Резисторы

Керамика.

Стекла.

Это неорганические квазиаморфные вещества. У них есть ближний порядок (кристаллический) и отсутствует дальний порядок. Диэлектрические свойства отлично проявляются в оксидных стеклах. Чистое кварцевое стекло имеет лучший ТКЛР. У него хорошие механические, диэлектрические и оптические свойства. Электровакуумные стекла применяются для: изготовления баллонов электровакуумных устройств; изоляции выводов ножек микросхем. Основное требование при изготовлении устройств: ТКЛР стекла должен быть близок к ТКЛР соседствующего материала. Для электровакуумных стекол используются специальные названия: платиновые, молибденовые, вольфрамовые…

Это означает, что ТКЛР стекла близок к ТКЛР данного метала.

Лазерные стекла и световоды.

Ситаллы (стеклокристаллические материалы)

Они занимают промежуточное положение между стеклом и керамикой. Ситаллы получают стимулированной кристаллизацией стекол. В результате они состоят из микрокристаллов. По сравнению с керамикой эти микрокристаллы меньше, но много больше, чем у стекла. Существуют установочные и конденсаторные материалы. Они очень прочны и их ТКЛР можно менять в широких пределах.

В основном ее изготавливают на основе различных глин.

Свойства глин:

- высокая нагревостойкость

- отсутствует гигроскопичность

- достаточная механическая прочность

- хорошие диэлектрические свойства

- стабильность характеристик во времени

- прекрасная радиационная стойкость

- дешевизна

Наиболее распространены следующие виды:

- для низких частот – изоляционный фарфор

- для высоких частот – радиофарфор и ультрафарфор

Поликор – лучший материал для подложек. Сегнетокерамика является частным случаем сегнетоэлектриков.

Радиокомпоненты

В радиоаппаратуре применяется очень широкий диапазон номиналов 0,01 – 1013 Ом и мощностей 0,01 – 500 Вт.

Классификация резисторов:

По материалу (из чего изготовлен):

- проволочные резисторы (т.е. из сплавов)

- углеродистые резисторы (пленки на диэлектрическом основании)

- металлопленочные или металлоокисные (сопротивление создается сплавами или окислами металлов)

- композиционные (смесь нескольких компонентов, проводящий из которых только один)

- полупроводниковые

По назначению:

- общего применения

- специального назначения

Резисторы специального назначения:

- высокоомные 106 – 1013 Ом

- высоковольтные 10 – 60000 В

- высокочастотные резисторы для частот больше 10 МГц

- прецизионные резисторы с повышенной точностью номинала (существуют сетки точности ±10%; ±5%; ±1%; ±0,01%. Чем точнее, тем дороже. Сетка номиналов тесно связана с точностью изготовления)

- микромодульные

- миниатюрные

Номинальная мощность резисторов представляет собой ряд. Это основной ряд мощностей резистора:

0,01; 0,025; 0,05; 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 8,0; 10,0; 16,0; 25,0; 50,0; 75,0; 100,0; 160,0; 250,0; 500,0 Вт

Номинальная мощность резистора – это максимально допустимая мощность, которую резистор может рассеивать при непрерывной работе длительное время в пределах паспортного интервала температур без изменения своих электрических свойств.

Для резисторов вводится удельная тепловая нагрузка, равная отношению мощности к площади рассеивающей поверхности. []

Гарантийный срок службы.

Теория надежности.

Экспериментально установлена следующая вероятность отказа.

Участок от 0 до t₁ обусловлен заводским браком.

Участок от t₂ и далее обусловлен отказом из-за старения аппаратуры.

λ – интенсивность отказов (среднее количество отказов в единицу времени). λ – паспортное данное. Время работы

Коэффициент напряжения.

Он определяет изменение сопротивления резистора под воздействием внешнего напряжения. Под воздействием внешнего напряжения может меняться структура проводящего слоя. Это может приводить к небольшим изменениям величины сопротивления (особенно важно для прецессионных резисторов).

Коэффициент нагрузки:

Р_р – рассеивающая мощность в реальных условиях

Р_ном – номинальная рассеивающая мощность

При точных расчетах надежности, этот коэффициент всегда учитывается, т.к. он определяет интенсивность отказов.

Типы конструкций резисторов.

Проволочные резисторы.

Они представляют собой проволоку, намотанную на каркас.

Применяются дольше остальных резисторов. Прецессионные мощные резисторы являются исключительно проволочными.

Их достоинства:

- высокая стабильность параметров

- малый ТКС

- очень маленький уровень собственных шумов

- высокая точность соответствия номиналов

Недостатки:

- большие габариты

- высокая стоимость

- большая собственная индуктивность и емкость

Проволочные резисторы можно представить как сложную RLC конструкцию. На высоких частотах данный тип резисторов не применяется. Резисторы могут быть как постоянных, так и переменных номиналов (по проволокам скользит контакт). Мощные переменные резисторы изготавливают проволочными.

Материалы для проволочных резисторов:

- манганин

- константан (не применяют при изготовлении измерительных приборов, из-за возможности возникновения термо-ЭДС)

- нихром (для больших мощностей, т.к. он более нагревостоек)

Основные типы проволочных резисторов:

- ПЭ (проволочно-эмалированные)

- ПЭВ (проволочно-эмалированные влагостойкие)

- ПЭВР (проволочно-эмалированные влагостойкие регулируемые)

- ПЭВТ (проволочно-эмалированные влагостойкие термостойкие до 4500 С)

- МВС, МВСТ, С5… - повышенной точности

- ПТ, ПТН, ПТМ, ПТМН, ПТМК, ПТММ… - многослойные

- РП, ПП, ППБ… - переменные проволочные

Углеродистые резисторы.

Это резисторы поверхностного типа, т.е. собственно резистор представляет собой пленку на диэлектрическом основании (как правило, керамическом). Пленку получают с помощью пиролиза (высокотемпературного разложения углеводородов).

В зависимости от величины сопротивления резисторы подразделяют на группы:

ВС, ОВС, ВСЕ – резисторы общего назначения (они различаются условиями эксплуатации).

Резисторы особого назначения:

БЛП, УЛИ – точные

УЛМ – малогабаритные

УНУ – на высоких частотах

УВ – повышенной мощности (поглотители энергии)