Резисторы в ЭСБ

1. Резисторы УиС

Использование дискретных пассивных
электронных компонентов в УиС
Классификация резисторов
Маркировка резисторов
Обобщённая модель резистора
Параметры резисторов
Особенности конструкции постоянных
резисторов
Специальные резисторы

2. Использование дискретных пассивных ЭК в ЭСБ

При необходимости иметь ёмкости более 10000 пФ
При необходимости в сопротивлениях большой
величины (МОм)
Для высокостабильных компонентов
Для прецизионных компонентов
При необходимости иметь малые значения паразитных
параметров компонентов
При необходимости перестройки значений параметров
компонентов
Для резисторов большой мощности рассеивания

3. Классификация резисторов

Постоянные
переменные
– подстроечные
– регулировочные
управляемые.
Резисторы общего применения
специального назначения
–
–
–
–
–
высокоомные - до 1000 ГОм
высокочастотные
высоковольтные - до 65 кВ
прецизионные (0,001% - 1%)
миниатюрные (в ГИС)
Проволочные
Непроволочные
– плёночные
– объёмные

4. Маркировка резисторов

По виду токопроводящего элемента навесные резисторы
подразделяют на группы, которым, согласно ГОСТ
13453 – 68, присваиваются обозначения. Первый
буквенный индекс указывает тип резисторов (С –
постоянные, СП – переменные), а второй цифровой –
материал, из которого они изготовлены (1 –
непроволочные, поверхностные, углеродистые и
бороуглеродистые; 2 – непроволочные, поверхностные,
металлопленочные, металлоокисные; 3 – непроволочные, поверхностные, композиционные; 4 –
непроволочные, объемные, композиционные; 5 –
проволочные; 6 -СВЧ

5. Разновидности конструкции резисторов

Постоянный непроволочный пов
ерхностный резистор цилинд
р и ч е с к о й ф о р м ы, характерный для
групп С1, С2 и СЗ (рис. 66), представляет
собой круглый керамический стержень 3, на
внешнюю поверхность которого нанесен
тонкий (от долей до единиц микрометра)
токопроводящий слой 2. На оба конца
стержня насажены латунные колпачки 1 с
аксиальными (чаще всего) выводами. Для
защиты от внешней среды резистор
покрывают
гидрофобной
(водоотталкивающей) эмалью 4, а выводы
облуживают. Цвет эмали обычно обозначает
ту или иную группу резисторов (например,
красный – группу С2). Токопроводящий слой
низкоомных резисторов (не более 200 – З00
Ом) сплошной, а резисторов с более
высокими сопротивлениями – с нарезкой;
причем чем выше сопротивление, тем мельче
шаг нарезки.

6. Разновидности конструкции резисторов

Постоянный непроволочный объемный резистор п
р я м о у г о л ь н о й ф о р м ы, характерный для группы С4,
представляет собой стержень из токопроводящей композиции 4 с
проволочными аксиальными выводами 1, которые опрессованы
стеклоэмалевой (стеклокерамической) оболочкой 2. Такая конструкция
весьма устойчива к механическим воздействиям и влиянию влаги.

7. Разновидности конструкции резисторов

Плёночные резисторы на диэлектрической подложке
Переменный непроволочный резистор круглой формы: 1
подвижный контакт, 2 – пластмассовый корпус, 3 –
токопроводящий элемент, 4 – вывод, 5 – ограничитель угла
поворота, 6 – заклёпка, 7 – расчеканенный торец оси, 8 –
подвижная часть.

8. Разновидности конструкции резисторов

Переменный проволочный
резистор:
1 - стопорная разрезная гайка,
2 – ось,
3 – металлическая цанговая втулка,
4 – кольцо ползун, 5 – планкаограничитель,
6 – дугообразная пластина,
7 – пластмассовый корпус,
8 – вывод,
9 - провод

9. Высокочастотная модель резисторов

Модель кроме собственно активного
сопротивления R включает реактивные
составляющие – индуктивности L’пар и L"пар и
емкость Спар.

10. Параметры резисторов

Номинальное сопротивление резистора обычно указано
маркировкой на нем. Для резисторов широкого
назначения, согласно ГОСТ 10318 – 74, существует
шесть рядов номинальных сопротивлений. Е6, Е12, Е24,
Е48, Е96 и Е192. Цифра указывает число номинальных
значений в данном ряду, которые зависят от допустимого
отклонения сопротивления резистора и его номинала.
Допустимые в ГОСТ 9б64--74 отклонения сопротивления
от номиналов даны (в процентах) рядом чисел: ± 0,01; ±
0,02; ± 0,05; ± 0,1,. ± 0,2,. ± 0,5,. ± 1,. ± 2,. ± 5,. ± 10., ± 20,.
± 30. Прецизионные резисторы имеют допустимые
отклонения сопротивления не хуже ± 2%, резисторы
общего назначения – ± 5%; ± 10%; и ± 20% а переменные
– до ± 30%.

11. Параметры резисторов

Номинальная мощность рассеивания Рном Под этой величиной понимают
максимально допустимую мощность, которую резистор может длительное
время рассеивать при непрерывной электрической нагрузке в заданных
условиях эксплуатации, сохраняя параметры в установленных ТУ пределах.
Эта величина зависит от температуры окружающей среды и приложенного
напряжения, что отражается ТУ на резисторы в зависимостях коэффициента
нагрузки k= Рдоп / Рном от этих двух факторов.
Согласно ГОСТ 9663 – 61, значения Рном (Вт) выбирают из ряда 0,01; 0,025;
0,05; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 8; 10; 16; 25; 50; 75; 100; 160; 250; 500. Как
правило, чем выше номинальная мощность рассеивания, тем больше
габариты резисторов. В большинстве блоков РЭА и ЭВА применяют
резисторы, номинальная мощность рассеивания которых не выше 2 Вт. При
этом следует учесть, что для надежного функционирования аппаратуры
коэффициент нагрузки обычно выбирают не более 0,3.

12. Параметры резисторов

Предельное рабочее напряжение Uпр. Максимально
допустимое напряжение, приложенное к выводам
резистора, которое не вызывает превышения норм ТУ
на электрические параметры, называют предельным
рабочим напряжением. Эта величина обычно задается
для нормальных условий эксплуатации и зависит от
длины
резистора,
шага
спиральной
нарезки,
температуры и давления окружающей среды. Чем выше
температура и ниже атмосферное давление, тем
вероятнее тепловой или электрический пробой и отказ
резистора.

13. Параметры резисторов

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Этот
параметр характеризует относительное изменение сопротивления
резистора при изменении температуры окружающей среды на 1оС
и выражается в 1 оС:
ТКС = дR/(R0 дt),
где дR – абсолютное изменение сопротивления резистора, Ом, в
диапазоне температур дt = t – t0, оС; R0– сопротивление резистора
(Ом) при нормальной температуре t0; t – положительная или
отрицательная предельная температура эксплуатации резистора по
ТУ, оС.
Значения ТКС для группы резисторов С1 не превышают – (5 ÷
20)*104 1/оС, для группы С2 – ± (7 ÷ 16) *104 1/оС,. для группы С3 –
+ (10 ÷ 25) *104 1/ оС, для группы С4 – ( – 20 ÷ + 6) *104 1/ оС. и
для группы С5 – ( – 5÷ + 10) *104 1/ оС, в том числе для
прецизионных + (0,15 ÷ 1,5)*104 1/ оС.

14. Параметры резисторов

Шумы. При приложении к резисторам постоянного или переменного
напряжения в них наблюдаются шумы. Шум представляет собой
переменную составляющую, накладываемую на постоянный уровень
напряжения резистора, что создает помехи для прохождения сигнала и
ограничивает, в частности, чувствительность радиоприемных трактов
РЭА. Особенно вредны шумы резисторов, используемых во входных
цепях радиоприемников, так как они усиливаются вместе с принимаемым
полезным сигналом.
Собственные
шумы резисторов имеют двоякую структуру. Это так
называемые тепловые и токовые шумы. Тепловые шумы возникают под
действием хаотического движения электронов в токопроводящем слое
(“броуновское движение”), что приводит к случайным микроизменениям
сопротивления резистора и, следовательно, к появлению переменных
пульсаций напряжения на нем. Тепловые шумы при увеличении
температуры возрастают. Они присущи всем видам резисторов, но по
значению меньше токовых и поэтому характерны лишь для проволочных
резисторов, в которых “токовые” шумы отсутствуют.

15. Параметры резисторов

Электродвижущая сила (мкВ) тепловых шумов Еш.т.= 4kТRдЕ,
где-k – постоянная Больцмана, равная 1,38 10-23 Дж/К; Т – температура, К;
R – сопротивление, Ом; дF – полоса частот применяемого резистора, Гц.
Токовые шумы возникают в резисторах с зернистой структурой –
углеродистых, металлизированных и композиционных. Прохождение тока
носит случайный характер и наиболее вероятно там, где в данный момент
соприкасаемость “зерен” повышена. Уровень токовых шумов, мкВ/В,
определяется
отношением
действующего
значения
случайной
составляющей Е, к постоянному напряжению U, приложенному к
резистору: D = Еш.т./U. С увеличением приложенного напряжения
токовые шумы возрастают.
Наиболее шумящими резисторами являются композиционные, поэтому
применение их во входных цепях приемных устройств ограничено. По
уровню токовых шумов резисторы делятся на следующие группы: С1 и
С2 < 1,5 мкВ/В, С3 ( 40 мкВ/В; С4 < 45 мкВ/В. Проволочные резисторы
группы С5, как уже отмечалось, обладают лишь тепловыми шумами,
гораздо меньшими (на порядок), чем токовые.

16. Постоянные резисторы

Угл е род ис тые р е з ис то ры , предназначенные для цепей
постоянного, переменного и импульсного токов радиотехнической и
электронной аппаратуры, изготовляются термическим испарением
гептана на керамические цилиндрические стержни, имеют радиальные
или аксиальные выводы и являются резисторами поверхностного типа.
Снаружи резисторы покрыты гидрофобной эмалью зеленого цвета и
выпускаются обычного и тропического исполнения. Большинство этих
о
резисторов имеют максимальную рабочую температуру 100 С и
о
рабочую температуру 40 С, при которой допустим коэффициент
нагрузки, равный единице; для резисторов тропического исполнения
о
эти температуры соответственно равны 125 и 70 С.

17. Прецизионные резисторы

Прецизионными являются резисторы повышенной точности
-4
о
±(0,05 ÷ 5)% и стабильности (ТКС=10 1/ С), номинальные
сопротивления которых составляют от 1 Ом до 1 МОм, предельные
рабочие напряжения – не более сотен вольт, диапазон номинальных
мощностей рассеивания – от 0,05 до 2 Вт, частотный диапазон - до
единиц мегагерц, а изменение сопротивления к концу срока службы –
несколько процентов.

18. Высокочастотные и специальные резисторы

Высокочастотные, высокомегаомные, высоковольтные и специальные резисторы:
а – МОН-0,5, б – С5-32Т, в – КИМ-Е, г – С3-6, д – терморезистор СТ3-14, е – фоторезистор СФ2-5, ж – магниторезистор

19. Специальные резисторы

Терморезисторы изготавливаются на основе оксидов и
ряда металлических сплавов. В основном, имеют
отрицательный ТКС. Примеры СТ1 кобальтмарганцевые, СТ2 - медномарганцевые, СТ3 оксидные
Низкоомные резисторы (R<1 Ом).
Варисторы - нелинейные резисторы, сопротивление
которые определяется напряжением. СН.
Фоторезисторы. Их сопротивление изменяется при
освещении. Примеры: ФСА - фотоспротивление
сернисто-свинцовое, ФСК - сернисто-кадмиевое.
Темновое сопротивление 22 кОм-1МОм; U раб = 50 В,
Р = 0,01 Вт.

20. Плёночные резисторы

Основным параметром напыляемого материала является
сопротивление квадрата его поверхности ρкв= ρυ/d, где ρυ- удельное
объёмное сопротивление, Ом • см; d – толщина напыляемой пленки,
мкм.
Важными параметрами для расчета тонкопленочных резисторов
являются также ТКС и удельная мощность рассеивания Р0.