Тонкопленочные резисторы имеют допуск 0,1% и TCR от 5 до 50 ppm/C. Тонкопленочные резисторы имеют допуск 1% и TCR от 50 до 200 ppm/C. Тонкопленочные резисторы менее шумные.
Что нужно знать о резисторах?
Резистор: кусок материала, который оказывает сопротивление протеканию электрического тока. На обоих концах имеются клеммы. Вот и все. Что может быть проще этого?
Оказывается, это совсем не просто. Температура, емкость, индуктивность и другие параметры играют свою роль в превращении резистора в довольно сложный компонент. И они могут быть использованы в схемах множеством различных способов, но мы сосредоточимся на различных типах резисторов с фиксированным значением, на том, как они изготавливаются и как они могут быть полезны в различных случаях.
Начнем с самого простого и старого.
На плате также имеется множество отдельных (дискретных) диодов, транзисторов, конденсаторов и резисторов.
Проводники, полупроводники и диэлектрики
Проводники – это вещества, которые в первом приближении хорошо проводят электричество, полупроводники – вещества, которые плохо проводят электричество, диэлектрики вообще не проводят электричество. Класс материи определяется степенью сопротивления электрическому току.
Степень сопротивления вещества зависит от структуры его молекул и наличия различного количества свободно заряженных частиц.
Проводники наименее устойчивы к потоку электричества, диэлектрики – наиболее устойчивы.
Большинство металлов и металлических сплавов являются проводниками.
Проводники используются для доставки электроэнергии от генератора к потребителю.
Для того чтобы энергия доходила до потребителя без больших потерь, проводники (провода и кабели) должны иметь низкое сопротивление. Лучшими проводниками являются серебро, медь и алюминий.
Чистые полупроводники плохо проводят электричество.
Но при добавлении к ним определенных веществ образуется избыток заряженных частиц того или иного знака (p – положительно заряженные частицы и n – отрицательно заряженные частицы).
Когда вы объединяете два полупроводника разного знака, получается такая элементарная вещь, как p-n-переход.
P-n-переход является основой большинства полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов и т.д.).
Компьютер содержит как проводники, так и полупроводники и диэлектрики.
Например, материнская плата компьютера изготовлена из диэлектрического материала (стекловолоконной плиты), на поверхности которой расположены медные проводники, к которым припаяны различные детали.
Процессор вашего компьютера содержит несколько миллионов полупроводниковых транзисторов.
Кроме того, на плате имеется множество отдельных (дискретных) диодов, транзисторов, конденсаторов и резисторов.
Характеристики резисторов зависят от их предназначения и указываются при изготовлении. Основные параметры включают:
Полупроводниковые резисторы.
Это двухконтактные полупроводниковые приборы, электрическое сопротивление которых зависит от параметров окружающей среды, таких как температура, свет, напряжение и т.д. Для изготовления таких деталей используются полупроводниковые материалы, легированные примесями, тип которых определяет зависимость проводимости от внешних воздействий.
Существуют следующие типы полупроводниковых резистивных компонентов:
- Линейный резистор. Изготовленный из низколегированного материала, этот элемент имеет низкую зависимость сопротивления от внешних воздействий в широком диапазоне напряжений и токов и наиболее часто используется в производстве интегральных схем.
- Варистор – это элемент, сопротивление которого зависит от напряженности электрического поля. Это свойство варистора определяет его применение: для стабилизации и регулирования электрических параметров оборудования, для защиты от перенапряжений и для других целей.
- Термистор. Этот тип нелинейного резистивного элемента обладает способностью изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Существует два типа термисторов: термистор, сопротивление которого уменьшается с ростом температуры, и позистор, сопротивление которого увеличивается с ростом температуры. Термисторы используются там, где важен постоянный контроль температуры.
- Фоторезистор. Сопротивление этого устройства изменяется под воздействием света и не зависит от приложенного напряжения. В производстве используются свинец и кадмий, и в некоторых странах это привело к отказу от использования этих компонентов по экологическим соображениям. В настоящее время фоторезисторы уступают фотодиодам и фототранзисторам в сравнимых областях применения.
- Тензометрические резисторы. Этот элемент сконструирован таким образом, что способен изменять свое сопротивление в зависимости от внешнего механического воздействия (деформации). Он используется в узлах, преобразующих механические воздействия в электрические сигналы.
Полупроводниковые элементы, такие как резисторы и линейные варисторы, характеризуются низкой зависимостью от внешних воздействий. В случае тензодатчиков, терморезисторов и фоторезисторов зависимость характеристик от влияния является сильной.
Полупроводниковые резисторы обозначены на схеме интуитивно понятными символами.
Резисторы (сопротивления) оказывают сопротивление протекающему через них току. Резисторы в основном используются для определенных значений тока, а также применяются в делителях напряжения. И поэтому основная задача резистора – противодействовать протеканию тока. Они делают это как для постоянного, так и для переменного тока.
Что такое резистор
Резисторы в основном изготавливаются в виде фарфоровых или керамических трубок с металлическими проводами на обоих концах. Поверхность трубок может быть покрыта, например, слоем углерода (углеродные резисторы) или даже очень тонким слоем драгоценного металла (металлизированные резисторы).
Резистор также может быть изготовлен из проволоки с высоким удельным сопротивлением (проволочные резисторы).
Основным параметром резистора является его постоянное сопротивление. В более высокочастотном диапазоне, помимо сопротивления, резистор также обладает такими характеристиками, как емкость и индуктивность. Эти параметры резистора могут быть представлены следующей моделью:
- R = сопротивление резистивного материала,
- CL = внутренняя емкость резистора,
- LR = индуктивность резистора,
- LS = индуктивность его клемм.
Здесь мы видим, что резистор имеет компоненты индукции и емкости в дополнение к собственному сопротивлению. При использовании в цепях переменного тока эта характеристика играет роль реактивного сопротивления, которое в сочетании с внутренним сопротивлением создает в цепи дополнительное сопротивление, которое необходимо учитывать в некоторых случаях.
Основными параметрами резисторов являются:
- Номинальное сопротивление – указано с большими допустимыми отклонениями, содержащимися в диапазоне 0,1…20%.
- Номинальная мощность – это максимально допустимая рассеиваемая мощность.
Номинальное напряжение – это наибольшее напряжение, которое не изменяет свойств резистора и, в частности, не повреждает его. Номинальное напряжение для большинства резисторов составляет от десятков до сотен вольт.
По размеру резистивного слоя или площади поперечного сечения проволоки можно определить величину сопротивления. В электронных схемах в основном используются многослойные резисторы. Для приложений с высокими значениями тока и мощности используются резисторы с проволочной намоткой.
Металлизированные многослойные резисторы термически стабильны, надежны в эксплуатации и имеют низкий уровень шума (что важно для профессиональной электроники).
Единицей измерения сопротивления является ом (символ омега), и на электрических схемах оно чаще всего обозначается буквой – R.
Из закона Ома: Сопротивление резистора 1 Ом таково, что при напряжении 1 В на его клеммах через него протекает ток, равный 1 амперу.
Большинство пятиомных резисторов являются прецизионными резисторами с допуском 1% или 2%, в то время как большинство четырехомных резисторов имеют допуски 5%, 10% и 20%. Цветовой код, используемый для обозначения номинального допуска резистора, выглядит следующим образом:
Маркировка
Размер резистивного компонента напрямую зависит от рассеиваемой им мощности, чем она больше, тем больше размеры детали. В то время как любое числовое значение можно легко указать на схемах, маркировка продуктов может быть затруднена. Тенденция миниатюризации в производстве электроники приводит к тому, что компоненты становятся все меньше и меньше, что затрудняет как нанесение информации на корпус, так и ее считывание.
Для облегчения идентификации резисторов в российской промышленности используется буквенно-цифровая маркировка. Резисторы маркируются следующим образом: номинальное значение обозначается цифрами, а буква ставится либо после цифр (для десятичных значений), либо перед ними (для сотен). Если номинальное значение меньше 999 Ом, число печатается без буквы (или могут появиться буквы R или E). Если величина указана в сомах, за номером следует буква К, буква М соответствует величине в молях.
Номиналы американских резисторов обозначаются тремя цифрами. Первые два числа обозначают номинал, а третье число – количество нулей (десятков), добавленных к значению.
При роботизированном производстве электронных компонентов используемые символы часто располагаются на той стороне детали, которая обращена к плате, что делает информацию невозможной для прочтения.
Цветовое кодирование
Чтобы информация была читаема со всех сторон, используется цветовое кодирование – цвет может быть нанесен в виде круговых полос. Каждый цвет имеет свое числовое значение. Полоски на элементах располагаются ближе к одному из контактов и считываются слева направо. Если из-за малых размеров детали невозможно нанести цветовую маркировку на один зажим, то первая планка делается вдвое шире остальных.
Детали с допуском 20% маркируются 3 линиями, для допусков 5-10% используются 4 линии. Наиболее точные резисторы обозначаются 5-6 линиями, первые 2 из которых соответствуют номиналу детали. Если диапазонов 4, в третьей строке указывается десятичный множитель для первых двух диапазонов, в четвертой – точность. Если столбики равны 5, в третьей строке указывается рейтинг, в четвертой – десятичное число (количество нулей), а в пятой – точность. Шестая линия показывает температурный коэффициент сопротивления (TCR).
В случае четырехбарной маркировки золотые или серебряные слитки всегда идут последними.
Все разметки выглядят сложными, но умение быстро читать разметку приходит с опытом.
Маркировка резисторов SMD
Отличительной особенностью SMD резисторов, по сравнению с их аналогами со свинцовой изоляцией, является их минимальный размер при сохранении необходимых свойств.
SMD-компоненты не имеют гибких выводов, вместо этого они имеют контактные площадки, которые используются для припаивания SMD-деталей к аналогичным поверхностям на печатной плате. По этой причине SMD-компоненты называют компонентами поверхностного монтажа.
Переход от традиционных шасси к SMD упростил автоматизацию производства печатных плат, значительно сократив время, необходимое для производства электронного изделия, его вес и размеры.
SMD резисторы обычно маркируются тремя цифрами. Первые две обозначают мантиссу, а третья – множитель или количество нулей после двух предыдущих цифр. Например, 681 означает 68×101 = 680 Ом, поэтому нужно добавить один ноль после 68.
Если все три цифры – нули, то это перемычка, сопротивление такого SMD-резистора близко к нулю.
Маркировка резисторов с помощью кода в настоящее время является наиболее распространенной практикой. Иногда можно встретить SMD-резисторы с очень странной маркировкой. Не пугайтесь, это обычная кодовая маркировка резисторов, используемая некоторыми производителями электронных компонентов. Это может выглядеть примерно так:
Как определить величину сопротивления таких резисторов? Для этого существует таблица, с помощью которой можно легко определить номинал любого резистора, обозначенного кодом. Таким образом, первые две цифры указывают на номинальное сопротивление резистора, а буква – множитель.
Вот текущая таблица:
Буквы: S=10-2; R=10-1; A=1; B=10; C=102; D=103; E=104; F=105
Таким образом, сопротивление этого резистора
мы имеем 140х104=1,4 мегаом.
А сопротивление этого резистора
мы получим 102х102=10,2 килоОм.
Вы также можете легко найти кодовые и цифровые обозначения резисторов в Resistor 2.2.
Выберите обозначение BOURNS
Нажмите кнопку “Далее”. Появится окно, как показано ниже:
Установите маркер на “3 символа”. И вводим наше кодовое обозначение. Например, тот же резистор с маркировкой 15E. Слева внизу в окошке мы видим значение сопротивления этого резистора: 1,4 Мегаом.
Калькулятор маркировки резисторов
Мне очень понравилась программа Resistor 2.2. Даже дошкольник знает, как им пользоваться. Давайте воспользуемся им для определения величины нашего резистора. Просто наберите столбики интересующего вас резистора, и программа выдаст вам его значение.
Итак, слева внизу в окошке вы можете увидеть значение резистора: 1 кОм – +5%. Разве это не удобно?
Теперь измерим сопротивление мультиметром: 971 Ом. 5% от 1000 Ом составляет 50 Ом. Поэтому резистор должен иметь номинал от 950 до 1050 Ом, иначе он может оказаться бесполезным. Как мы видим, значение 971 Ом находится в диапазоне от 950 до 1050 Ом. Таким образом, резистор имеет правильный номинал и может быть безопасно использован для наших целей.
Давайте потренируемся и определим номинал следующего резистора.
Это величина, показывающая, насколько трудно электрическому току протекать через вещество. Это зависит от самого вещества – его удельной стойкости.
Где и для чего он используется
Мы уже рассмотрели, что резистор предназначен для ограничения тока в цепи, теперь мы рассмотрим некоторые практические примеры использования резистора в электротехнике.
Первое применение – ограничение тока, например, для питания светодиодов. Принцип работы и расчета такой схемы заключается в том, что мы вычитаем номинальное рабочее напряжение светодиода из напряжения питания и делим сумму на номинальный (или желаемый) ток, протекающий через светодиод. Результат является номинальным значением ограничивающего резистора.
Второй компонент – делитель напряжения. Здесь выходное напряжение рассчитывается по формуле:
Резистор также нашел применение в установке тока для транзисторов. По сути, это та же схема ограничителя, о которой говорилось выше.
Мы рассмотрели, что такое резисторы, каково их назначение и как они работают. Это важный компонент, с которого следует начинать изучение электротехники. Для расчета цепей с ним используются закон Ома и активная мощность, а в высокочастотных цепях также учитываются параметры реактивности – паразитная емкость и индуктивность. Мы надеемся, что представленная здесь информация была для вас полезной и интересной!
Читайте далее:- Биполярные транзисторы.
- Принцип работы транзисторов Мосфета.
- Принцип работы термистора.
- Полупроводники – материал для подготовки к Единому государственному экзамену по физике.
- Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда.
- Резистор – это резистор. Что такое резистор?.
- 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.