+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Температурный коэффициент сопротивления резистора (ТКС)

Температурный коэффициент сопротивления резистора (ТКС)

75. Температурный коэффициент сопротивления резистора (ТКС)

D. Temperaturkoeffizient des Widerstands (ТК)

E. Temperature coefficient of resistance (TCR)

F. Coefficient de température de la résistance (CTR)

Относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина)

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • температурный коэффициент светового параметра; tсΦ
  • Температурный коэффициент сопротивления терморезистора

Смотреть что такое «Температурный коэффициент сопротивления резистора (ТКС)» в других словарях:

  • температурный коэффициент сопротивления резистора — ТКС Относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина) [ГОСТ 21414 75] Тематики резисторы Синонимы ТКС EN TCRtemperature coefficient of resistance DE Temperaturkoeffizient… …   Справочник технического переводчика

  • ГОСТ 21414-75: Резисторы. Термины и определения — Терминология ГОСТ 21414 75: Резисторы. Термины и определения оригинал документа: 39a. Электрическое сопротивление резистора Электрическое сопротивление Е. Electrical resistance Параметр, характеризующий способность резистора ограничивать… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Резистор — Иное название этого понятия  «Сопротивление»; см. также другие значения. Шесть резисторов разных номиналов и точности, промаркированные с помощью цветовой схемы Резистор …   Википедия

  • Терморезистор — Для улучшения этой статьи желательно?: Викифицировать статью. Проставив сноски, внести более точные указания на источники …   Википедия

  • Термистор — Датчик температуры на основе термистора Символ терморезистора, используемый в схемах …   Википедия

  • Резисторная оптопара — …   Википедия

Исследование зависимости сопротивления резисторов от температуры и определение ткс различных типов резисторов

РАБОТА № 2

Определение температурного коэффициента сопротивления (ТКС) резисторов

Цель работы — исследование зависимости сопротивления резисторов от температуры и определение ТКС различных типов резисторов.

В процессе эксплуатации сопротивление резисторов может значительно изменяться за счет воздействия различных возмущающих факторов. Наиболее существенное влияние оказывает изменение температуры резистора, приводящее к изменению удельного сопротивления материала токопроводящего слоя и его геометрических размеров.

Для количественной оценки температурной стабильности сопротивления резисторов пользуются величиной температурного коэффициента (ТКС), который определяется как относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 0С.

,

поскольку:

, то:

,

т.е. величина ТКС зависит от температурного коэффициента удельного сопротивления токопроводящего материала () и от коэффициента линейного расширения (l) этого материала.

Однако почти всегда  >> l

, по этому характер температурной зависимости сопротивления резисторов определяется в основном изменением удельного сопротивления материала токопроводящего слоя.

Температурный коэффициент может иметь различную величину и знак для одного и того же токопроводящего материала (например, композиции), поэтому практически представляет интерес не величина температурного коэффициента, а относительное изменение сопротивления резистора в определенном, достаточно широком интервале температур.

В связи с этим обычно определяется среднее значение ТКС для заданного интервала температур:

где R1 , R2 — величина резистора при температурах t1 , t2 .

Температурный коэффициент сопротивления резисторов, град -1

Углеродистые (УЛИ) (5…20) ·10

— 4

Бороуглеродистые (БЛП) (1,2…2,5) ·10 — 4

Металлодиэлектрические (МЛТ, ТМ) (7…16) ·10 — 4

Металлодиэлектрические (С2) (0,25…6) ·10 — 4

Композиционные объемные (-20…+6) ·10 — 4

Композиционные пленочные (10…25) ·10 — 4

Проволочные точные (0,15…1,5) ·10 — 4

Проволочные общего назначения (-5…+10) ·10 — 4

Описание лабораторной установки

Исследованию подвергаются различные типы резисторов постоянного сопротивления, помещенные в термостат. Переключатель позволяет производить поочередно подключение сопротивлений к измерительному прибору. Измерения производятся с помощью универсального измерительного моста типа Е7-11. К одному плечу моста подключено измеряемое сопротивление, величина которого уравновешивается переменным сопротивлением. При совпадении величин наступает резонанс токов, наблюдаемый по положению стрелки микроамперметра прибора Е7-11 (при резонансе токи компенсируются, и стрелка приближается к нулю).

Для начала измерений: подключить шнур питания к сети, включить прибор тумблером “СЕТЬ”, ручку “Чувствительность” установить в крайнее правое положение, через 15 минут после включения прибора можно приступить к измерениям.

Измерение сопротивлений прибором Е7-11

1. Подключить провода от переключателя к клеммам “R–C–L”. Установить переключатель “Вид измерения” в положение “R”.

2. Ручкой установить величину Фазы в нулевое положение.

3. Установить переключатели измерений в положение, близкое к номинальному значению.

4. Ручками, объединенными надписью “Отсчет”, добиться наименьшего по модулю показания на микроамперметре.

5. Произвести отсчет измеряемой величины сопротивления. Оно равно сумме отсчетов по шкалам “Отсчет”, умноженной на соответствующий множитель предела измерений. (Порядок формирования измеряемой величины указан на панели моста).

Порядок выполнения работы

1. Записать номинал каждого резистора.

2. Замерить сопротивление резисторов при комнатной температуре.

3. Включить термостат. Произвести замер сопротивлений всех резисторов при температуре 40 , 60 , 80 , 100 0C .

4. Произвести подсчет ТКС и сравнить его с теоретически возможным.

5. Построить графики R = f (t).

ОМЛТ-2 30 Ом

МЛТ 180 Ом

С5-5-2ВТ 62 Ом

ММТ-8 51 Ом

УЛМ 240 Ом

ВС2 200 Ом

Резисторы

27 ° С

40 ° С

60 ° С

80 ° С

100 ° С

ОМЛТ-2

30 Ом

30

30

30

30

МЛТ

187 Ом

187

187

187

188

С5-5-2ВТ

62 Ом

62

62

62

61

ММТ-8

51 Ом

49

42

34

24

УЛМ

239 Ом

239

238

237

236

ВС2

201 Ом

201

201

200

199

График R = f (t) для резистора ОМЛТ-2

График R = f (t) для резистора МЛТ

График R = f (t) для резистора С5-5-2ВТ

График R = f (t) для резистора ММТ-8

График R = f (t) для резистора УЛМ

График R = f (t) для резистора ВС2

Резисторы

40°

60°

80°

100°

ОМЛТ-2

0

0

0

0

МЛТ

0

0

0

6·10 — 4

С5-5-2ВТ

0

0

0

2.2·10 — 4

ММТ-8

3·10 3

7.6·10 3

7.7·10 3

8.4·10 3

УЛМ

3.2·10 — 4

2.5·10 — 4

2.3·10 — 4

2.2·10 — 4

ВС2

3.8·10 — 4

3.8·10 — 4

0

6.8·10 — 4

SMD Резисторы в аналоговой и цифроаналоговой технике

Несмотря на кажущуюся простоту, дешевизну и распространенность, современный SMD резисторы для поверхностного монтажаявляются весьма сложным устройством, при изготовлении которого используются многие достижения современных высоких технологий. 

Для того, чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на упрощенную внутреннюю структуру такого непроволочного резистора, представленную на рис.1.

Основным несущим элементом резистора является подложка, изготовленная из окиси аллюминия  (Al2O3).

Этот материал обладает хорошими диэлектрическими свойствами, но помимо этого имеет очень высокую теплопроводность, что необходимо для отвода тепла, выделяющегося в резистивном слое, в окружающую среду.

Основные (но не все!) электрические характеристики резистора определяются резистивным элементом, в качестве которого чаще всего используется пленка металла или окисла, например чистого хрома или  двуокиси рутения, нанесенная на подложку.

Состав, технология нанесения на подложку и характер обработки этой пленки являются важнейшими элементами, определяющими характеристики резистора, и чаще всего представляют производственный секрет фирмы производителя.

Некоторые виды — резисторы проволочные — в качестве резистивного материала используют тонкую (до 10 мкм) проволоку из материала с низким температурным коэффициентом сопротивления (например, константана), намотанную на подложку. В последнем случае номинал резистора обычно не превышает 100 Ом.

Для соединения резистивного элемента с проводниками печатной платы служат несколько слоев контактных элементов.

Внутренний контактный слой обычно выполнен из серебра или палладия, промежуточный слой представляет собой тонкую пленку никеля, а внешний – свинцово-оловянный припой.

Такая сложная контактная конструкция предназначена для обеспечения надежной взаимной адгезии слоев. От качества выполнения контактных элементов резистора зависят такие его характеристики, как надежность и токовые шумы.

Последним элементом конструкции SMD резистора является защитный слой, обеспечивающий предохранение всех элементов конструкции резистора от воздействия факторов окружающей среды и в первую очередь от влаги. Этот слой выполняется из стекла или полимерных материалов.

На рис.2. приведены обозначения геометрических параметров SMD резисторов.

 Основные геометрические и некоторые электрические характеристики SMD резисторов определяются их типоразмерами, наиболее употребительные из которых приведены в таблице 1.

Таблица 1

Типоразмер

Максимально
допустимая
мощность, Вт

Максимальное
рабочее
напряжение, В

L, мм

W, мм

H, мм

T, мм

0402

0,0625

50

1,0±0,05

0,5±0,05

0,35±0,05

0,35±0,05

0603

0,1

50

1,6±0,15

0,8±0,15

0,45±0,1

0,45±0,1

0805

0,125

150

2,0±0,05

1,25±0,2

0,5±0,1

0,5±0,1

1206

0,25

200

3,1±0,05

1,6±0,15

0,6±0,1

0,6±0,1

1210

0,33

200

3,1±0,1

2,6±0,15

0,5±0,2

0,5±0,2

1812

0,5

200

4,5±0,1

3,2±0,15

0,5±0,2

0,5±0,2

2010

0,75

200

5,0±0,1

2,5±0,15

0,5±0,2

0,5±0,2

2512

1,0

200

6,35±0,1

3,2±0,15

0,5±0,2

0,5±0,2

Важнейшими характеристиками резисторов являются величина номинального сопротивления, допуск на эту величину и температурный коэффициент изменения сопротивления.

С этими характеристиками тесно связаны допустимая рассеиваемая мощность и тепловое сопротивление между резистором и окружающей средой.

Кроме того, в некоторых областях применения резисторов могут оказаться существенными их шумовые характеристики (особенно токовый шум) а также временная стабильность, предельная величина рабочего напряжения, зависимость сопротивления от приложенного напряжения и частотные параметры резистора (характеристики его эквивалентной схемы на различных частотах).

Рассмотрим важнейшие из этих характеристик с точки зрения применения резисторов в аналоговых и цифроаналоговых электронных устройствах. Таковыми являются величина номинального сопротивления, допуск на эту величину и температурный коэффициент изменения сопротивления.

Допуск на величину номинального сопротивления задается в процентах от номинального значения сопротивления.

Номинальное значение – это величина сопротивления резистора, измеренная при фиксированных значениях факторов внешних воздействий.

Важнейшим среди этих факторов является температура. Обычно номинальное значение сопротивления приводится для температуры +20°С и нормального атмосферного давления.

SMD резисторы выпускаются с допусками на номинальное сопротивление в пределах от ±0.05% до ±5%. Разработчикам следует иметь в виду, что самыми распространенными, доступными и дешевыми являются резисторы с допуском на номинальное значение ±5% и ±1%.

Более точные резисторы обычно требуют предварительного заказа и их стоимость возрастает в несколько раз.

Температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) называется величина, характеризующая обратимое относительное изменение сопротивление резистора при изменении его температуры на 1°С.

Следует иметь в виду, что изменение температуры резистора может происходить как из-за изменения температуры окружающей среды, так и из-за его саморазогрева.

Значение ТКС определяется по формуле:

ТКС=DR/(R*DТ)

где  DR – абсолютное значение изменения сопротивления при изменении температуры резистора на величину DТ,
R – номинальное значение сопротивления резистора.

Величина ТКС измеряется в 1/ °С, однако, чаще всего ее измеряют в единицах ppm (1ppm=10E-6 1/°С). Современные SMD резисторы выпускаются со значением ТКС в пределах от ±5 до ±200 ppm.

Интересно сопоставить влияние на общее отклонение от номинального значения сопротивления резистора его допуска и температурного изменения. Это сопоставление можно выполнить введением такого параметра, как критическая температура Тк, определяемая как изменение температуры резистора, при которой изменение его сопротивления, определяемое  величиной ТКС, сравняется с допуском на номинальное сопротивление.

Значение Тк для различных значений допусков и ТКС приведено в таблице 2.

Таблица 2

Допуск на номинальное значение сопротивления резистора, %

ТКС, ppm

5

2

1

0,5

0,2

0,1

0,05

Значение критической температуры Тк, °C

±200

250

100

50

25

10

5

2,5

±100

500

200

100

50

20

10

5

±50

400

200

100

40

20

10

±25

400

200

80

40

20

±15

333

133

67

33

±10

500

200

100

50

±5

400

200

100

Из этой таблицы видно, что выпуск резисторов с допуском  ±0.05% и ТКС равным ±25… ±200ppm является бессмысленным, так как изменение температуры резистора на 20°С может иметь место даже за счет его саморазогрева.

В то же время критическая температура для резисторов с допуском ±0.05% меньше диапазона допустимой рабочей температуры, которая для большинства SMD резисторов составляет от –55 до +125 °С.

Рассмотрим  пример простейшей аналоговой схемы – инвертора на операционном усилителе (рис.3.) и оценим ее точностные характеристики с точки зрения применяемых резисторов.

Коэффициент передачи этой схемы К без учета погрешностей, вносимых операционным усилителем, определяется выражением:

К=-U1/U2=-R3/R1.

Учитывая малое значение допуска на величину номинального сопротивления резистора, можно с достаточной степенью точности утверждать, что при наихудшем сочетании допусков на резисторы допуск на значение К в два раза больше допуска на номинал резистора.

 

Это значит, что для применяя в данной схеме SMD резисторы наивысшей точности и без учета влияния нагрева резисторов невозможно достижение точности коэффициента передачи выше ±0.1%!

Такой точности явно недостаточно для многих аналоговых устройств. К счастью, в действительности ситуация несколько легче. Дело в том, что в приведенном выражении для коэффициента передачи его точность определяется не абсолютными значениями сопротивлений резисторов R1 и R3, а их отношением.

Если для схемы используются резисторы одной фирмы и одной партии, то значения их ТКС и номинальных значений могут быть значительно ближе, чем паспортные данные на каждый резистор в отдельности.

Это позволяет существенно повысить результирующую точность схемы, как при нормальной температуре, так и при ее изменении.

Однако, на практике применить предложенный подход к уменьшению погрешности схем не так просто!

В рассмотренной выше схеме он хорошо работает только при К=-1, так как для этого требуются одинаковые резисторы, которые могут быть выбраны из одной партии. При других значениях К эта схема не даст требуемой точности, так как для резисторов разных номиналов вероятность расхождения параметров (особенно ТКС) существенно возрастает.

Для выхода из этого затруднения при К=-2 можно предложить схему, представленную на рис.4.

 

В этой схеме, несмотря на кажущуюся на первый взгляд ее нелогичность (два последовательно соединенных резистора вместо одного),  можно применить резисторы одного номинала, из одной партии и, таким образом, использовать все преимущества предложенного выше подхода к повышению точности схемы.

Совершенно ясно, что подобный подход может быть использован и для других значений коэффициентов передачи К.

В заключение можно сформулировать несколько простых правил применения резисторов в аналоговых и цифроаналоговых схемах, способствующих уменьшению погрешностей.

1. Рекомендуется использовать такие схемные решения, в которых конечная погрешность схемы определяется не абсолютными значениями резисторов, а их отношениями.

2. По возможности следует использовать в схеме максимальное количество резисторов одного номинала. Для получения резисторов различных номиналов рекомендуется использовать комбинации из последовательного и/или параллельного соединения резисторов одного номинала.

3. Для прецизионных схем рекомендуется использовать резисторы самых больших типоразмеров, обеспечивающих наилучший отвод тепла и, таким образом, уменьшающих саморазогрев резисторов.                                                                                                                                     

Семенякина О.А.
ЗАО «Реом СПб»

Внимание! Все материалы сайта охраняются законом об авторском праве. Любая перепечатка информации, изложенной в любом разделе допускается только со ссылкой на страницу, откуда взята перепечатанная информация.


Смотрите также: резисторы сп39

<< Предыдущая  Следующая >>

Резисторы

Добавлено 6 октября 2020 в 13:15

Сохранить или поделиться

Поскольку соотношение между напряжением, током и сопротивлением в любой цепи настолько постоянное, мы можем надежно контролировать в цепи любую из этих переменных, просто управляя двумя другими. Возможно, самой простой для управления переменной в любой цепи является ее сопротивление. Это управление сопротивлением можно реализовать, изменив материал, размер и форму проводящих компонентов (помните, как тонкая металлическая нить накала лампы создавала большее электрическое сопротивление, чем толстый провод?).

Что такое резистор?

Специальные компоненты, называемые резисторами, созданы специально для создания точного количества сопротивления, добавляемого в схему. Обычно они изготавливаются из металлической проволоки или углерода и спроектированы так, чтобы поддерживать стабильное значение сопротивления в широком диапазоне условий окружающей среды. В отличие от ламп, они не излучают свет, но выделяют тепло, поскольку в работающей схеме ими рассеивается электрическая энергия. Однако обычно резистор предназначен не для выработки полезного тепла, а просто для обеспечения точного количества электрического сопротивления.

Условные обозначения и номиналы резисторов на схеме

Условное обозначение резистора на схеме согласно ГОСТу – прямоугольник размером 4 мм x 8 мм. В англоязычной литературе распространено обозначение резистора в виде пилообразной линии:

Рисунок 1 – Условное графическое обозначение резистора

Номиналы резисторов в омах обычно отображаются на схеме в виде чисел рядом с условным обозначением, а если в цепи присутствует несколько резисторов, они будут помечены уникальным идентификационным номером, таким как R1, R2, R3 и т.д. Как видите, обозначения резисторов могут быть показаны горизонтально или вертикально:

Рисунок 2 – Обозначение номиналов резисторов на схеме (резисторы 150 Ом и 25 Ом)

Ниже показано несколько примеров резисторов разных типов и размеров:

Рисунок 3 – Примеры резисторов

Также на схеме можно показать, что резистор имеет переменное, а не фиксированное сопротивление. Это может быть сделано с целью описания реального физического устройства, разработанного для обеспечения регулируемого сопротивления, или может быть для того, чтобы показать какой-то компонент, который просто имеет нестабильное сопротивление:

Рисунок 4 – Условное графическое обозначение переменного резистора

Фактически, каждый раз, когда вы видите обозначение компонента с нарисованной по диагонали стрелкой, это означает, что этот компонент имеет переменное, а не фиксированное значение. Этот символ «модификатор» (диагональная стрелка) является стандартным дополнением к обозначению электронных компонентов.

Переменные резисторы

Переменные резисторы должны иметь какие-то физические средства регулировки, либо вращающийся вал, либо рычаг, который можно перемещать, чтобы изменять величину электрического сопротивления. На фотографии ниже показаны устройства, называемые потенциометрами, которые можно использовать как переменные резисторы:

Рисунок 5 – Потенциометр

Номинальная мощность резисторов

Поскольку резисторы рассеивают тепловую энергию по мере того, как электрические токи через них преодолевают «трение» их сопротивления, то резисторы также оцениваются с точки зрения того, сколько тепловой энергии они могут рассеять без перегрева и повреждения. Естественно, эта номинальная мощность указывается в физических единицах измерения, «ватт». Большинство резисторов, используемых в небольших электронных устройствах, таких как портативные радиоприемники, рассчитаны на 1/4 (0,25) Вт или меньше. Номинальная мощность любого резистора примерно пропорциональна его физическому размеру. Обратите внимание на первую фотографию резисторов, как номинальная мощность соотносится с размером: чем больше резистор, тем выше его номинальная мощность. Также обратите внимание на то, что сопротивление (в омах) не имеет ничего общего с размером! Хотя сейчас может показаться бессмысленным иметь устройство, которое не делает ничего, кроме сопротивления электрическому току, резисторы – чрезвычайно полезные устройства в схемах. Поскольку они просты и так часто используются в мире электричества и электроники, мы потратим много времени на анализ схем, состоящих только из резисторов и источноков питания.

Чем полезны резисторы?

Для практической иллюстрации полезности резисторов посмотрите фотографию ниже. Это изображение печатной платы: сборка, состоящая из изолирующих слоев стеклотекстолита и слоем проводящих медных дорожек, в которую можно вставлять компоненты и закреплять их с помощью процесса низкотемпературной сварки, называемого «пайкой». Различные компоненты на этой печатной плате обозначены напечатанными метками. Резисторы обозначаются любой меткой, начинающейся с буквы «R».

Рисунок 6 – Пример резисторов на печатной плате

Эта конкретная печатная плата представляет собой дополнение к компьютеру, называемое «модемом», которое позволяет передавать цифровую информацию по телефонным линиям. На плате этого модема можно увидеть, как минимум, дюжину резисторов (все с номинальной рассеиваемой мощностью 0,25 Вт). Каждый из черных прямоугольников (называемых «интегральными схемами» или «микросхемами», или «чипами») также содержит свой собственный массив резисторов, необходимый для работы. На другом примере печатной платы показаны резисторы, упакованные в еще меньшие корпуса, называемые SMD («surface mount device», «устройство поверхностного монтажа»). Эта конкретная печатная плата является нижней стороной жесткого диска компьютера; и снова припаянные к ней резисторы обозначены метками, начинающимися с буквы «R»:

Рисунок 7 – Пример резисторов на печатной плате

На этой печатной плате более сотни резисторов поверхностного монтажа, и это количество, конечно, не включает резисторы, встроенные в черные «чипы». Эти две фотографии должны убедить любого, что резисторы (устройства, которые «просто» препятствуют прохождению электрического тока) – очень важные компоненты в области электроники!

«Нагрузка» на принципиальных схемах

На схемах символы резисторов иногда используются для иллюстрации обобщенного типа устройств, выполняющих что-то полезное с электрической энергией. Любое неконкретизированное электрическое устройство обычно называется нагрузкой, поэтому, если вы видите схему с символом резистора с пометкой «нагрузка», особенно в учебной принципиальной схеме, объясняющей какие-либо концепции, не связанные с фактическим использованием электроэнергии, этот символ может просто быть своего рода сокращением чего-то еще более практичного, чем резистор.

Анализ резисторных схем

Чтобы обобщить то, что мы узнали в этой статье, давайте проанализируем следующую схему, определив всё, что можем, исходя из предоставленной информации:

Рисунок 8 – Пример схемы

Всё, что нам здесь дано для начала, – это напряжение батареи (10 вольт) и сила тока в цепи (2 ампера). Нам неизвестно сопротивление резистора в омах или рассеиваемая им мощность в ваттах. Вспоминая формулы закона Ома, мы находим два уравнения, которые дают нам ответы на основе известных значений напряжения и силы тока:

\(R=\frac{E}{I} \qquad и \qquad P=IE\)

Подставляя известные значения напряжения (E) и силы тока (I) в эти два уравнения, мы можем определить сопротивление цепи (R) и рассеиваемую мощность (P):

\(R = \frac{10 \ В}{2 \ А} = 5 \ Ом\)

\(P = (2 \ А)(10 \ В) = 20 \ Вт\)

Для заданных условий цепи (10 В и 2 А) сопротивление резистора должно быть 5 Ом. Если бы мы проектировали схему для работы при этих значениях, нам пришлось бы использовать резистор с минимальной номинальной мощностью 20 Вт, иначе бы он перегрелся и вышел из строя.

Материалы, из которых изготавливаются резисторы

В мире можно найти резисторы, изготовленные из самых разных материалов, каждый из которых имеет свои свойства и определенные области применения. Большинство инженеров-электронщиков используют типы, указанные ниже.

Проволочные резисторы

Рисунок 9 – Проволочные резисторы

Проволочные резисторы изготавливаются путем наматывания по спирали проволоки с высоким сопротивлением вокруг непроводящего сердечника. Обычно они применяются там, где нужна высокая точность или большая мощность. Сердечник обычно изготавливается из керамики или стекловолокна, а резистивная проволока из никель-хромового сплава, которая не подходит для приложений с частотами выше 50 кГц. Достоинствами проволочных резисторов являются низкий уровень шума и устойчивость к колебаниям температуры. Доступны резисторы со значениями сопротивления от 0,1 до 100 кОм и с точностью от 0,1% до 20%.

Металлопленочные резисторы

Рисунок 10 – Металлопленочные резисторы

Для металлопленочных резисторов обычно используют нитрид нихрома или тантала. Резистивный материал обычно составляет комбинация керамического материала и металла. Значение сопротивления изменяется путем вырезания с помощью лазера или абразива спирального рисунка в пленке, очень похожей на углеродную пленку. Металлопленочные резисторы обычно менее стабильны при изменениях температуры, чем проволочные резисторы, но лучше справляются с более высокими частотами.

Металлооксидные пленочные резисторы

Рисунок 11 – Металлооксидные пленочные резисторы

В металлооксидных резисторах используются оксиды металлов, такие как оксид олова, что немного отличает их от металлопленочных резисторов. Эти резисторы надежны и стабильны и работают при более высоких температурах, чем металлопленочные резисторы. По этой причине металлооксидные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой износостойкости.

Фольговые резисторы

Рисунок 12 – Фольговые резисторы

Фольговый резистор, разработанный в 1960-х годах, по-прежнему остается одним из самых точных и стабильных типов резисторов, которые вы найдете, и которые используются в приложениях с высокими требованиями к точности. Резистивный элемент составляет тонкая объемная металлическая фольга, которая приклеена на керамическую подложку. Фольговые резисторы имеют очень низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

Углеродные композиционные резисторы

Рисунок 13 – Углеродные композиционные резисторы

До 1960-х годов углеродные композиционные резисторы были стандартом для большинства приложений. Они надежны, но не очень точны (их допуск не может быть лучше примерно 5%). Для резистивного элемента углеродных резисторов используется смесь мелких частиц углерода и непроводящего керамического материала. Резистивному веществу придают форму цилиндра и запекают. Величину сопротивления определяют размеры корпуса и соотношение углерода и керамики. Использование большего количества углерода в процессе означает более низкое сопротивление. Углеродные композиционные резисторы по-прежнему полезны для определенных приложений из-за своей способности выдерживать мощные импульсы, хорошим примером применения может быть источник питания.

Углеродные пленочные резисторы

Углеродные пленочные резисторы представляют собой тонкую углеродную пленку (разрезанную по спирали для увеличения резистивного пути) на изолирующем цилиндрическом сердечнике. Такая конструкция позволяет получить более точное значение сопротивления, а также увеличивает величину сопротивления. Углеродные пленочные резисторы намного точнее, чем углеродные композиционные резисторы. В приложениях, требующих стабильности на высоких частотах, используются специальные углеродные пленочные резисторы.

Ключевые показатели эффективности (KPI)

Ключевые показатели эффективности резисторов для каждого материала можно найти ниже:

Ключевые показатели эффективности резисторов в зависимости от материала
ХарактеристикаМеталлопленочные резисторыТолстопленочные резисторыТонкопленочные резисторыУглеродные композиционные резисторыУглеродные пленочные резисторы
Диапазон рабочих температур, °C-55 … +125-55 … +130-55 … +155-40 … +105-55 … +155
Максимальный температурный коэффициент сопротивления100100151200250–1000
Максимальное напряжение, В250–350250200350–500350–500
Шум, мкВ на 1 В приложенного постоянного напряжения0,50,10,145
Сопротивление изоляции, кОм1010101010
Изменение сопротивления при пайке, %0,200,150,0220,50
Изменение сопротивления при воздействии высокой температуры и влажности, %0,5010,50153,5
Изменение сопротивления при длительном хранении, %0,100,100,0052
Изменение сопротивления при работе в течение 2000 часов при температуре 70°C, %110,03104

Резюме

  • Устройства, называемые резисторами, предназначены для обеспечения точного значения сопротивления в электрических цепях. Резисторы оцениваются как по их сопротивлению (Ом), так и по их способности рассеивать тепловую энергию (Вт).
  • Номинальное сопротивление резистора не может быть определено по его физическому размеру, хотя судя по размеру можно сказать о приблизительном значении номинальной мощности. Чем больше резистор, тем большую мощность он может рассеять без повреждений.
  • Любое устройство, которое выполняет с помощью электроэнергии какую-либо полезную задачу, обычно называют нагрузкой. Иногда символ резисторов используется в схемах для обозначения неконкретизированной нагрузки, а не для реального резистора.

Оригинал статьи:

Теги

ОбучениеРассеиваемая мощностьРезисторСопротивлениеСхемотехникаТемпературный коэффициент сопротивления / ТКС

Сохранить или поделиться

Страница не найдена — Время электроники

Кажется мы ничего не нашли. Может быть вам помогут ссылки ниже или поик?

Архивы
Архивы Выберите месяц Апрель 2021 Март 2021 Февраль 2021 Январь 2021 Декабрь 2020 Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019 Ноябрь 2019 Октябрь 2019 Сентябрь 2019 Август 2019 Июль 2019 Июнь 2019 Май 2019 Апрель 2019 Март 2019 Февраль 2019 Январь 2019 Декабрь 2018 Ноябрь 2018 Октябрь 2018 Сентябрь 2018 Август 2018 Июль 2018 Июнь 2018 Май 2018 Апрель 2018 Март 2018 Февраль 2018 Январь 2018 Декабрь 2017 Ноябрь 2017 Октябрь 2017 Сентябрь 2017 Август 2017 Июль 2017 Июнь 2017 Май 2017 Апрель 2017 Март 2017 Февраль 2017 Январь 2017 Декабрь 2016 Ноябрь 2016 Октябрь 2016 Сентябрь 2016 Август 2016 Июль 2016 Июнь 2016 Май 2016 Апрель 2016 Март 2016 Февраль 2016 Январь 2016 Декабрь 2015 Ноябрь 2015 Октябрь 2015 Сентябрь 2015 Август 2015 Июль 2015 Июнь 2015 Май 2015 Апрель 2015 Март 2015 Февраль 2015 Январь 2015 Декабрь 2014 Ноябрь 2014 Октябрь 2014 Сентябрь 2014 Август 2014 Июль 2014 Июнь 2014 Май 2014 Апрель 2014 Март 2014 Февраль 2014 Январь 2014 Декабрь 2013 Ноябрь 2013 Октябрь 2013 Сентябрь 2013 Август 2013 Июль 2013 Июнь 2013 Май 2013 Апрель 2013 Март 2013 Февраль 2013 Январь 2013 Декабрь 2012 Ноябрь 2012 Октябрь 2012 Сентябрь 2012 Август 2012 Июль 2012 Июнь 2012 Май 2012 Апрель 2012 Март 2012 Февраль 2012 Январь 2012 Декабрь 2011 Ноябрь 2011 Октябрь 2011 Сентябрь 2011 Август 2011 Июль 2011 Июнь 2011 Май 2011 Апрель 2011 Март 2011 Февраль 2011 Январь 2011 Декабрь 2010 Ноябрь 2010 Октябрь 2010 Сентябрь 2010 Август 2010 Июль 2010 Июнь 2010 Май 2010 Апрель 2010 Март 2010 Февраль 2010 Январь 2010 Декабрь 2009 Ноябрь 2009 Октябрь 2009 Сентябрь 2009 Август 2009 Июль 2009 Июнь 2009 Май 2009 Апрель 2009 Март 2009 Февраль 2009 Январь 2009 Декабрь 2008 Ноябрь 2008 Апрель 2008 Март 2008 Февраль 2008 Январь 2008 Декабрь 2007 Ноябрь 2007 Октябрь 2007 Сентябрь 2007

1

14.  Пассивные элементы полупроводниковых ИС.

Пассивные элементы (резисторы, конденсаторы) полупроводниковых ИС, выполненных по биполярной технологии, как правило, по площади значительно превышают транзисторы и диоды. Поэтому ИС проектируют так, чтобы количество пассивных элементов было минимально, а их номиналы были небольшими. Иногда вместо полупроводниковых резисторов и конденсаторов применяют тонкопленочные либо навесные элементы с лучшими параметрами, однако при этом технологический процесс усложняется.

6.2.1. Полупроводниковые резисторы. Для упрощения технологии в качестве резисторов широко используются базовые слои p-типа с удельным сопротивлением =100…300œ. Рассмотрим структуру полупроводникового резистора, выполненного по изопланарной технологии, приведенную на рис. 6.13, а.

Резистивный слой p-типа (заштрихован) толщиной 1…2 мкм размещен в кармане n-типа, изолированном с боковых сторон двуокисью кремния. На концах резистивного слоя созданы контакты 1 и 2. Для повышения сопротивления () ширину слоя  выбирают минимальной, а длину  максимальной (рис. 6.13,  б).

И длина, и ширина резистора ограничены. Длина  не может превышать размеры кристалла. Ширина  ограничена возможностями фотолитографии, боковой диффузией, а также допустимым разбросом. Резисторы с большими сопротивлениями выполняют в виде меандра (рис. 6.13, в), а с малыми — в виде  широких полосок (рис. 6.13, г). Для изоляции  p-слоя p-n-переход между слоями p и n смещают в обратном направлении. Для этого область кармана n-типа с помощью контакта 3 подключается к положительному полюсу источника питания.

 

Рис. 6.13. Полупроводниковый резистор на основе базового слоя:

а — структура; б, в, г — вид в плане

 

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) резисторов, выполненных на основе базового слоя, составляет 0.1…0.3. Разброс сопротивлений относительно расчетного номинала — 10…15 %. При этом сопротивление резисторов, расположенных на одном кристалле, меняется в одну и ту же сторону. Поэтому разброс отношения сопротивлений резисторов на одном кристалле менее 0.1 %, а их ТКС менее 0.01.

Барьерная емкость изолирующего p-n-перехода создает паразитную емкость слоя резистора с карманом n-типа. Эквивалентные схемы полупроводникового резистора с учетом паразитной емкости приведены на рис. 6.14.

На этих схемах — сопротивление резистивного слоя между контактами 1 и 2, — усредненная емкость перехода.

 

 

 

 

 

Рис. 6.14. Эквивалентные схемы полупроводникового резистора:

а — П-образная; б — Т-образная

 

Граничная частота резистора равна:

 

(6.1)

и лежит в пределах нескольких мегагерц.

Для создания резисторов с большим номиналом (десятки килоом) применяют ионное легирование, не связанное с формированием базового слоя. С помощью  ионного легирования можно создавать очень тонкий (0.1…0.2 мкм) резистивный слой (рис. 6.15) с сопротивлением до 20 кОм/œ.

 

Рис. 6.15. Ионно-легированный резистор

Для получения контактов на его концах формируют более толстые области -типа. Технологический разброс сопротивлений ионно-легированных резисторов около 6 %, ТКС=0.1 .

Резисторы с малым сопротивлением (единицы Ом) получают на основе эмиттерных слоев -типа, имеющих =2…3 Ом/œ, ТКС=0.01, .

6.2.2. Полупроводниковые конденсаторы. В первых полупроводниковых ИС, выполненных по биполярной технологии, в качестве конденсаторов применялись обратно смещенные p-n-переходы (эмиттерный и коллекторный). Такие конденсаторы, называемые диффузионными, могут работать только при одной полярности приложенного напряжения (обратного для p-n-перехода) и обладают рядом существенных недостатков. Во-первых, их емкость зависит от величины приложенного напряжения, во-вторых, добротность их мала как на низких частотах из-за влияния сопротивления перехода, так и на высоких частотах из-за влияния сопротивления слоев транзистора. Рабочие частоты диффузионных конденсаторов лежат в диапазоне 500 Гц…1 МГц при добротности 20…100.

Гораздо лучшими характеристиками обладает так называемый МОП — конденсатор. Структура его приведена на рис. 6.16, а.

 

Рис. 6.16. МОП-конденсатор:

а — структура; б — эквивалентная схема

 

Одной из обкладок является -слой контакт, другой — слой металла (обычно алюминия) контакт 1, а диэлектриком — слой двуокиси кремния. Слой -типа формируется одновременно с эмиттерным. Топологическая конфигурация конденсатора — квадратная или прямоугольная. Для увеличения удельной емкости толщина слоя диоксида выбирается минимально возможной, исходя из условия отсутствия пробоя (около 0.08…0.12 мкм). Значение удельной емкости — 300…400 .

Эквивалентная схема конденсатора приведена на рис. 6.16, б. Полезная емкость конденсатора обозначена , — паразитная емкость между -слоем и подложкой (барьерная емкость изолирующего          p-n-перехода), — сопротивление -слоя. Обычно паразитная емкость в пять — семь раз меньше полезной. Сопротивление ограничивает добротность на высоких частотах. Максимальное значение емкости МОП-конденсатора около 500 пФ, рабочий диапазон частот превышает сотни мегагерц при добротности 200…500.

 


Отрицательный температурный коэффициент — сопротивление

Отрицательный температурный коэффициент — сопротивление

Cтраница 2

Полупроводниковые терморезисторы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления, что означает, что с увеличением температуры сопротивление полупроводника уменьшается.  [16]

Этот материал обладает большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления и малой проводимостью. Чувствительный элемент таких болометров имеет толщину около 10 мк и поддерживается стеклянной или кварцевой подложкой, так как материал элемента очень хрупок. Контакт с подложкой увеличивает скорость отвода тепла от чувствительного элемента, что уменьшает постоянную времени приемника за счет некоторого снижения его чувствительности.  [17]

Уголь и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Температурный коэффициент для большинства электролитов равен примерно — 0 02 1 / град.  [18]

Для диэлектрических материалов характерен отрицательный температурный коэффициент сопротивления, обусловленный активацией дополнительных носителей зарядов ( ионов) с повышением температуры. В проводящем полимере температурный коэффициент сопротивления может быть как положительным, так и отрицательным.  [19]

Уголь и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления.  [20]

Уголь и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Температурный коэффициент для большинства электролитов равен примерно — 0 02 1 / град.  [21]

Кривая 1 для терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ( термистора) равномерна на всем рабочем участке температур. Поэтому такие терморезисторы находят наибольшее применение при широком диапазоне изменения температур.  [23]

Кривая / для терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления равномерна на всем рабочем участке температур.  [24]

Позисторы отличаются от термисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления тем, что их сопротивление определяется не только температурой резистора, но и величиной приложенного к нему напряжения. Увеличение напряжения снижает величину сопротивления и уменьшает изменение сопротивления при разогреве позистора.  [26]

Термистор представляет собой сопротивление с большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, которое, следовательно, проводит лучше в горячем состояния, чем в холодном.  [27]

Углеродистые резисторы имеют высокую стабильность, небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления ( ТКС), они стойки к импульсным нагрузкам; бороуглеродистые резисторы отличаются меньшими значениями ТКС. ВСЕ-с осевыми выводами, УЛМ — углеродистые лакированные малогабаритные, УЛС — специальные, УЛИ — измерительные, УНУ — незащищенные ультравысокочастотные стержневые; УНУ-Ш — шайбовые, ИВС — импульсные высокостабильные, БЛП — бороуглеродистые лакированные прецизионные.  [28]

Углеродистые резисторы имеют высокую стабильность, небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления ( ТКС), они стойки к импульсным нагрузкам; бороуглеродистые резисторы отличаются меньшими значениями ТКС. Указанные резисторы выпускаются следующих типов: ВС — высокой стабильности, ОВС — повышенной надежности, ВСЕ-с осевымиувыводами, УЛМ — углеродистые лакированные малогабаритные, УЛС — специальные, УЛИ — измерительные, УНУ — незащищенные ультравысокочастотные стержневые; УНУ-III — шайбовые, ИВС — импульсные высокостабильные, БЛП — бороуглеродистые лакированные прецизионные.  [29]

Углеродистые резисторы имеют высокую стабильность, небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления ( ТКС), они стойки к импульсным нагрузкам; бороуглеродистые резисторы отличаются меньшими значениями ТКС. Указанные резисторы выпускаются следующих типов: ВС — высокой стабильности, ОВС — повышенной надежности, ВСЕ-с осевыми выводами, УЛМ — углеродистые лакированные малогабаритные, УЛС — специальные, УЛИ — измерительные, УНУ — незащищенные ультравысокочастотные стержневые; УНУ-Ш — шайбовые, ИВС — импульсные высокостабильные, БЛП — бороуглеродистые лакированные прецизионные.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Микроконтроллер

— Связь Tx / Rx UART между 2 MCU по 1 линии Микроконтроллер

— Связь Tx / Rx UART между 2 MCU по 1 линии — Обмен электротехническими стеками
Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 10к раз

\ $ \ begingroup \ $

Я пытаюсь установить связь между 2 MCU, используя TX / RX по 1 линии.Пожалуйста, обратитесь к изображению.

Вопросы:

  1. Будет ли это работать? Эхо обязательно будет.

    Если MCU 1 отправляет сигнал «123», MCU 1 и MCU 2 одновременно получают «123».

    Если MCU 2 отправляет сигнал «678», MCU 2 и MCU 1 получат «678» одновременно.

    Верно ли это предположение?

  2. Может ли это повредить MCU в долгосрочной перспективе?

Спасибо.

Создан 30 авг.

ДэниелДэниел

45922 золотых знака77 серебряных знаков1111 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $

Хотя ваше предположение о том, как работает приемник, верно, следует проявлять осторожность, когда два передатчика работают по одной и той же линии.Вы хотите, по крайней мере, буферизовать TX с помощью обратного диода и подтягивающего резистора, например:

В том, чтобы делать что-то подобное, нет ничего нового, и в Интернете есть множество ссылок. Эта конфигурация будет фактически полезна для помощи в обнаружении ошибок передачи, поскольку передатчик также принимает данные обратной петли.

Возможно, вы захотите поискать что-нибудь в Интернете, например то и это.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *