Основные параметры резисторов

1. Номинальные сопротивления — по ГОСТ 2825-67.

2. Допускаемые отклонения сопротивлений от номинальных величин.

3. Номинальные мощности рассеивания (максимальная мощность, которую резистор может рассеивать без изменения своих параметров свыше значений, указанных в технической документации, при непрерывной электрической нагрузке и определенной температуре окружающей среды).

4. Предельное рабочее напряжение (напряжение, которое может быть приложено к резистору без нарушения его работоспособности).

5. Температурный коэффициент сопротивления (характеризует изменение сопротивления резистора при изменении температуры на )

где — сопротивление резистора при нормальной температуре; — предельная разность между предельной положительной (отрицательной) и нормальной температурами; — алгебраическая разность между значениями сопротивлений, измеренными при предельной положительной (отрицательной) и нормальной температуре.

6. Уровень собственных шумов .

7. Максимальная температура окружающей среды для номинальной мощности рассеивания.

8. Коэффициент напряжения .

9. Влагоустойчивость и термостойкость.

Промышленность выпускает резисторы общего назначения

и др.), прецизионные (ОМЛТ, МГП, и т. д.), высокомегаомные ( и т. п.), высоковольтные (КЭВ, и пр.), высокочастотные и др.).

Номенклатура подстроечных и регулировочных резисторов также достаточно велика , СПО, и пр.).

В практике кроме линейных иногда используются термозависимые (терморезисторы) и нелинейные (варисторы) резисторы.

Терморезисторы выполняют или из металла, сопротивление которого линейно меняется при изменениях температуры (медь, платина), или на основе полупроводников. Для этой группы основной характеристикой является температурная. В полупроводниковых терморезисторах она достаточно точно описывается уравнением

Рис. 1.3. Характеристики терморезистора: а — температурная; б — вольт-амперная

где — номинальное значение сопротивления при температуре (обычно К); Т — температура; В — коэффициент, постоянный для данного экземпляра терморезистора; — основание натурального логарифма.

При прохождении электрического тока в терморезисторе выделяется теплота и он нагревается. Это приводит к изменению сопротивления (рис. 1.3,а).

Вследствие нелинейности температурной характеристики вольт-амперная характеристика (зависимость между протекающим током и падением напряжения) будет также нелинейной (рис. ).

Для каждой точки статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) можно записать уравнение энергетического баланса

где b — коэффициент рассеивания, учитывающий распространение теплоты от рабочего тела в окружающую среду за счет конвенции, теплопроводности, излучения; — температура окружающей среды и терморезистора.

Подставив (1.1) в (1.2) и приравняв к нулю первую производную функции, характеризующей изменение температуры, можно показать, что форма ВАХ существенно зависит от температуры окружающей среды и условий теплообмена, характеризуемого коэффициентом . При малых токах ВАХ практически линейна (рис. ), а при больших — существенно нелинейна.

В некоторых случаях сопротивление терморезистора меняют за счет его нагрева от специального подогревателя, электрически изолированного от терморезистора. Такие терморезисторы называются подогревными или терморезисторами с косвенным подогревом.

Рис. 1.4. Зависимость сопротивления терморезистора от тока подогрева

Рис. 1.5. Вольт-амперные характеристики варисторов: 1 - варистор без участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением; 2 — негистор

Основное применение компонентов этого типа — параметрическая термостабилизация электронных цепей, компенсация температурных погрешностей, измерение температуры, регулирование в электрических цепях.

Промышленность выпускает терморезисторы типов и др., причем терморезисторы с косвенным подогревом типа предназначены для использования в качестве бесконтактных управляемых сопротивлений в цепях постоянного и переменного токов. Зависимость их сопротивления от тока подогревателя приведена на рис. 1.4.

Нелинейные резисторы, сопротивление которых зависит от напряженности электрического поля, называют варисторами. Как правило, их изготовляют из карбида кремния. Нелинейность появляется из-за явлений, наблюдаемых на поверхностях зерен кристалла, из которого спрессован варистор (автоэлектронная эмиссия из острых углов и граней кристалла; увеличение электропроводимости за счет пробоев оксидных пленок, покрывающих зерна, в сильных электрических полях напряженностью свыше 103—104 В/см; микронагрев точек контакта между зернами; наличие p-n-переходов, обусловленных различной электропроводностью отдельных зон, и пр.).

ВАХ варистора приведены на рис. 1.5. Характеристика 2 имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Варисторы с такими ВАХ называют негисторами. Их ВАХ аппроксимируется с помощью уравнения

где а — постоянная нелинейности; — начальное статическое сопротивление, измеренное при малой напряженности поля, значение которого зависит от температуры.

Рис. 1.6. Обозначения резисторов: а — постоянный; б — подстроенный; в переменный; г — терморезисюр; д — варистор

В технических условиях на варисторы обычно приводятся номинальное напряжение (напряжение, при превышении которого на 20% не наблюдается заметного разогрева), ток , протекающий при , коэффициент нелинейности , равный отношению статического сопротивления к дифференциальному :

Расчет цепей с терморезисторами и варисторами проводится любым из известных методов расчета нелинейных цепей. Условные обозначения резисторов показаны на рис. 1.6.