Transcript Podział rezystorów

Rezystor
Rezystor (opornik)jest elementem liniowym: występujący na nim spadeknapięcia jest wprost
proporcjonalny do płynącego przezeń prądu.Jest również elementem stratnym: przy przepływie prądu
energia elektryczna, wydzielanaw postaci ciepła, jest bezpowrotnie tracona.
Służy do ograniczenia prądu płynącego w obwodzie lub uzyskania wymaganych napięć.
Podział rezystorów
a) drutowe (konstantan, manganian, nikielina)
b) warstwowe (grubowarstwowe, cienkowarstwowe)
c) objętościowe (prąd płynie całą objętością)
a) drutowe
-zwykłe
-cementowane
-emaliowane
b) warstwowe
-węglowe
c) objętościowe
Parametry Rezystorów






Rezystancja nominalnarezystancja podawana przez producenta na obudowie
opornika; rezystancja rzeczywistaróżni się od rezystancji nominalnej, jednak
zawsze mieści się w podanej klasie tolerancji
Tolerancja (klasa dokładności)podawana w procentach możliwa odchyłka
rzeczywistej wartości opornika od jego wartościnominalnej
Moc znamionowanajwiększa dopuszczalna moc wydzielana na rezystorze
przy pracy ciągłej przytemperaturze mniejszej niż + 70°Cprzekroczenie tej
wartości może prowadzić do zmian innych parametrów rezystoralub jego
uszkodzenia
Moc znamionowanajwiększa dopuszczalna moc wydzielana na rezystorze
przy pracy ciągłej przytemperaturze mniejszej niż + 70°Cprzekroczenie tej
wartości może prowadzić do zmian innych parametrów rezystoralub jego
uszkodzenia
Temperaturowy współczynnik rezystancji -TWR, TCRwspółczynnik
określający zmiany rezystancji pod wpływem zmian temperatury
opornika,wartość TWR podaje się w %/K, ppm/K lub 10-6/K
Współczynnik szumówokreśla szumy wprowadzane przez
rezystor,wartość podaje się zazwyczaj w uV/V
 Stałe
Zmienne
(potencjometry)

Rezystory węglowe, warstwowe•warstwa węgla o danej wartości rezystancji naparowana na
rurkę ceramiczną•stosowanie nacięć spiralnych w warstwie węglowej w celu osiągnięcia
właściwej wartościrezystancjiRezystory
Rezystory warstwowe
•warstwa metalu o danej wartości rezystancji naparowana na rurkę
ceramiczną•proces produkcji podobny do rezystorów
węglowychPrecyzyjne
węglowychPrecyzyjne rezystory drutowe
drutowe•drut o wysokiej rezystancji (nikrotalCrNi, kantal CrAlFe, lub
konstantan CuNi) nawinięty na korpus z ceramiki, szkła lub włókna
sztucznego•są izolowane plastikiem, silikonem, glazurą lub zamknięte w
obudowie aluminiowej
Precyzyjne rezystory SMD
•przeznaczone do montażu powierzchniowego
Matryce rezystorowe „drabinki”
•są produkowane w wersji grubo-i
cienkowarstwowej
•ceramiczny korpus z nadrukowanymi rezystorami i
wyprowadzeniami
Oznaczanie Rezystorów
Uwagi:
- pasków lub kropek jest trzy, cztery lub sześć;
- jeśli jest ich trzy, to wszystkie trzy oznaczają oporność,
a tolerancja wynosi +/- 20 %;
- jeśli jest ich cztery, to trzy pierwsze oznaczają
oporność, a czwarty tolerancję;
- jeśli jest ich sześć, to jest to opornik precyzyjny i trzy
pierwsze cyfry oznaczają oporność, czwarty mnożnik, piąty
tolerancję, szósty temperaturowy współczynnik rezystancji
(ten pasek może znajdować się na samym brzegu opornika);
- pierwszą cyfrę oznacza pasek bliższy końca, a między
mnożnikiem i tolerancją jest czasem większy odstęp;
- oporniki wyższych klas dokładności posiadają dodatkowy
trzeci pasek cyfr
- stare oporniki są oznakowane:
- 1 cyfra - kolor opornika
- 2 cyfra - kolor paska
- mnożnik - kolor kropki
Rodzaje i budowa rezystorów
Rezystory węglowe kompozytowe, lub masowe są starszym typem rezystora.
Zbudowane są w postaci wałka, lub rurki węglowej z przylutowanymi
wyprowadzeniami. Skład materiałowy części węglowej decyduje o wartości
rezystancji.Zaletą tych rezystorów jest ich niska indukcyjność. Dlatego są one
właściwe do zastosowań w układach przełączających, jak np. w układach gasikowych
RC i zasilaczach przetwornicowych. Inną ich zaletą jest to, że wytrzymują chwilowe
przeciążenia bez uszkodzenia. Ich dużą wadą jest wysoka pojemność własna, ok. 0,21 pF, w zależności od typu i wartości rezystancji. Wysoka pojemność własna, która
wynika z budowy cząsteczek węglowych ze środkiem wiążącym powoduje, że
rezystory węglowe są mniej lub bardziej bezużyteczne przy częstotliwościach
powyżej 5-10 MHz. Posiadają one wysoki współczynnik temperaturowy (-200 do 2000 ppm/K), dużą zależność od napięcia (200-500 ppm/V), wysoki szum i złą
stabilność długotrwałą.
Oznaczenie ppm oznacza milionową część (ang. part per million), a więc
jednostka ppm/K oznacza milionową część na 1 stopień Kelvina, 10-6K.
Rezystory warstwowe węglowe, lub rezystory z warstwą węglową. Składają
się z rurki ceramicznej, na której jest naparowana warstwa węgla o danej
wartości rezystancji. W tej warstwie można wykonać nacięcia spiralne aż do
10 zwojów przy pomocy ostrza diamentowego, lub lasera, aby osiągnąć
właściwą wartość rezystancji. Reaktancja tej indukcyjności, która wystąpi z
powodu tej spirali jest niewielka w porównaniu z reaktancją, która wynika z
pojemności własnej ok. 0,2 pF. Posiadają one wysoki współczynnik
temperaturowy (-200 do -1000 ppm/K). Zależność napięciowa jest poniżej
100 ppm/V. Poziom szumu jest dość wysoki, a stabilność długotrwała jest zła.
Rezystory węglowe powierzchniowe są jednakże bardzo tanie w produkcji.
Rezystory warstwowe metalowe różnią się od węglowych tym, że warstwa
węgla została zastąpiona warstwą metalu. Proces produkcji jest podobny.
Dobre właściwości dla wysokich częstotliwości ze względu na niską
pojemność własną (poniżej 0,2 pF). Dla wysokich wartości rezystancji i przy
wysokiej częstotliwości reaktancja może jednakże odgrywać pewną rolę.
Współczynnik temperaturowy jest niski (5-100 ppm/K). Zależność od
napięcia jest ok. 1 ppm/V, niski poziom szumów i dobra stabilność
długotrwała. Wytrzymałość na przeciążenia impulsowe jest jednak niska,
niższa nawet niż dla rezystorów warstwowych węglowych. Dlatego należy być
ostrożnym z wymianą rezystorów węglowych na metalowe w zastosowaniach
impulsowych.
Rezystory grubowarstwowe nazywane są czasami rezystorami "metalglaze", lub
cermetowymi. Warstwa zewnętrzna składa się z mieszaniny tlenków metali i szkła, lub
ceramiki, i jest nakładana metodą sitodrukową na korpus ceramiczny. Tego typu rezystory
mają dobre własności przy wysokich częstotliwościach i niskich rezystancjach. Pojemność
własna wynosi ok. 0,1-0,3 pF. Zależność rezystancji od napięcia jest poniżej 30 ppm/V.
Stabilność długotrwała jest bardzo dobra. Rezystory są wytrzymałe na przeciążenia
impulsowe, są niezawodne i wytrzymują wysokie temperatury. Poziom szumów jest
porównywalny z rezystorami warstwowymi węglowymi. Rezystory do montażu
powierzchniowego są najczęściej produkowane jako grubowarstwowe.
Rezystory cienkowarstwowe mają bardzo cienką warstwę metalu, najczęściej niklu i chromu, który jest
naparowywany na korpus szklany, lub ceramiczny. Rezystory są trawione i dopasowywane przy pomocy lasera aby
uzyskać właściwą rezystancję. Własności dla wysokich częstotliwości na ogół nie są dobre. Współczynnik
temperaturowy rezystancji jest bardzo dobry, daje się uzyskać nawet poniżej 1 ppm/K. Współczynnik napięcia
leży poniżej 0,05 ppm/V. Stabilność długotrwała jest nadzwyczaj dobra. Szumy są najniższe ze wszystkich typów
rezystorów warstwowych powierzchniowych. Moc i odporność na impulsy jest niska. Wysoka stabilność powoduje,
że rezystory tego typu często stosuje się w układach precyzyjnych, jako np. bardzo dokładne dzielniki napięcia.
Rezystory z tlenków metali maja warstwę zewnętrzną np. z tlenku cyny, z którego
można tworzyć spirale. Własności dla wysokich częstotliwości są umiarkowane, ze
względu na pojemność własną ok. 0,4 pF. Współczynnik temperaturowy wynosi ok. +/200 ppm/K, zależność od napięcia jest poniżej 10 ppm/V, a poziom szumów jest niski.
Są one odporne na impulsy i znoszą wysokie temperatury, co czyni je bardzo dobrą
alternatywą dla rezystorów drutowych dużej mocy, szczególnie przy wysokich
rezystancjach.
Rezystory drutowe nawijane składają się z drutu o wysokiej
rezystancji na ogół nikrotalu (CrNi), kantalu (CrAlFe), lub
konstantanu (CuNi), nawiniętego na korpus z ceramiki, szkła
lub włókna szklanego. Izoluje się je plastikiem, silikonem,
glazurą, albo są zamknięte w obudowie aluminiowej, aby
łatwiej mogły przenosić ciepło do chłodzącego podłoża.
Produkuje się je do zastosowań precyzyjnych, gdzie
wymagana jest wysoka jakość i stabilność, oraz do
zastosowań o dużej mocy, dla których potrzebny jest gruby i
wytrzymały drut. Własności dla wysokich częstotliwości nie
są dobre. Wysoka indukcyjność (0,1-10uH) i wysoka
pojemność (0,2-10 pF) zależą od liczby zwojów drutu i
wymiarów korpusu.W celu zmniejszenia indukcyjności można
nawijać druty w rożny sposób np. bifilarnie, krzyżowo
(uzwojenie Ayrtona Perry), albo sekcyjnie w rożnych
kierunkach. W typach precyzyjnych współczynnik
temperaturowy jest niski (1-100 ppm/K). Zależność
napięciowa wynosi ok. 1 ppm/V. Szum jest bardzo niski, a
stabilność długotrwała - dobra. Jednakże wytrzymałość na
przeciążenie jest niska. Rezystory mocy mają współczynnik
temperaturowy miedzy -50 a +1000 ppm/K w zależności od
typu drutu. Zależność napięciowa i szumy - takie jak w typie
precyzyjnym. Stabilność długotrwała jest silnie zależna od
temperatury powierzchni rezystora (Ths). Przy montowaniu
drutowych rezystorów mocy ważne jest aby pamiętać, że
temperatura na powierzchni może dochodzić aż do 200 400 oC. Tak wysokie temperatury mogą mieć wpływ na
otaczające elementy, materiały i punkty lutownicze.
Matryce rezystorowe (drabinki) są produkowane w wersji grubo- albo cienkowarstwowej.
Składają się one z ceramicznego korpusu z nadrukowanymi rezystorami i wyprowadzeniami.
Istnieją dwa rodzaje matryc rezystorowych do montażu przewlekanego: obudowa jednorzędowa
SIL (Single In Line) z liczbą wyprowadzeń od 4 do 14 i liczbą rezystorów od 2 do 24, oraz
obudowa dwurzędowa DIL (Dual In Line) z liczbą wyprowadzeń od 14 do 20 i liczbą rezystorów
od 7 do 36. Do montażu powierzchniowego produkuje się dużo rożnych typów obudów. Często
produkuje się specjalne matryce rezystorowe do zastosowań specjalnych. Wówczas można
uzyskać dowolne wewnętrzne połączenia między rezystorami, różne wartości rezystancji, jak
również można wyposażyć matrycę w inne elementy takie jak kondensatory, czy diody.
Rezystory nastawne są to zwykle elementy trójkońcówkowe, potocznie nazywane potencjometrami. Dwie
(1,2) z trzech końcówek rezystora nastawnego są połączone z początkiem i końcem elementu rezystancyjnego,
natomiast trzecia (3) - z ruchomym stykiem (suwakiem), mogącym przesuwać się wzdłuż powierzchni tego
elementu.
Przebieg zmian rezystancji między końcówkami 1 i 3 w funkcji położenia suwaka, nazywa
się charakterystyką rezystancyjną. Kształt tej charakterystyki zależy od budowy
elementu rezystancyjnego, a ściśle rzecz biorąc, od rozkładu rezystancji wzdłuż drogi
suwaka. Potencjometry mają najczęściej charakterystykę rezystancyjną: liniową
(A),logarytmiczną (B)lub wykładniczą (C)Rezystancja podlegająca regulacji, czyli
rezystancja między skrajnymi położeniami suwaka, jest zawsze nieco mniejsza niż
rezystancja całkowita między wyprowadzeniami stałymi 1 i 2. Rezystancja całkowita jest
cechą rezystora nastawnego, innymi słowy rezystancja znamionową podawaną z określoną
tolerancją, Niekiedy wyróżnia się rezystancję kontaktową, tj. rezystancję wynikającą z
niedokładności styku ruchomego suwaka z elementem rezystancyjnym. Nieciągłość styku
suwaka z powierzchnią elementu jest często przyczyną występowania zjawiska trzasków,
charakteryzowanego tzw. napięciem trzasków. Ważnym parametrem rezystora
nastawnego jest też trwałość, wyrażana liczbą przesunięć suwaka wzdłuż elementu, które
można wykona bez wyraźnego pogorszenia jego właściwości (trwałość potencjometrów
powszechnego użytku zawiera się zwykle w przedziale 100000...10000000). Do
podstawowych parametrów rezystorów nastawnych zalicza się jeszcze moc znamionową i
napięcie graniczne (definiowane jak dla rezystorów stałych).
Najbardziej obecnie rozpowszechnionymi i produkowanymi w
największym asortymencie typów są potencjometry
kompozycyjne (węglowe), ich podstawową zaletą jest niska
cena przy dość dobrej jakości. Potencjometry te są
stosowane najczęściej w sprzęcie powszechnego użytku.
Potencjometry cermentowe wyróżniają się dużą trwałością i
niezawodnością, wysoką stabilnością charakterystyki rezystancyjnej,
bardzo małym poziomem trzasków, małym temperaturowym współczynnikiem
rezystancji (+/- 150 ppm/K), dużą obciążalnością cieplną oraz szerokim
zakresem temperatury pracy (-55 do + 155 oC). W związku z tak
doskonałymi parametrami potencjometry te są zalecane do stosowania w
urządzeniach elektronicznych profesjonalnych i w sprzęcie elektronicznym
wysokiej jakości.
Potencjometry metalizowane wykazują wszystkie zalety
rezystorów stałych tego typu, lecz są produkowane w
wąskim przedziale wartości rezystancji (1-100 kOhm) i
mają dość krótką żywotność.
Potencjometry drutowe są wytwarzane w
niezbyt dużym przedziale wartości
rezystancji (10 Ohm - 100 kOhm), przy
tym jedynie jako elementy o liniowej (typu
A) charakterystyce rezystancyjnej w dwu
jakościowo różniących się grupach,tj. typu
1 i typu 2.
Wśród rezystorów nastawnych wyróżnia
się potencjometry jedno- i wieloobrotowe
(najczęściej 10-obrotowe), stosowane głównie w
układach pomiarowych, sterowania i automatyki
(potencjometry wieloobrotowe są zwykle
zaopatrzone w specjalne gałki z podziałką,
umożliwiającą precyzyjne umiejscowienie położenia
suwaka). Niekiedy potencjometry łączy się w zespoły
(agregaty) sprzężone lub też sterowane oddzielnie.
KONIEC 