Файл: 3.doc

Лабораторная работа №3

Дисциплина: Конструирование и технология производства РЭС

Студент Демихов Александр Викторович группа ФРБ-41

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗИСТОРОВ

Цель работы: исследование характеристик различных типов резисторов;

приобретение навыков работы с измерительными приборами.

Резисторы – одна из самых распространенных деталей РЭА. Принцип действия

резисторов основан на свойстве материала оказывать сопротивление проходящему электрическому току. Основная функция состоит в регулировании и распределении электрической энергии между цепями и элементами схемы.

Основные параметры резисторов

1. Величина сопротивления (номинал) R_ном

2. Относительное отклонение от номинала (допуск)

δR = (R_ном – R) / R_номx 100%, где R – фактическое сопротивление.

3. Номинальная мощность рассеяния Р_ном

4. Рабочее напряжение U_р

5. Температурный коэффициент сопротивления ТКС

ТКС = (1/ R₀)x(dR/dT) [1/⁰C]

6. Уровень собственных шумов Е_ш

7. Функциональная характеристика для переменных резисторов.

8. Разрешающая способность переменных резисторов.

9. Шумы скольжения

Номинальное сопротивление – электрическое сопротивление, значение которого указывается на резисторе ( или указано в нормативной документации) и которое является исходным для отсчета отклонений от этого значения.

Диапазон номинальных сопротивлений установлен следующим образом:

- для постоянных сопротивлений – от долей Ома до единиц тераОм;

- для переменных проволочных – от 0,47 до 1Мом;

- для переменных непроволочных – от 1,0 до 10 Мом.

Для постоянных резисторов установлено шесть рядов номинальных значений сопротивлений: Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192, а для переменных установлен ряд Е6 (допускается использовать ряд Е3). Цифра после буквы Е указывает число номинальных значений в каждом десятичном интервале.

---

В табл. 1 приведены значения номинальных сопротивлений по ряду Е192. Если это значение принадлежит ряду Е96, то ставится знак +, если ряду Е95 и ряду Е48,

то ставится знак ++.

Таблица 1.

Номинальная мощность рассеивания Р_н - максимальная мощность, которую резистор может рассеивать в заданных условиях в течении гарантированного срока службы при сохранении параметров в установленных пределах.

Рабочее напряжение U_p - максимальное допустимое напряжение, при котором резистор работает без изменения своих параметров. Величина рабочего напряжения зависит от конструкции резистора, размера и способа его изготовления.

Температурный коэффициент сопротивления ТКС - это величина, характеризующая относительное изменение сопротивления при изменении температуры. Чем меньше ТКС, тем лучшей температурной стабильностью обладает резистор. Значение ТКС прецизионных резисторов составляет 10"^: - 10'⁴[1/°С].

Собственные шумы резистора складываются из тепловых и токовых шумов. Тепловые шумы связаны с флуктуационными изменениями объемной концентрации носителей заряда в резистивном элементе, обусловленными их тепловым движением. Спектр тепловых шумов непрерывный. Тепловой шум зависит от температуры и номинальной величины сопротивления.

Токовые шумы обусловлены флуктуациями контактных сопротивлений между проводящими частицами, а также трещинами и неоднородностями резистивного элемента. Токовые шумы зависят от материала и конструкции резистора и наиболее характерны для непроволочных резисторов. Они значительно больше тепловых шумов, их спектр частот также непрерывен и не подчиняется никакому периодическому закону.

Функциональная характеристика для переменных резисторов. Это зависимость сопротивления переменного резистора от положения подвижного контакта. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы делятся на линейные - типа А и нелинейные - типов Б (логарифмическая), В (обратнологарифмическая), И, Е и др.

Разрешающая способность переменных резисторов. Этот параметр показывает, при каком наименьшем изменении угла поворота или перемещении подвижной системы может быть различимо изменение сопротивление резистора.

---

Шумы скольжения. Это шумы, возникающие в динамическом режиме при движении подвижного контакта. Эти шумы зависят от состояния контактов, скорости перемещения и других причин.

Классификации резисторов.

---

1. По назначению.

Резисторы общего назначения. Эти резисторы изготавливают с диапазоном номинальных сопротивлений от 0,47 до 10 Ом, номинальные мощности рассеяния составляют 0,062 - 100 Вт.

Прецизионные резисторы отличаются высокой стабильностью параметров при эксплуатации и высокой точностью изготовления (допуск составляет от 0,0005% до 0,5%). Мощности рассеяния таких резисторов не превышают 2 Вт.

Высокочастотные резисторы. Эти резисторы отличаются малыми значениями собственной индуктивности и емкости.

Высоковольтные резисторы. Эти резисторы рассчитаны на рабочие напряжения от единиц до десятков киловольт.

Высокомегаомные резисторы. Эти резисторы имеют диапазон номинальных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераОм при рабочих напряжениях 100 ...400 В. Они работают в ненагруженном режиме и мощности их рассеяния меньше 0,5 Вт.

Резисторы для интегральных схем, которые различают по материалам и технологии изготовления. Можно выделить три большие группы: Тонкопленочные;

Толстопленочные;

Полупроводниковые.

Толстопленочные резисторы (</=15-25 мкм) получают нанесением через трафарет специальных паст на поверхность подложки с последующим вжиганием.

Тонкопленочные резисторы (d = 1 мкм) выполняют методом напыления. Форма резистора может быть любой и определяется величиной номинального сопротивления и рассеиваемой мощностью.

В полупроводниковых ПС резисторы формируют в поверхностном слое полупроводниковой подложки методом локальной диффузии легирующей примеси через трафарет. При этом образуются резистивные области необходимой величины и формы. Такие резисторы называю! диффузионными. Величина сопротивления зависит от: степени легирования, характера проводимости.

2. По характеру изменения сопротивления.

- Постоянные резисторы имеют фиксированное номинальное значение, которое в процессе эксплуатации меняется только в соответствии с допуском.

Переменные регулировочные - резисторы, которые меняют сопротивление в процессе функционирования.

Переменные подстроечные - резисторы, которые изменяют сопротивление при разовой или периодической регулировке и не изменяются в процессе эксплуатации.

2. По типу проводящего элемента.

---

Проволочные.

Непроволочные.

Металлофольговые.

Полупроводниковые.

Проволочные - резистивный элемент из волоченой или литой проволоки с высоким удельным сопротивлением (манганин, нихром, константан и др.)

Непроволочные резисторы имеют небольшие размеры, относительно малое реактивное сопротивление, невысокую стоимость, но при этом обладают невысокой стабильностью

Непроволочные резисторы можно разделить: пленочные; объемные; полупроводниковые.

В пленочных резисторах резистивный элемент представляет собой металлоокисную или металлодиэлектрическую пленку, нанесенную на диэлектрическое основание, выполненное, как правило, в виде стержня.

В объемных резисторах резистивный элемент изготавливается их композиционных материалов и занимает весь объем резистора.

Полупроводниковые резисторы, как правило, нелинейные, т.с. для них не выполняется линейная зависимость между током и приложенным напряжением. Эти резисторы используются в аппаратуре автоматики, телемеханики, измерительной техники и индикаторной РЭА. К таким резисторам относятся:

1. Терморезисторы - полупроводниковые резисторы, сопротивление которых меняется в зависимости от температуры. Такие резисторы выполняют из материалов с большим значением ТКС (положительным или отрицательным). К числу таких резисторов относятся медномарганцевые (ММТ) и кобальтомарганцевые (КМТ).

2. Фоторезисторы - полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от освещенности. Основным элементом фоторезистора является светочувствительный слой, наносимый на изолирующую подложку (стеклянную). Наибольшее распространение получили сернистосвинцовые, сернистокадмиевые и из сульфида висмута.

3. Варисторы - полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Вольт-амперная характеристика варистора нелинейна.

Условное обозначение резисторов

В соответствии с действующей системой сокращенных и полных условных обозначений сокращенное условное обозначение, присваиваемое резисторам, должно состоять из следующих элементов:

Первый элемент - буква или сочетание букв, обозначающее подкласс резистора (Р - резистор постоянный, P1I - резистор переменный, HP - набор резисторов.)

---