17

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра электропривода и автоматизации

РЕЗИСТОРЫ И КОНДЕНСАТОРЫ

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплинам

«Информационно-измерительная техника и электроника»,

«Физические основы промэлектроники»

для специальностей 140211, 190702

всех форм обучения

Составитель В. В. Демьянов

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 5 от 29.01.2010

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией

специальности 140211

Протокол № от

Электронная копия хранится

в библиотеке ГУ КузГТУ

Кемерово 2010

1. Резисторы

1.1. Классификация резисторов

Общая классификация (рис. 1.1) составлена по ряду признаков присущих многим изделиям электронной техники: назначению; спо­собу монтажа; способу защиты и т.п. В зависимости от назначения резисторы делятся на общего на­значения и специальные (прецизионные и сверхпрецизионные, высо­кочастотные, высоковольтные, высокомегаомные).

Резисторы общего назначения используются в качестве различных нагрузок, делителей в цепях питания, шунтов и т.п. Диапазон номинальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом–10 МОм, номинальные мощности рассеяния 0,062–100 Вт. Допускаемые от­клонения сопротивления от номинального значения ±1; ±2; ±5; ±10; ±20 %.

Прецизионные и сверхпрецизионные резисторы отличаются вы­сокой стабильностью параметров при эксплуатации и большой точ­ностью изготовления (допуск от ±0,0005 до 0,5 %). Применяются они в основном в измерительных приборах, вычислительной технике и системах автоматики. Диапа­зон их номинальных сопротивлений в ряде случаев шире, чем резис­торов общего назначении. Мощности рассея­ния этих резисторов сравнительно небольшие и, как правило, не превышают 2 Вт. Объясняется это высокими требованиями к стабильности, которые трудно выполнить при больших мощностях рассеяния.

Высокочастотные резисторы отличаются малыми собственными индуктивностью и емкостью, предназначены для работы в высокочастотных цепях, кабелях и волноводах радиоэлектронной аппаратуры в качестве согласующих нагрузок, аттенюаторов, эквива­лентов антенн и т.п. Непроволочные высокочастотные резисторы спо­собны работать на частотах до сотен мегагерц и более, а высокочастотные проволочные – до сотен килогерц.

Высоковольтные резисторы рассчитаны на большие рабочие напряжения (от единиц до десятков киловольт). Применяются они в качестве делителей напряжения, искрогасителей в зарядных и разрядных высоковольтных цепях и т. п.

Рис. 1.1. Классификация резисторов

Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номинальных со­противлений от десятков мегаом до единиц тераом и рассчитывают­ся на небольшие рабочие напряжения (100-400 В). Поэтому они работают в ненагруженном режиме и мощности рассеяния их малы (менее 0,5 Вт). Высокомегаомные резисторы применяют в электри­ческих цепях с малыми токами, в приборах и в измерительной аппаратуре.

В зависимости от способа монтажа в аппаратуре как постоян­ные, так и переменные резисторы могут выполняться для печатного и навесного монтажа, а также для микромодулей и микросхем или для сопряжения с ними.

Резисторы для навесного монтажа могут иметь жесткие или мяг­кие выводы, аксиальные или радиальные из проволоки круглого се­чения или ленты, в виде лепестков и т.п.

У резисторов, применяемых в составе микросхем и микромоду­лей, а также СВЧ резисторов в качестве выводов могут использо­ваться части их поверхности.

В зависимости от способа защиты от внешних воздействующих факторов резисторы конструктивно выполняются изолированными, неизолированными, герметизированными и вакуумными.

Неизолированные резисторы (с покрытием или без покрытия) не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Напротив, изолированные резисторы имеют достаточно хорошее изоляционное покрытие (лаки, компаунды, пластмассы и т.п.) и допускают каса­ния корпусом шасси или токоведущих частей аппаратуры.

Герметизированные резисторы имеют герметичную конструкцию корпуса, которая исключает возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством. Герметизация осуществляет­ся с помощью керамических или металлических корпусов, а также с помощью опрессовки специальным компаундом.

Вакуумные резисторы – резисторы, у которых резистивный эле­мент с основанием помещается в стеклянную вакуумную колбу. По существу, это разновидность герметизированного резистора.

Иногда резисторы разделяют на защищенные и незащищенные. Защищенные допускают эксплуатацию в условиях повышенной влаж­ности в аппаратуре любого конструктивного исполнения, незащищен­ные – только в составе герметизированной аппаратуры или в кор­пусах микросхем.

По характеру изменения сопротивления все резисторы подраз­деляются на постоянные и переменные. Последние, в свою очередь, делятся на подстроечные и регулировочные.

Постоянные резисторы имеют фиксированное сопротивление, ко­торое в процессе эксплуатации не регулируется.

Переменные ре­зисторы допускают изменение сопротивления в процессе их функционирования в аппаратуре. Сопротивление подстроечных резисторов изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры.

Переменные резисторы по конструкции могут, быть выполнены:

- одноэлементными и многоэлементными (сдвоенные, строенные и счетверенные);

- с круговым и прямолинейным перемещением подвижного кон­такта;

- однооборотными и многооборотными;

- с выключателем и без выключателя;

- с упором и без упора;

- с фиксацией и без фиксации положения подвижной системы;

- с дополнительными и без дополнительных отводов.

В зависимости от материала резистивного элемента ре­зисторы разделяют на следующие группы:

- проволочные с резистивным элементом из волоченой или литой проволоки с высоким удельным сопротивлением;

- непроволочные;

- металлофольговые с резистивным элементом из фольги опреде­ленной конфигурации, нанесенной на изолированное основание.

Непроволочные резисторы можно разделить на:

- тонкопленочные (толщина слоя – нанометры);

- толстопленочные (толщина – доли миллиметра);

- объемные (толщина – единицы миллиметра).

Тонкопленочные резисторы подразделяются на металлодиэлектрические, металлоокисные и металлизированные с резистивным эле­ментом в виде микрокомпозиционного слоя из диэлектрика и метал­ла, или тонкой пленки окиси металла, или сплава металла (углеродис­тые и бороуглеродистые).

К толстопленочным резисторам относят лакосажевые, керметные и резисторы на основе проводящих пластмасс. Объемные резисторы могут быть с органическим и неорганическим связующим диэлектри­ком. Проводящие резистивные слои толстопленочных и объемных ре­зисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию) из нескольких фаз, получаемую механическим смешением проводя­щего компонента, например графита или сажи, металла или окисла металла, с органическими или неорганическими связующими (смолы, стеклоэмали), наполнителем, пластификатором и отвердителем.

В резистивных керметных слоях основным проводящим компо­нентом являются металлические порошки и их смеси, представляю­щие собой керамическую, стеклянную или полимерную основу с рав­номерно распределенными частицами металла.

В резисторах на основе проводящих пластмасс резистивный эле­мент формируется горячим прессованием из проводящей композиции в виде пресспорошков, изготовленных на основе связующих полиме­ров (фенольных и других смол) и сажи. Воз­можны металлопластмассовые композиции, проводящим компонентом которых являются металлы.