2. Назначение, устройство, параметры и особенности применения резисторов

Резистор - это пассивный элемент РЭА, обладающий электрическим сопротивлением и служащий для поглощения, регулирования и перераспределения электрической энергии. Устройство резистора (см.рис.1).

Рис. 1.

Параметры резистора

Основной функциональный параметр - величина электрического сопротивления (R).

1 Ом = 10^-3 кОм=10^-6 МОм

1МОм = 10³кОм =10⁶ Ом

Различают:

а) номинальное значение сопротивление R_ном. Оно стандартизировано и задается рядами номинальных значений. ГОСТ 10318-74 устанавливает шесть основных рядов.

Ряды номинальных значений	Е6	Е12	Е24	Е48	Е96	Е192
Допуск	20% В	10% С	5% И	2% Л	1% Р	0,5% Д

б) действительное (фактическое) значение отличается от номинального и задается допуском %.

в) при работе в цепях переменного тока сопротивление резистора носи

ткомплексный характер. Для оценки частотных свойств резистора используют схему замещения (рис.2).

Рис.2.

где R_ном - активное сопротивление резистора

L_R,C_R - собственные индуктивность и емкость

L_R < дес.мкГ; C_R < ед.пФ;

При этом Z_эф = R_ном + X_эф;

; ;

Для низкоомных резисторов влиянием емкости можно пренебречь, для высокоомных - влиянием индуктивности можно пренебречь (рис.3).

Температурную стабильность сопротивления резисторов оценивают температурным коэффициентом сопротивления.

Рис.3.

Основная причина нестабильности - зависимость удельного сопротивления резистивного материала от температуры.

Параметры режима.

а) номинальная мощность (Р_ном) - максимально допустимая мощность рассеиваемая резистором при номинальной температуре окружающей среды

(Т_ном) и непрерывном режиме работы.

Р_ном определяется ГОСТом и имеет 29 градаций (0,01-1000 Вт).

б) максимально допустимое рабочее напряжение U_доп

- по тепловому режиму зависит от Р_доп;

- для высокоомных резисторов ограничивается электрическим пробоем.

Классификация резисторов

1. По характеру изменения сопротивления:

- постоянные;

- переменные в т.ч. подстрочные.

2. По материалу резиста:

- проволочные резисторы из проволоки высокоомного материала (константан, манганин, нихром);

- непроволочные резисторы - тонкий слой углерода или сплава металлов и их окислов с высоким удельным сопротивлением;

- полупроводниковые

а) терморезисторы

б) фоторезисторы

в) варисторы.

Замечание: полупроводниковые резисторы относятся к нелинейным резисторам, поскольку величина их сопротивления зависит от воздействия внешних факторов.

Терморезисторы - величина сопротивления изменяется при изменении температуры резистора. Основной параметр

- термистор - это полупроводниковый объемный резистор с отрицательным ТКС

- позистор - ТКС положительный.

Применение: - термокомпенсация;

- терморегулировка;

- стабилизация напряжения.

Фоторезисторы - величина сопротивления изменяется под воздействием светового потока. При отсутствии светового потока фоторезистор имеет большое сопротивление (10⁷ – 10⁸ Ом). Под воздействием падающего света его сопротивление уменьшается.

Применение: - фотоэлектрические устройства автоматики;

- кино - и фотоаппаратура.

Варисторы - сопротивление изменяется с изменением приложенного напряжения.

Применение: - стабилизация напряжения;

- автоматическая регулировка усиления;

- защита от перенапряжения;

- в телевизорах для стабилизации параметров кадровой и строчной развертки.

В зависимости от области применения различают следующие типы линейных резисторов:

А. Резисторы общего применения - это основная часть резисторов военной техники связи.

R_ном= 10 Ом - 10 МОм; = 5; 10; 20%; Р_ном = 0.125 - 2 Вт; U_доп750 В

а) Углеродистые резисторы. У этих резисторов токопроводящий слой - пленка пиролитического углерода; штабик - керамика.

Достоинства - высокая стабильность сопротивления при изменении внешних условий:

- небольшой ТКС;

- малый уровень собственных шумов;

- низкая стоимость.

Недостатки - низкая теплостойкость, Т_max 155⁰С;

- большие габариты;

- небольшой ресурс.

Основные типы углеродистых резисторов ВС, УЛИ, БЛП, С1-4(8).

б) Металлопленочные - резист пленка из специальных сплавов (силициды хрома, железа, никеля );

В металлоокисных - двуокись олова;

Металлодиэлектрические - в состав проводящего материала вводят диэлектрические компоненты.

Особенности - высокая стабильность сопротивления;

- низкий уровень шумов;

- низкий ТКС 1210^-4 1/ ⁰С;

- повышенная теплостойкость Т_max300⁰С;

- малые габариты.

Основные типы металлопленочных резисторов МЛТ, МЛП, ОМЛТ, С2-6(11,13).

Б. Резисторы высокочастотные - для работы в импульсных схемах, ВЧ и СВЧ цепях, эквивалентах антенны на частотах более 10МГц. Сопротивление от 10 до 500 Ом.

Достоинства - малые собственная емкость и индуктивность (за счет отсутствия защитного покрытия и выполнения выводов в виде контактных поясов).

Применяются: - углеродистые УНУ, УНУ-Ш;

- металлоокисные С2-10; С2-34; МОН; МОУ;

- тонкослойные металлизированные С6-6; С6-5.

В. Резисторы нагрузочные (мощные) - применяются в блоках питания, мощных радиопередатчиках. В качестве резиста используется тонкая проволока из высокоомного сплава (константан, нихром, манганин).

Достоинства - высокая стабильность;

- минимальный уровень шума;

- большая рассеиваемая мощность (Р_ном=сотни Вт);

- малый ТКС310^- 1/ ⁰C;

- высокая теплостойкость Т500⁰С.

Недостатки - большие габариты;

- низкий частотный диапазон (до сотен кГц).

Это резисторы типа ПЭВ; ПЭ; ПЭВТ; С5-35; С-5-36.

Г. Резисторы прецизионные высокостабильные - применяются в точной измерительной аппаратуре, аналоговых ЭВМ и т.д.

R_ном =1Ом - 1МОм; =1 - 0,02% и менее

- проволочные С5-5; С5-6; С5-14 - до 1МГц

- особо точные С5-60; С5-61; =0.005%

- бороуглеродистые БЛП;=0.5% (лакированный прецизионный

- металлодиэлектрические = 0.5%.

Д. Резисторы высокомегомные и высоковольтные - основным типом их являются композиционные резисторы. Резист - смесь графита и сажи с органическими или неорганическими материалами.

Они характеризуются - низкой стоимостью;

- большим R_ном (до 10¹³ Ом);

- простотой технологии.

Недостатки - низкая точность ( не менее 5%);

- низкая стабильность;

- большие шумы;

- подвержены старению.

Высоковольтные резисторы применяются в высоковольтных цепях КЭВ; С3-5 (9,12,6).

Высокомегомные резисторы используются в измерительной и дозиметрической аппаратуре в цепях с малыми токами.

КВМ, КИМ, КЛМ, С3-13, С3-14.

В последнее время используются проволочные высокомегомные (до 500МОм) резисторы С5-23, С5-24, С5-50, С5-51.

Е. Резисторы для микроэлектронных устройств - применяются в микросхемах и микросборках, когда методами микроэлектроники трудно получить высокую точность и большое R_ном.

R_ном10МОм; P_доп 0.25 Вт

Изготавливают в миниатюрном исполнении в виде нитей, таблеток, полосок. Резистивный элемент в виде:

- металлодиэлектрической пленки С2-12;

- композиционной пленки С3-2; С3-3;

- микропровода С5-15; С5-22; С5-30.

Ж. Резисторы переменного сопротивления - в этих резисторах сопро­тивление изменяется с помощью подвижного контакта.