Номенклатура резисторов, выпускаемых предприятиями различных стран, черезвычайно велика. Разобраться в море их наименований сложно. Дополнительную путаницу вносит тот факт, что технические характеристики многих резисторов, выпускаемых предприятиями различных стран и/или фирм могут быть совершенно идентичными. В большинстве практических случаев применяются так называемые «резисторы общего назначения». Все технические характеристики этих резисторов обычно являются средними или близкими к самым низким. Важнейшим критерием выбора типа применяемого резистора в этом случае является его стоимость. Однако, в практике разработки электронных устройств бывают случаи, когда одна из технических характеристик применяемых резисторов, а иногда и одного резистора, определяет важнейшие техническе характеристики всего устройства в целом. Естественно, что выбор резистора при этом определяется именно этой характеристикой.
Таким образом, можно получить стандартные сопротивления или сопротивления, которые могут рассеивать высокие мощности. К сожалению, раневые резисторы имеют очень низкое частотное сопротивление, потому что они очень индуктивны по конструкции. Не все значения сопротивления доступны от производителей.
Значения сопротивления маркировке
Силовые или высокоточные резисторы, резистивные сети и компоненты КМ непосредственно маркируются, чтобы указать их значения сопротивления, и существуют соглашения о считывании для интерпретации значения этих резисторов. Первая форма: для плоских компонентов алфавитно-цифровой код используется для представления значения компонента, который может быть в двух следующих формах.
Рассмотрим некоторые технические характеристики резисторов, которые могут быть критичными при выборе их типа.
Первой такой характеристикой может быть диапазон номинальных значений сопротивления. Для резисторов общего назначения этот диапазон обычно простирается от единиц ом до единиц мегаом. Однако, в некоторых случаях требуются резисторы значительно меньших или значительно больших номинальных значений.
Вторая форма: два числа, указывающие значение, за которым следует другой для множителя и буква с указанием допуска. Оттуда вы должны добавить третью цифру. Кодирование допусков приведено в следующей таблице. Любой электронный компонент, даже с минимальными допусками, может иметь различные характеристики, которые влияют на работу электронных схем и систем, в которых они используются.
Это особенно актуально, когда речь идет о пассивных компонентах и особенно резисторах, типа компонентов, которые должны соответствовать строгим требованиям точности и компенсации. Выбор типа резистора между различными технологическими альтернативами подразумевает принятие определенных характеристик и, следовательно, ряда компромиссов. Компромиссы в связи с тем, что эффекты комбинированных тепловых и механических сил определяют электрические характеристики компонента, а следовательно, и любое последующее напряжение заставляет резистор изменять его параметры, и, конечно, изменение параметров конструкции, таких как размер, изменяет электрические параметры. поэтому тепловая реакция является функцией используемого материала, который изменяет характеристики компонента.
В качестве примера резисторов с очень малым значением номинального значения сопротивления можно привести резисторы LR series фирмы EVER OHMS (Тайвань http:www.ever.ohms.com). Эти резисторы выпускаются с номинальными значениями сопротивления от 1 до 10 миллиом. Допуск на номинальное значение сопротивления составляет 1% или 5% , температурный коэффициент изменения сопротивления ±100 ppm/°С. Конструктивное исполнение резисторов - SMD корпус типоразмера 2512. Основная область применения таких резисторов - цепи для измерения токов.
Один аналогичный эффект обусловлен температурой окружающей среды даже в статических условиях. Поэтому идеальный резистор не должен подвергаться механическим нагрузкам при производстве, всегда соблюдая номинальные характеристики и должен иметь возможность компенсировать каким-то образом влияние тепловых изменений в статических или динамических условиях, чтобы сохранить свои электрические параметры без изменений. Резисторы с проволочной обмоткой. При изготовлении резисторных проволочных резисторов некоторые процессы могут существенно влиять на конечные характеристики компонента.
Другим крайним случаем являются резисторы с очень большим значением номинального сопротивления. В качестве примера можно привести отечественные резисторы для объемного монтажа, диапазон номинальных значений которых представлен в таблице 1.
Таблица 1
|
Тип резистора Например, проволока наматывается, удерживая ее вокруг ролика, который может гладить балку, изменяя диаметр. Кроме того, по мере формирования обмотки каждая проволочная петля имеет сжатую внутреннюю и внешнюю живую поверхность. Механические, случайные и непредсказуемые изменения приводят к одинаковым случайным и непредсказуемым изменениям электрических параметров; поэтому после обмотки резистивный элемент может иметь очень переменные электрические характеристики, превосходные в некоторых случаях или плохое в других. Резисторы из проволочной сетки характеризуются относительно высоким значением паразитной индуктивности из-за структуры сплющивания бок о бок, а также паразитной емкостью. Высокочастотные характеристики этих компонентов не особенно яркие, особенно для частот выше 50 кГц. Нелегко построить два резисторных проволочных резистора с одинаковым значением сопротивления, которые способны проявлять идентичное поведение в определенном температурном диапазоне, эта способность реплицировать электрическое поведение другого аналогичного компонента особенно полезна в схемах точности. |
Диапазон номинальных значений сопротивления |
|
15 МОм...1000 ГОм |
|
|
110 МОм...1 ГОм |
|
|
10 МОм...1000 ГОм |
|
|
1 МОм...1 ГОм |
|
|
10 МОм...100 ГОм Традиционные способы конструирования резисторных проволочных резисторов не предусматривают изоляции резистивного элемента от различных металлических напряжений, вызванных процессами вставки, формированием клемм, упаковкой и т.д. Толстопленочные резисторы Пленочные резисторы часто обеспечивают хорошую частотную характеристику, но имеют другие функции, которые делают их непригодными для приложений, где требуется высокая точность. Допуск на номинальное значение также может составлять 1%, но, как правило, намного выше, от ± 5% до ± 20%. Стабильность жизненного цикла составляет от 2% до 5% от стоимости сопротивление и шум не являются незначительными. Тонкие пленочные резисторы Тонкие пленочные резисторы, нанесенные на подложки различных типов, предлагают максимальную точность ± 1%. Как и во многих других типах резисторов, экологические эффекты и старение дрейфа доходят до предела преодоления Начальные допуски Частоты сопротивления до ± 1% или ± 2%, независимо от первоначального допуска резистора, обычно составляют ± 05% и ± 1%. При изменении значения сопротивления ± 2, Общий допуск для схемы до 6%. |
|
|
110 МОм...5.6 ГОм |
Приведенные в таблице 1 резисторы выпускаются с допуском на номинальное значение от ±5% до ±20% и обладают довольно высоким значением ТКС - ±(1000...2000) ppm/°С. Основным недостатком этих резисторов являются большие габаритные размеры. Однако, устранить этот недостаток вряд ли будет возможно, так как это связано с чисто физическими ограничениями на сопротивление утечки по поверхности резистивного слоя. В связи с этими ограничениями SMD резисторы выпускаются большинством фирм с номинальным значением сопротивления не более 100 Мом.
Это уровень нестабильности, который исключает использование тонкопленочных резисторов в качестве заменителей прецизионных резисторов с намотанной проволокой. С физической точки зрения, причины, которые способствуют нестабильности тонкопленочных резисторов, многочисленны: от искажения ретикуляции кристаллизации до образования разрывных агрегатов, окклюзии газа в границе кристалла, окисления пленки с образованием полупроводниковых оксидов, вплоть до механических напряжений. Преимущество тонких пленочных резисторов заключается в том, что их можно использовать в высокоскоростных приложениях, где точность и стабильность не являются такими основными требованиями и где стоимость является решающим фактором.
Второй вавжнейшей группой связанных между собой характеристик резисторов, которая может радикальным образом влиять на основные параметры некоторых видов радиоэлектронных устройств, являются допуск на номинальное значение сопротивления, ТКС и временная стабильность сопротивления. По этим характеристикам абсолютными чемпионами являются микропроволочные и металлофольговые резисторы для объемного монтажа. Примеры важнейших характеристик таких резисторов приведены в таблице 2.
Кроме того, поскольку тонкую пленку можно нанести как резистивную сеть на одну подложку, она требует меньше терминалов. Резисторы из сыпучих металлических фольг Преимущества, предлагаемые резисторами из листового металла, начинаются с конструктивного процесса. Этот тип резистора создается путем цементирования пленки холодного сплава на подложке. Затем металлический слой фотографируется путем получения очень тонких разнесенных линий; размеры линий можно легко настроить для получения сопротивлений с точностью до 001% и с парным балансом в пределах 002%.
Таблица 2
|
Тип резистора |
Мин. Значение допуска на номинал % |
Диапазон номинальных значений сопротивлений |
|
|
100 Ом...1 МОм |
|||
|
1 КОм...1 МОм Параллельная плоская структура компенсирует паразитную индуктивность, уменьшая ее до максимального значения всего 08 мкГн. Емкостные эффекты ограничены 0, 5 пФ, что означает, что резистор 1 кОм имеет время увеличение менее 1 нс без колебаний. Время нарастания зависит от значения сопротивления, но более высокие или более низкие значения сопротивления представляют незначительное уменьшение времени нарастания по сравнению со средним значением сопротивления. полезно для высокоскоростных коммутационных приложений, например, на персональных компьютерах. |
|||
|
100 КОм...1 МОм |
|||
|
1 КОм...100 КОм |
|||
|
1 КОм...30,1 КОм |
|||
|
510 Ом...10 КОм |
Для типов резисторов, помеченных *, гарантируется временное изменение сопротивления на весь срок службы, не превышающее допуска на номинальное значение.
Резисторы и резистивные сетки из листового металла широко используются в измерительных и контрольных приборах и в военных и аэрокосмических применениях, где точность имеет первостепенное значение. Они особенно выгодны для использования в системах, подверженных экстремальным условиям окружающей среды и экстремальных температурах, когда допускаются только минимальные изменения в значениях сопротивления. Они обычно используются в аналого-цифровом и аналого-цифровом преобразовании, где они полагаются на высокую скорость и стабильность компонента; Например, проект включал реализацию управляемой компьютером лебедки, которая автоматически регулирует силу торможения в случае операций по восстановлению антенны, чтобы обеспечить постоянное натяжение кабеля или «регулярное ускорение».
Основными недостатками типов резисторов, приведенных в таблице 2, являются большие габаритные размеры и плохие частотные зарактеристики (значительная величина реактивной составляющей полного сопротивления).
Среди сравнительно малогабаритных отечественных резисторов для объемного монтажа наилучшими точностными характеристиками обладают резисторы типа С2-29В. Они выпускаются с номинальными значениями в диапазоне от 1 Ом до 10 МОм, с допуском на номинальное значение сопротивления ±0.05% и ТКС ±25 ppm/°С. Важной отличительной особенностью этих резисторов является то, что для них гарантируется временное изменение сопротивления на весь срок службы, не превышающее допуска на номинальное значение.
Компьютер, который проверяет, что демпфирование должно реагировать, чтобы не повредить нагрузку, но также не должно превышать силу, действующую на тяговое транспортное средство, и должна поддерживать ту же настройку в течение всей операции. В первых моделях системы управления использовалась раневая проволока и тонкопленочные прецизионные резисторы, но проблема стабильности при изменении температуры была проблемой. Оба этих типа резисторов имели тепловой дрейф, так что при высоких температурах номинальное значение резко снижалось; для компенсации вариаций резисторов необходимы непрерывные регулировки, и вы можете получать регулярную работу только с помощью резисторов с более высоким значением, но вы готовы.
Среди прецизионных резисторов для объемного монтажа следует особо отметить резисторы типа MPR24 и MPR34, выпускаемые фирмой PHILIPS. Эти резисторы имеют допуск на номинальное значение сопротивления равный 0.01% при ТКС не более 5 ppm/°С. Диапазон номинальных значений сопротивлений таких резисторов составляет от 4.99 Ом до 1 МОм
Микропроволочные прецизионные резисторы некоторыми фирмами изготавливаются и в конструктиве SMD. В качестве примера можно привести резисторы типа WSC, выпускаемые фирмой VISHAY (Хельсинки). Эти резисторы выпускаются с номинальным значением сопротивления в диапазоне от 0.5 Ом до 2.74 КОм с допуском ±0.05% и ТКС ±20 ppm/°С. Основным недостатком этих резисторов является небольшой диапазон номинальных значений сопротивлений, что связано с ограничением на длину резистивного элемента (микропроволоки толщиной 5...20 мкм), наматываемого на малогабаритный каркас.
Для малогабаритных пленочных SMD резисторов наименьшим значением допуска на номинальное значение является величина ±0.1% при ТКС не более ±25 ppm/°С. Резисторы типа MPC01с такими параметрами выпускает, например, фиhма PHILIPS .
Следующей важной характеристикой резисторов, влияющей на возможность их применения в специальных случаях, является допустимое рабочее напряжение. Эта характеристика может быть решающей при создании высоковольтных устройств или их отдельных узлов. Для решения подобных задач существует особая группа высоковольтных резисторов, примеры характеристик которых приведены в таблице 3.
Таблица 3
|
Тип резистора |
Предельное рабочее напряжение, В (номинальное значение сопротивления) |
Мин. допуск на номинальное значение сопротивления, % |
ТКС, ppm/°С |
|
5000 (100 МОм) |
|||
|
6100 (150 МОм) |
|||
|
2500 (51.1 МОм...100 МОм) |
Ввиду наличия принципиальных физических ограничений габаритные размеры этих резисторов не могут быть слишком маленькими, по этой же причине резисторы в SMD исполнении не выпускаются на рабочее напряжение более 250 В. На такое напряжение, например, рассчитаны SMD резисторы типа PRC221 фирмы PHILIPS, имеющие довольно большие габаритные размеры 2512.
Следующей важной характеристикой резисторов, влияющей на их применение в СВЧ аппаратуре, например в аттенюаторах гигагерцового диапазона, является реактивная составляющая полного сопротивления. Наименьшим значением этой составляющей обладают пленочные резисторы (пригодные как для объемного монтажа, так и для монтажа на поверхность) типов С6-1, С6-2, С6-3, С6-4, С6-5, С6-6 и С2-20. Резисторы перечисленных типов допускают работу в цепях с частотой сигнала до 18 ГГц. Большинство этих резисторов выпускаются с фиксированными номинальными значениями 50 Ом и 75 Ом. Резисторы С6-4 могут иметь номинальное значение сопротивления в диапазоне от 5,11 Ом до 1 Ком. Минимальный допуск на номинальное значение сопротивления составляет ±0,5% (для резисторов С5-6), ТКС изменяется для различных типов от ±50 ppm/°С (для С6-5) до ±600 ppm/°С (для С2-20).
Наконец, последней специфической характеристикой резисторов, влияющей на качество некоторых видов аппаратуры, является напряжение собственных шумов. Эта характеристика далеко не всегда предоставляется фирмами изготовителями. Из тех из них, для которых эта характеристика приводится, наилучшими являются отечественные резисторы типа БЛП.
В заключении следует отметить, что кроме перечисленных имеется еще ряд специфических характеристик резисторов, влияющих на качество разрабатываемой аппаратуры. К ним можно отнести устойчивость к специфическим воздействиям, рассеиваемую мощность, возможность подгонки номинального значения после монтажа и некоторые другие, однако, рассмотрение их выходит за рамки данной статьи.
Семенякина О.А.
ЗАО "Реом СПб"
Внимание! Все материалы сайта охраняются законом об авторском праве. Любая перепечатка информации, изложенной в любом разделе допускается только со ссылкой на страницу, откуда взята перепечатанная информация.
Многие люди, даже далекие от вопросов физики, электротехники, электроники слышали о таком утермине, как «сопротивление», или же более новое слово - резистор. Однако мало кто знает, что это такое, и для чего его используют. Так что такое резистор?
Ответить на этот вопрос несложно. Резистор - один из наиболее распространенных электрических элементов в радиотехнике, теле-видео-аудиотехнике. Основной характеристикой резисторов является его сопротивление, которое измеряется в единицах измерения Омах. Есть два основных вида этих устройств: общего назначения и так называемые стабильные. Что такое резистор стабильный? Это довольно-таки дорогие устройства, которые используются в высокочастотной сверхточной аппаратуре. В основном же используют резисторы общего назначения.
Сопротивление резисторов общего назначения может варьировать приблизительно в пределах +/- 10%. Сопротивление зависит от так называемого (в специализированной литературе можно встретить сокращение ТКС). У большинства стандартных резисторов этот коэффициент положительный. Это значит, что при увеличении температуры увеличивается и сопротивление.
Что такое резистор с точки зрения его характеристик? Одной из основополагающих характеристик резисторов можно назвать рассеиваемую мощность. Это та мощность, которую он сможет рассеять без получения повреждений. Мощность, как известно, измеряется в таких единицах измерения, как Ватты. Зная номинальное сопротивление и ток, протекающий по электрической цепи, можно вычислить и мощность. Находится она по формуле P=I^2 * R, где P - мощность, I - значение R - номинальное сопротивление резистора. Отсюда можно сделать вывод, что такое резистор с точки зрения именно электротехники. Это основной структурный элемент любой основной функцией которого является оказание номинального (известного) сопротивления протеканию по этой цепи с целью регулирования напряжения и тока. Для цели регулирования напряжения в цепи часто используют так называемый балластный резистор. Что такое резистор балластный? Это устройство подключается в сеть и поглощает некоторое количество излишнего напряжения, тем самым выравнивания отдельные токи в ветках электрической цепи и поддерживая стабильность напряжения. На подобных принципах устроен и резистор для светодиода. Чтобы светодиод фактически сразу не сгорел от проходящих по нему токов, к нему последовательно подключают токогасительный резистор.
Зависит от материала, из которого он состоит. Также оно зависит от площади среза (чем больше площадь среза, тем меньше сопротивление), от длины резистора (чем он длиннее, тем, соответственно, сопротивление больше).
Резисторы удобно маркируются по цветам или же по цифровым обозначениям. С помощью подобной маркировки можно узнать самое важное свойство любого резистора, а именно значение его сопротивления. Узнать, что значит тот или иной цвет или цифра, можно в паспорте устройства или же у производителя или поставщика (например, на сайте).