' перенапряжений, в схемах преобразования частоты, формирования импульсов различной формы, стабилизации напряжения. Диапазон минимальных мощностей рассеяния варисторов 0,1-100 Вт.

-^5^/Фоторезисторы используют в качестве приемников и индикаторов лучистой энергии в фотореле, схемах автоматики. Номинальные мощности рассеяния фоторезисторов 0,01-1 Вт, номинальные сопротивления (при отсутствии падающего излучения) 10⁴-10⁸ ОмГ^,

. ‘{Основными параметрами резисторов являются следующие: номинальное сопротив­ление, допустимые отклонения величины сопротивления от номинального значения в процентах, номинальная мощность рассеяния, предельно допустимое напряжение, темпе­ратурный коэффициент сопротивления, э. д. с. шумов резистора,

-Номинальное сопротивление резистора выражает величину его сопротивления в Омах или Мегомах. Номинальное сопротивление переменного резистора определяет его максимальную величину.

Допустимое отклонение величины сопротивления от номинального значения опреде­ляется классом точности и выражается в процентах. Постоянные непроволочные резис­торы разделяют на три класса точности: I класс - с допустимым отклонением ±5%, II класс - ±10% и класс Ш - ±20%. Это значит, что у резистора класса III, например, с номинальной величиной сопротивления 10 кОм действительная величина может быть 8 - 12 кОм. Выбор резистора того или иного класса точности определяется его местом в схеме. Резисторы класса I используют, например, в тех участках схемы, где необходима повышенная точность режима работы. В цепях, в которых даже относительно большое изменение величины сопротивления мало влияет на режим работы схемы (например, в развязывающих цепях), можно применять резисторы класса III..

• Номинальной мощностью рассеяния резистора называется наибольшая мощность постоянного и переменного тока, которую резистор может длительное время рассеивать, не изменяя существенно величины своего сопротивления. В радиоаппаратуре наибольшее распространение получили непроволочные резисторы на номинальные мощности 0,12; 0,25; 0,5 и 2 Вт. Чтобы выбрать резистор по номинальной мощности (если она не указана на схеме), ее определяют расчетным путем.

При выборе непроволочного резистора необходимо учитывать не только номиналь­ную величину его сопротивления и мощность рассеяния, но и предельно допустимое рабочее напряжение. Если, например, на резисторе ВС-0,25 с номинальным сопротивле­нием 1 МОм рассеивать номинальную мощность 0,25 Вт, то падение напряжения на нем окажется равным 500 В, между тем как предельное рабочее напряжение для такого рези­стора - 350 В. В этом случае следует выбрать другой тип резистора, например ВС-0,5 с номинальным сопротивлением 1 МОм, который рассчитан на предельное рабочее напряже­ние 500 В, или использовать два резистора ВС-0,25 с номинальным сопротивлением 0,5 МОм каждый, соединив их последовательно.

Непроволочные резисторы широкого применения выпускают на предельное рабочее напряжение 100-1000 В. Чем больше длина непроволочного резистора, тем обычно больше и предельно допустимое напряжение.

. Величина сопротивления резистора изменяется с изменением температуры. Температурным коэффициентом сопротивления резистора (ТКС) называется отно­сительное изменение его сопротивления при изменении температуры на ГС. У разных по типу непроволочных резисторов ТКС не превышает 0,2% на ГС. Резистор ВС-0,25, например, с номинальным сопротивлением 1 МОм и ТКС, равным 0,2% на ГС, при изменении температуры на -20°С изменяет величину сопротивления на -4%, т.е. величина сопротивления уменьшается до 0,96 МОм. Для проволочных резисторов ТКС не указывают, так как он очень мал и практического значения не имеет.

Постоянные непроволочные резисторы

Наибольшее распространение в радиотехнической и электронной аппаратуре получили непроволочные резисторы. Они имеют значительно меньшие размеры, чем проволочные, обладают незначительной индуктивностью и собственной емкостью, величина их активного сопротивления не изменяется в широком диапазоне частот и, кроме того, они просты в производстве и поэтому дешевы. Такие резисторы используют как нагрузочные, развязывающие, гасящие в цепях постоянного, переменного и импульсного тока.

Рис. 2. Постоянные непроволочные резисторы:

с/-типа ВС, б-типа MJIT;

1-керамический стержень,