Charakterystyka rezystora

Rezystory pozwalają kontrolować wartości prądów i napięć w obwodzie elektrycznym. Na przykład rezystory zapewniają tryb polaryzacji dla tranzystora we wzmacniaczu sygnału elektrycznego. Mierząc napięcie na rezystorze, można wyregulować prądy emitera i kolektora tranzystora. Za pomocą rezystorów w urządzeniach pomiarowych wykonuje się dzielniki prądu i napięcia.

Charakterystyka elektryczna rezystora zależy w dużej mierze od materiału, z którego jest wykonany, oraz jego konstrukcji.

Wybierając typ rezystora do konkretnego zastosowania, zwykle bierze się pod uwagę następujące parametry:

a) wymagana wartość rezystancji (Ohm, kOhm, MOhm),

b) dokładność (możliwe odchylenie,%, rezystancji od wartości wskazanej na rezystorze),

(c) moc, którą rezystor może rozproszyć,

F) współczynnik temperaturowy oporu rezystor RT = R20 [1 + α (Т — 20О )], gdzie α — temperaturowy współczynnik rezystancji.

Na przykład dla folii metalowej a = (5 — 100) x 10-6,

e) stabilność rezystora: odnosi się do procentowej zmiany rezystancji rezystora podczas pracy,

f) Właściwości szumu: odnoszą się do równoważnego napięcia szumu generowanego przez rezystor.

Dla punktów „e” i „f” większość producentów zwykle podaje jakościową ocenę właściwości rezystorów, charakteryzując rezystory jako np. wysoce stabilne lub niskoszumowe. Rezystory o tolerancji ± 2% lub mniejszej nazywane są rezystorami o wysokiej precyzji.

Wysoka stabilność, niski poziom szumów i wysoka precyzja rezystorów są wymagane tylko w szczególnych przypadkach. Na przykład są one używane w stopniach wejściowych wzmacniaczy instrumentów małosygnałowych. Ich szerokie zastosowanie ogranicza jedynie wysoki koszt tych urządzeń. Rezystory z kompozytu węglowego są stosowane tylko w zasilaczach i wzmacniaczach mocy.

Rezystory ceramiczne stosowane są wyłącznie w zasilaczach i wzmacniaczach mocy. Rezystory powlekane szkłem znajdują szerokie zastosowanie, natomiast rezystory powlekane aluminium stosowane są jedynie we wzmacniaczach i przyrządach małosygnałowych.

Charakterystyka rezystorów wykonanych z różnych materiałów

Parametr rezystora

Materiał rezystora

Kompozyt węglowy Powłoka metalowa Rezystor z tlenku metalu Zakres rezystancji, w omach 2,2 do 106 10 do 10×106 1 do 106 10 do 106 Dokładność ±10 ±5 ±1 ±2 Moc, W 0,125 — 1 0,25 — 2 0,125 — 0,5 0,25 — 0,5 Stabilność wystarczająco słaba doskonała doskonała

Ocena rezystancji i dokładność rezystora. Przybliżona wartość jego rezystancji jest zawsze zaznaczona na obudowie rezystora. Tak więc rezystor oznaczony 100 omów ± 10% może mieć dowolną rezystancję w zakresie od 90 do 110 omów. Rezystancja rezystora oznaczona jako 100 omów ± 1% waha się od 99 do 101 omów.

Z reguły wszystkie rezystory produkowane przez przemysł są łączone szeregowo. Liczba nominalnych wartości rezystancji w serii jest określona przez przyjętą dokładność. Dla przykładu, aby pokryć cały możliwy zakres wartości rezystancji od 1 do 10 stosując rezystory z dokładnością ±20%, wystarczy mieć zestaw sześciu podstawowych wartości (seria E6).

Seria E12 zawiera 12 podstawowych wartości rezystancji z dokładnością ±10%. Seria E24 zawiera 24 podstawowe wartości rezystorów z dokładnością ±5%.

Każda seria zawiera 6 lub 7 grup rezystorów, których rezystancje różnią się 10-krotnie. Oznacza to, że odpowiednią grupę rezystancji uzyskuje się mnożąc wartość bazową przez 1, 10, 100, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ .

Przykład. Obwód polaryzacji stopnia wzmacniacza wymaga prądu 100 μA (± 10%) przy stałym źródle napięcia 5 V. Wymagany jest wybór rodzaju rezystora i jego rezystancji. Rezystancja prawa Ohma:

R = U / I = 5/100 = 50 kΩ

Najbliższa obliczonej wartości rezystancji (seria E24) wynosi 51 kOhm. W takim przypadku zapewniony zostanie prąd 98 μA, który różni się od wymaganej wartości o 2%. Biorąc pod uwagę dokładność rezystancji na poziomie + 5%, otrzymujemy możliwy zakres zmian prądu od 93 do 103 μA, co mieści się w określonej tolerancji ± 10%.

Moc uwolniona w rezystorze P = UI = 5 x 100 x 10-6 = 500 x 10-6 W jest bardzo mała. Dlatego odpowiedni jest rezystor z folii węglowej o mocy nominalnej 0,25 W. Jeśli wymagany jest wzmacniacz o niskim poziomie szumów, należy wziąć rezystor z tlenku metalu.

Małe notatki i wskazówki

Maksymalna moc, jaką może rozproszyć rezystor, zależy od temperatury otoczenia. Wraz ze wzrostem tej temperatury moc maleje. Aby zwiększyć niezawodność rezystora, należy zapewnić dużą rezerwę mocy.

W przypadkach, gdy wymagane jest posiadanie kilku rezystorów o tej samej wartości nominalnej, zaleca się zamiast elementów dyskretnych stosowanie macierzy rezystorów grubowarstwowych wykonanych w obudowach typu D.AlzL i SIL. Są to rezystory serii E12 o wartościach znamionowych od 33 do 1000m.

Rezystory przewodowe mają znaczne indukcyjnośćdlatego stosowanie ich w obwodach wysokiej częstotliwości i impulsów jest niepraktyczne. Przy bardzo wysokich częstotliwościach (powyżej 30 MHz) rezystory węglowe i metalowe mogą również mieć znaczną rezystancję indukcyjną ze względu na długość ich styków, które należy maksymalnie skrócić.

Jakość izolacji rezystorów szklanych pogarsza się wraz ze wzrostem temperatury. Dlatego w trybach maksymalnego rozpraszania mocy należy unikać kontaktu tych rezystorów z jakimikolwiek powierzchniami przewodzącymi.