Разрешающая способность показывает, при каком наименьшем изменении угла поворота подвижной системы изменение сопротивления резистора может быть различимо. Для однооборотных переменных резисторов разрешающая способность лежит в пределах 0,02…0,4 %, для многооборотных – 0,001…0,2 %.

Шумы вращения (шумы переходного контакта) – шумы, возникающие в процессе вращения подвижного контакта. Их величина порядка 1 мВ/В у новых и до 100 мВ/В у изношенных резисторов. То есть, шумы вращения на 3 порядка выше, чем токовые шумы.

Условные и кодированные обозначения резисторов. Их запись в конструкторских документах

Существуют несколько систем условных обозначений и кодировок резисторов. До 1968 года использовалась лишь буквенная система условных обозначений типов резисторов. Наименование резистора постоянного сопротивления обычно обозначалось тремя буквами (иногда - двумя или четырьмя), из которых:

- первая буква означала вид резистивного элемента (У – углеродистый, Б – бороуглеродистый, М – металлодиэлектрический (металлоокисный), К – композиционный, П – проволочный и т.д.);

- вторая буква – вид защиты (Л – лакированный, Г– герметизированный, Э – эмалированный, Н – незащищённый и т.д.);

- третья буква ─ особые свойства или назначение резистора (Т ─ тепло- стойкий, П ─ прецизионный, В ─ высоковольтный (влагостойкий), У ─ ультравысокочастотный, М ─ малогабаритный, И ─ измерительный и т.д.).

Номинал сопротивления и допуск указывались цифрами. Старые обозначения используются для резисторов, разработанных до введения новых обозначений. Большинство типов резисторов со старыми обозначениями сняты с производства и не должны применяться в новых разработках.

В 1968 г. принята буквенно-цифровая система обозначения в зависимости от группы и свойств резисторов (ГОСТ 13453-68).

Первый индекс - буквенный обозначает:

- С ─ резистор постоянного сопротивления;

- СП ─ резистор переменного сопротивления;

- СН ─ нелинейный резистор (сопротивление нелинейное - варистор);

- СТ ─ терморезистор (сопротивление термочувствительное);

- СФ ─ фоторезистор (сопротивление фоточувствительное).

Далее, для специальных резисторов типа СН, СТ и СФ в последующих индексах установлена своя специфическая система условных обозначений параметров и свойств.

Для резисторов постоянного и переменного сопротивлений (типа С и СП) в последующих индексах введена следующая система условных обозначений:

Второй индекс ─ числовой, указывает вид резистивного элемента:

1 ─ углеродистый, бороуглеродистый; 2 ─ металлоплёночный, металлоокисный или металлодиэлектрический; 3 ─ композиционный плёночный; 4 ─ композиционный объёмный; 5 ─ проволочный; 6 ─ тонкослойный металлизированный.

Третий индекс ─ числовой, указывает номер конструкторской разработки, например С5-5.

На резисторах постоянного и переменного сопротивлений параметры RН и δR указываются либо непосредственно числами, либо используется буквенно-цифровая кодировка.

При кодированном обозначении используется следующая система:

- номинал сопротивления RН указывается двумя цифрами; размерность Ом обозначают буквой Е, килоом – буквой К, мегаом – буквой М, гигаом – буквой Г, тераом – буквой Т. Одновременно эти буквы играют роль запятой, отделяющей целую часть в цифре номинала, от дробной. Например, К47 соответствует 0,47 кОм, 4К7 соответствует 4,7 кОм, а 47К соответствует 47 кОм.

- допустимые отклонения, кодируются буквами.

В конструкторской документации помимо названия резистора, дается номер разработки, номинальная мощность, номинальное сопротивление, допуск на сопротивление, группа по уровню шума, номер стандарта или технических условий (ТУ). Для резисторов переменного сопротивления дополнительно указывается вид функциональной характеристики (А – линейная, Б – логарифмическая, В – обратнологарифмическая), категория климатических условий.

С 1980 г. принята новая система обозначений.

Первый индекс - буквенный: Р ─ резистор постоянный; РП ─ резистор переменный; НР ─ набор резисторов.

Второй индекс – числовой: 1 ─ непроволочные; 2 ─ проволочные.

Третий индекс - цифровой - регистрационный номер конкретного типа резистора.

В настоящее время можно встретить все три системы условных обозначений (маркировки) резисторов.

а – нерегулируемый (общее обозначение); б – нерегулируемые с указанием (кодированием) номинальной мощности; в – нерегулируемый с отводом; г, д – переменного сопротивления; е – подстроечный; ж – нелинейный (варистор); з – нелинейный (терморезистор прямого подогрева); и – нелинейный (фоторезистор).

Рис. 4. Условные обозначения резисторов в принципиальных электрических схемах

4. Физические процессы в резистивном материале и конструктивные элементы резисторов

В различных резистивных структурах протекание тока имеет свои особенности. В твердых телах электропроводность определяется движением электронов или "дырок" во внутренних областях тела. В тонких пленках (в предположении их целостности) следует учитывать влияние на общее сопротивление поверхностного сопротивления. В частности, с этим связывают размерный эффект – увеличение удельного сопротивления тонких пленок с уменьшением их толщины. В пленках, состоящих из участков с высокой проводимостью, изолированных друг от друга или связанных через плохо проводящие пленки протекание тока связано со сложными процессами. Из-за отсутствия точной теории процессов электропроводности в тонких пленках резистивные свойства таких пленок определяются экспериментально. Также сложна и теория электропроводности объемных композиций, состоящих из элементов, обладающих проводимостью, разделенных тонкими диэлектрическими пленками. Проводимость в этом случае частично определяется туннелированием электронов через плохо проводящие пленки, разделяющие зерна. При относительном увеличении доли изоляционного материала туннельная проводимость исчезает и композиция приобретает свойства плохого диэлектрика.

Конструкция резистора состоит из основного – резистивного элемента и вспомогательных элементов, например, каркаса или основания, контактного слоя, контактных деталей (выводов) и защитного покрытия. Промышленностью выпускается более 100 типов резисторов, поэтому рассмотреть все их конструкции здесь не представляется возможным. Большинство постоянных резисторов выполнено на керамическом каркасе в виде цилиндра, иногда полого, на поверхности которого расположен резистивный слой в виде пленки или провода. На торцы каркаса надеваются металлические колпачки, имеющие контакт с резистивным слоем. К колпачкам привариваются металлические выводы, которые, как правило, имеют серебряное покрытие. Защитное покрытие наносится поверх резистивного и колпачков. У мощных резисторов покрытие эмалевое, а у маломощных - лакокрасочное. В конструкциях переменных резисторов, помимо резистивного элемента и выводов, имеется подвижный скользящий контакт и элементы, обеспечивающие перемещение и фиксацию положения скользящего контакта. Наиболее ответственным в такой конструкции является контактный узел, состоящий из контактных пружин, контакта и резистивного слоя. Перемещение контакта по резистивному элементу осуществляется вращением механически связанной с контактом оси (например, в резисторе СП3-9) или линейным перемещением механически связанного с контактом ползуна (в резисторе СП3-23).

В многооборотных подстроечных резисторах перемещение контакта плавное за счет использования винтового механизма, преобразующего вращение оси в поступательное движение контактной щетки (резистор СП5-1), или за счет червячной передачи, преобразующей вращение оси в плавное вращение контактной щетки, закрепленной на червячном колесе, по поверхности резистивного элемента (резистор СП5-3).

5.Непроволочные резисторы постоянного сопротивления

Конструктивные особенности непроволочных резисторов

Непроволочные резисторы получили наиболее широкое применение в современной РЭА. Они отличаются малыми габаритами, небольшими паразитными параметрами, низкой стоимостью. Основной конструктивной частью любого резистора является резистивный элемент, предназначенный для создания активного сопротивления. Преимущественное применение нашли резистивные элементы объёмного и плёночного типов. На рисунке 5 приведены некоторые виды резистивных элементов непроволочных резисторов.

Для микросхем резисторы изготовляются в виде плёнок. Иногда резистивные элементы в виде тонких плёнок наносятся непосредственно на основание платы – так называемые, печатные резисторы.

В настоящее время широкое применение получили углеродистые, бороугле-родистые, металлоплёночные, металлоокисные, металлодиэлектрические и композиционные непроволочные резисторы.

а – цилиндрический объёмный; б – цилиндрический с плёночным резистивным слоем; в – цилиндрический со спиральным плёночным слоем; г – цилиндрический с продольными прорезями на плёночном резистивном слое; д – плоский с плёночным резистивным слоем; е – подковообразный с плёночным резистивным слоем

Рис. 5. Типовые конструкции резистивных элементов непроволочных резисторов

Углеродистые и бороуглеродистые резисторы

Резистивный элемент углеродистых резисторов представляет слой углерода, нанесенный на диэлектрическое основание путем пиролиза (разложения при температуре 900…1000⁰C без доступа кислорода) углеводородов (например, гептана – C7H16).

Достоинства таких резисторов: низкая стоимость, высокая температурная стабильность, малая зависимость от напряжения и частоты, низкий уровень собственных шумов, стойкость к импульсным перегрузкам возможность очень точной подгонки сопротивления.

Их недостатки: большие габариты по сравнению с металлопленочными резисторами, а также низкая стабильность и надёжность высокоомных маломощных резисторов, обусловленные слишком тонкой резистивной плёнкой (менее 1 мкм). Поэтому углеродистые резисторы выпускаются с RН ≤1 МОм при PН = 0.125 Вт и RН ≤10 МОм при РН ≤ 0.5…10 Вт. По уровню собственных шумов они делятся на две группы: А, где UШ ≤1 мкВ/В и Б, где UШ ≤ 5 мкВ/В. ТКС отрицательный.

Для специальных целей используют резисторы повышенной стабильности – бороуглеродистые, а также ультравысокочастотные (например, в форме диска). Как и у пленочных резисторов других типов, для получения высокоомных углеродистых резисторов используется спиральная нарезка резистивного слоя. При этом уменьшается поперечное сечение токопроводящего слоя и увеличивается его длина, что вызывает увеличение сопротивления. Из углеродистых резисторов для объёмного монтажа наиболее часто используют различные модификации резисторов общего применения постоянного сопротивления С1-4.

6.Металлопленочные и металлоокисные резисторы

Резистивный элемент металлопленочных резисторов – пленка толщиной 0.1…0.3 мкм из специальных сплавов или металлов, осажденная на керамическую заготовку в форме цилиндра методом термического испарения. В отличие от углеродистых резисторов, имеющих отрицательный ТКС, у этих резисторов ТКС может иметь любой знак. Достоинство металлопленочных резисторов перед углеродистыми – меньшие габариты и более высокая рабочая температура (до 200^оC). Примерами металлопленочных резисторов постоянного сопротивления для объёмного монтажа являются резисторы общего применения С2-33М-0.125, выпускаемые на номиналы от 0,1 Ом до 22 МОм с допуском 5 % и прецизионные резисторы С2-31 с допуском 1 % .