19357

Проволочные и непроволочные резисторы

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лекция №9 Проволочные и непроволочные резисторы Проволочные резисторы обычно предназначены для установки в те цепи где на них происходит рассеяние значительных мощностей причем компонент рассчитанный на мощность 50 Вт является достаточно распространенным возм...

Русский

2013-07-12

51.5 KB

9 чел.

Лекция №9

Проволочные и непроволочные резисторы

Проволочные резисторы обычно предназначены для установки в те цепи, где на них происходит рассеяние значительных мощностей, причем, компонент, рассчитанный на мощность 50 Вт, является достаточно распространенным, возможно найти компоненты, рассчитанные на мощности до 1 кВт. Значения сопротивлений таких резисторов перекрывают несколько разрядов, как и у пленочных металлизированных резисторов, однако предельное значение сопротивления составляет, как правило, около 100 Ом.

В процессе производства проволочных резисторов также в качестве основы для нанесения резистивного материала используются керамические прутки или трубочки. Однако в качестве резистивного материала используется высокоомная проволока или лента, которая навивается на стержень, а затем ее концы привариваются к торцевым колпачкам, к которым впоследствии привариваются выводы резистора. Резисторы, имеющие небольшую мощность рассеяния (до 20 Вт) затем покрываются керамической глазурью, предотвращающей смещение витков проволоки, а также герметизирующей сам элемент. Резисторы, рассчитанные на большие мощности, могут иметь навинчивающиеся торцевые колпачки и устанавливаться в прессованные алюминиевые экраны, обеспечивающие хороший теплоотвод от резистивного элемента к внешнему теплоотводящему радиатору. Однако резисторы с высокими значениями сопротивлений имеют, как правило, большое количество плотно расположенных витков из тонкого высокоомного провода, поэтому вероятность развития дугового разряда между соседними витками определяет величину рабочего напряжения, а этот фактор может оказать большее влияние на максимально допустимую мощность рассеяния.

Процесс старения проволочных резисторов

Скроджи (Scroggie) в своей работе указал, что в силу того, что проволока резистора в процессе намотки должна иметь определенное натяжение для обеспечения равномерной намотки витков, то такое натяжение вызывает в проволоке напряжения, которые ослабевают со временем, вызывая изменения в сопротивлении резистора. Он также предположил, что этот процесс может быть ускорен путем прогрева резистора в печи при температуре 135 °С в течение 24 часов. Автор попытался проверить эту гипотезу. Он предварительно замерил сопротивления партии плакированных алюминием, проволочных резисторов, затем поместил их в бытовую электропечь на день, установив минимальный нагрев, после этого охладил их вместе с печью до комнатной температуры. После всех манипуляций автор вновь замерил сопротивления. Использование даже простого цифрового 3,5 разрядного измерителя позволило установить существенное изменение сопротивления: для резисторов, хранящихся после изготовления свыше четырех лет, разницы при измерении сопротивлений обнаружено не было, однако для свежеизготовленных резисторов такая разница достигала 0,5% величины сопротивления. Поэтому представляется достаточно разумным проводить искусственное старение проволочных резисторов, которые предполагается использовать в качестве анодной нагрузки в дифференциальном усилителе, до того, как проводить операцию по согласованию нагрузок.

Шумы и индуктивность проволочных резисторов

Так как резистивным элементом пленочных резисторов является тонкая спиралеобразная дорожка, то величина избыточного шума в них пропорциональна падению на них постоянного напряжения (примерно 0,1 мкВ/В). В противоположность этому, влияние дефектов поверхностных слов (если их рассматривать относительно площади поперечного сечения проволоки, используемой в проволочных резисторах) будет составлять незначительную долю, поэтому влияние избыточных шумов можно считать несущественным, что позволяет с успехом использовать их в качестве идеальной анодной нагрузки в малошумящих предусилительных каскадах.

Проволочные резисторы наматываются подобно катушке дросселя, и даже в случае, когда для керамического сердечника относительная магнитная проницаемость μ ≈ 1 (что делает ее сравнимой с дросселем, не имеющим магнитного сердечника), все равно каждый проволочный резистор имеет индуктивное реактивное сопротивление, величина которого может достигать больших значений по сравнению с активным сопротивлением.

Непроволочные резисторы различают на резисторы поверхностного типа и объемные непроволочные резисторы. Возможная конструкция токопроводящих элементов непроволочных резисторов показана на рис.(см. кадры 6‑10).

В непроволочных резисторах поверхностного типа токопроводящий элемент выполнен в виде тонкого полупроводящего слоя (или пленки), нанесенного на изоляционное основание из высококачественной керамики или ситаллов, имеющее вид стрежня или трубки (см. кадр 6). На концах основания укреплены контакты. Для защиты токопроводящего элемента от внешних воздействий резистор покрывается лаком или опрессовывается пластмассой. Свойства таких резисторов определяются составом токопроводящего слоя.

Получить резисторы с широкой шкалой номинальных значений (например, от десятков ом до сотен мегом) только на счет выбора материала токопроводящего слоя и его толщины при неизменных габаритах резистора технологически сложно и экономически невыгодно. Кроме того, при весьма тонком проводящем слое, который необходим для резисторов больших номиналов, резко возрастает ТКС резистора. Поэтому для получения больших величин сопротивлений меняют длину и сечение токопроводящего слоя резистора нарезанием на этом слое изолирующей спиральной канавки (см. кадры 6,7). Чем меньше шаг спирали, тем больше длина токопроводящего слоя, тем меньше его ширина (и сечение) и тем больше сопротивление резистора. Следует, однако, заметить, что при нарезании канавки резко возрастает собственная индуктивность резистора. Поэтому в цепях высокой частоты необходимо использовать резисторы без спиральной нарезки.

К непроволочным резисторам поверхностного типа относятся углеродистые, металлопленочные (их еще называют металлизированными, металлофольговыми), металлоокисные и пленочные ком­позиционные.

Проводящим элементом углеродистых резисторов является пленка пиролитического углерода, в который часто добавляют до 4% бора для стабилизации характеристик резистора во времени. Такие резисторы имеют небольшой уровень собственных шумов и малый отрицательный ТКС, стойки к импульсным перегрузкам, величина их сопротивления незначительно изменяется от величины и частоты приложенного напряжения. Углеродистые резисторы изготовляются прецизионными и высокочастотными на частоты до 1 ГГц (в виде шайб, стержней, пластинок).

В металлопленочных резисторах проводящим элементом является пленка специального сплава из нескольких компонентов (Fe, Si, Ni, Cr) в различных процентных соотношениях. Пленка наносится на основание резистора метода­ми вакуумного испарения или катодного распыления. По основным электрическим характеристикам металлопленочные резисторы несколько превосходят углеродистые: они более стабильны и теплостойки, имеют при одинаковой мощности рассеяния меньшие размеры. К их недостаткам относятся пониженная устойчивость к им­пульсным нагрузкам (из-за неоднородности токопроводящей пленки), худшие, чем у углеродистых резисторов, частотные свойства и знакопеременный ТКС.

В металлоокисных резисторах проводящим элементом чаще всего служит осажденная химическим путем пленка двуокиси олова SnO2, обладающая хорошей адгезией к основанию резистора. Такие резисторы отличаются повышенными стабильностью, теплостойкостью и электрической прочностью, стойкостью по отношению к химическим воздействиям и малым уровнем собственных шумов. Металлоокисные резисторы выпускаются в высокочас­тотном и высоковольтном вариантах, однако их номиналы не превышают сотен ом - единиц килоом.

В пленочных  композиционных резисторах роль проводящего элемента выполняет пленка из полупроводящей композиции - смеси проводящего материала (сажа, графит) со связующим материалом (полиэфирная смола). Пленка наносится на стеклянный стержень методом накатки с последующей термообработкой. Достоинствами таких резисторов являются простота их изготовле­ния и высокая надежность, обусловленная значительной толщиной токопроводящего слоя (до 50 мкм), недостатками - низкая стабильность и довольно высокий уровень собственных шумов.

В объемных непроволочных резисторах токопроводящий элемент выполнен в виде стержня из проводящей композиции. Проволочные выводы резистора впрессованы в концы токопроводящего элемента, а весь резистор опрессован стеклокерамикой или пластмассой (см. кадр 8). В зависимости от состава композиции различают резисторы углекерамические, металлокерамические, лакосажевые и т.п.

Объемные резисторы более дешевы и просты в производстве, чем резисторы поверхностного типа. Наружная изоляционная опрессовка дает возможность сделать монтаж радиосхемы более компак­тным без опасения короткого замыкания между соседними деталями. Большое сечение токопроводящего элемента обеспечивает пониженную чувствительность резистора к кратковременным перегрузкам и повышенную надежность, особенно при длительной работе в тяжелых климатических условиях. Существенным недостатком объемных композиционных резисторов является высокий уровень собственных шумов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28002. Радионуклиды в агроэкосистеме: перенос радионуклидов по с/х цепочкам и их миграция в агроценозах 2.32 KB
  Основными источниками техногенных радионуклидов в агросфере являются остаточные количества долгоживущих радв поступивших в нее в результате испытаний ядерного взрыва выбросов и сбросов радов при работе атомных электростанций и др предприятий полного ядерного топливного цикла. Рост химизации с х ведет к увеличению применения удобрений и мелиорантов с повышенным содержанием естественных радов. Почва обладает уникальной сорбционной способностью по отношению к поступающим в нее радов.
28003. Сравнительный анализ функционирования естественных экосистем и агроэкосистем. Устойчивость эко(агроэко)системы: толерантность, уязвимость, гетерогенность агроценозов 5.26 KB
  Экосистемы – исторически сложившееся в биосфере и на той или иной территории открытые но целостные и устойчивые системы живых организмов. Агроэкосистемы – вторичные измененные человеком биогеоценозы основу которых составляют искусственно созданные биотические сообщества объединяемые видами живых организмов. Особенность агросистем в отличии от экосистем их неусточивость то есть к способности саморегуляции.
28004. Формирование биогенной нагрузки в природных аграрных системах. Естественные потери биогенных веществ в земледелии, животноводстве и селитебных территорий 4.24 KB
  Естественные потери биогенных веществ в земледелии животноводстве и селитебных территорий. Интенсивно развивающееся сельское хозяйство – это наиболее активный источник поступления биогенных элементов. Влияние с х как источника поступления биогенных веществ в природные ресурсы возрастает в связи с увеличением распаханности территорий трансформацию угодий мощной техникой развитием процессов химизации на основе минеральных и органических удобрений. Потери биогенных веществ в растениеводстве условно можно разделить на...
28005. Функционирование агроэкосистем в условиях техногенеза 4.85 KB
  Функционирование агроэкосистем в условиях техногенеза. Агроэкосистема АЭС – совокупность биогенных и абиогенных компонентов участков суши преобразованных человеком используемых для производства сельхозпродукции. Основа АгроЭкоСистем – почва с х угодия. Типы АгроЭкоСистем: Пропашное земледелие Многолетнее земледелие Многоурожайное земледелие МезоАЭС крупномасштабная МикроАЭС грядка Суша занимает площадь 149 млрд.
28006. Экологизация сельскохозяйственного производства 4.56 KB
  Природоразрушающий ресурсоемкий тип развития АПК требует пересмотра сложившейся теории и на практике техногенной концепции развития АПК. Главным принципом развития АПК должна стать экологизация с х производства всех мероприятий по развитию с х учет природных особенностей функционирования земельных ресурсов. для изменения приоритетов в распределении ресурсов капитальных вложений в АПК усилить природоохранную роль затрат. Для преодоления негативных тенденций в развитии АПК скорейшего решения...
28007. Экологическая биотехнология. Возможности увеличения производства экологически безопасной продукции на основе биопроизводства 2.52 KB
  Возможности увеличения производства экологически безопасной продукции на основе биопроизводства. Среди новых направлений биотехнологии способствующих получению экологически безопасной продукции следует отметить применение микробиологических удобрений промышленную переработку бытовых отходов индустриальную технологию компостирования отходов животноводства и др. микробиологические удобрения повышают продуктивность растений и кол во растительной продукции. Азотфиксирующие микроорганизмы служат прекрасной основой для...
28008. Экологически безопасные технологии и оптимизация обработки почвы 3.73 KB
  Поэтому нужна разработка таких сельскохозяйственных машин и орудий которые при общей эффективности должны оказывать минимальный вред окружающей среде а именно: Сократить выбросы от с х машин и орудий Уменьшить нагрузку на почву путем изменения конструктивной особенности техники Внедрение двигателей с высоким КПД но низким потреблением топлива.
28009. Экологические аспекты применения сточных вод при орошении. Ценность сточных вод в повышении плодородия почв. Контроль загрязнения почв 12.86 KB
  Ценность сточных вод в повышении плодородия почв. Сточные воды используются для орошения на специальных участках земледельческих полях орошения ЗПО. Под последними понимаются водохозяйственные объекты оборудованные для непрерывного приема определенного количества сточных вод в течение всего года с целью их очистки или доочистки и использования для орошения.
28010. Экологические особенности и значимость биогумуса. Препараты получаемые на основе биогумуса. Экологические аспекты подготовки и применения биогумуса 2.93 KB
  Препараты получаемые на основе биогумуса. Экологические аспекты подготовки и применения биогумуса. Установлена возможность биогумуса связывать радионуклиды находящиеся в почве органических удобрений резко уменьшать поступление тяжелых металлов в растения.