9zip.ru Инструкции Презиционные резисторы

Проволочные прецизионные резисторы освоены промышленностью, в значительной мере разработаны вопросы их конструирования. Отметим, что проволочным прецизионным резисторам присущи некоторые недостатки — сложность технологического цикла изготовления резистивных элементов (РЭ), значительная их индуктивность и емкость. Кроме того, проволочные потенциометры обладают ограниченной разрешающей способностью и ресурсом. Эти особенности проволочных резисторов и потенциометров ограничивают их использование в ряде электронных схем и устройств.

Дальнейшее развитие электроники, радиоэлектроники и измерительной техники, повышение требований к чувствительности и точности аппаратуры потребовали значительного расширения производства прецизионных непроволочных резисторов, а также создания новых типов прецизионных резисторов и потенциометров для установки, регулирования и подстройки режимов электронных цепей.

Создание нового типа прецизионного резистора или потенциометра — это решение совокупности технических задач по синтезу проводящих и изолирующих материалов, расчету и проектированию элементов конструкции и определению оптимальных технологических режимов.

В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом проведены научные исследования и конструкторско-технологические разработки по созданию новых видов прецизионных постоянных резисторов и потенциометров. Однако, как уже отмечалось, наиболее полно в технической литературе освещены вопросы конструирования и технологии производства проволочных прецизионных резисторов. Что касается прецизионных непроволочных резисторов и потенциометров, то можно указать лишь несколько работ, в которых частично рассмотрены технология их производства и основные электрические характеристики.

Публикации по данной теме в периодической печати носят отрывочный характер и недостаточно отражают вопросы проектирования, расчета основных электрических параметров и технологии выполнения прецизионных резисторов и потенциометров. Вместе с тем для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и производством прецизионных резисторов и потенциометров, необходимо иметь систематизированный материал по их конструированию, производству и применению.

Конструирование прецизионных резисторов, как и других изделий электронной техники, представляет собой многоступенчатый процесс. На каждом этапе разработчиками выполняются опытные образцы, параметры которых исследуются и сравниваются на соответствие с заданными в техническом задании на изделие. В тех случаях, когда указанного соответствия нет, производятся анализ причин отклонений параметров от заданных значений и доработка опытного образца. Это циклически повторяется до тех пор, пока изделие не станет удовлетворять поставленным требованиям. В данной главе изложены методы расчета параметров прецизионных резисторов, позволяющие оценить характеристики изделий на начальной стадии проектирования, а следовательно, и ускорить процесс конструирования.

Сопротивление является основным параметром прецизионного резистора, зависящим от конфигурации резистивного элемента (РЭ) и неподвижных контактов, электрофизических свойств резистивного материала. Если форма РЭ отличается от прямоугольной, то могут возникнуть трудности при вычислении его сопротивления.

В настоящем параграфе будет выведено уравнение, описывающее распределение потенциала в РЭ произвольной конфигурации, рассмотрены аналитические и численные методы расчета сопротивления, приведены соотношения для определения сопротивления РЭ наиболее часто встречающихся конфигураций.

Вследствие того, что наиболее широкое распространение в качестве прецизионных получили тонкослойные резисторы, все основные соотношения будут выведены для двумерного случая. Те ситуации, когда распространение результатов на объемный РЭ вызывает трудности, будут специально оговорены.

Температурным коэффициентом сопротивления резистора (ТКС) называется относительное изменение его сопротивления при изменении температуры окружающей среды на 1°С. ТКС характеризует обратимые изменения сопротивления вследствие изменения температуры окружающей среды.

Разнообразие материалов, применяемых при изготовлении презиционных резисторов, а также технологических режимов их производства обусловливают различный и сложный характер зависимости сопротивления от температуры.

Сопротивление проводящего материала и его температурная зависимость определяются концентрацией носителей тока, их подвижностью, а также структурой проводящего слоя (монокристаллической, поликристал-лической, гранулярной). Современный уровень физических представлений позволяет количественно рассмотреть вопрос о проводимости и ТКС только для монокристаллических полупроводниковых материалов, таких, как германий, кремний, антимонид индия, для остальных материалов, используемых для изготовления РЭ прецизионных резисторов, возможно лишь качественное рассмотрение, позволяющее дать рекомендации по снижению ТКС.

Новым классом потенциометров являются бесконтактные потенциометры с магнитным управлением, в которых управляющая и управляемая цепи в отличие от обычных потенциометров электрически независимы. Изменение сопротивления в такого рода приборах осуществляется за счет изменения сопротивления полупроводникового материала под действием магнитного поля. В качестве материала для РЭ потенциометров с магнитным управлением используется антимонид индия с электронным типом проводимости. Вследствие малой ширины запрещенной зоны InSb в рабочем диапазоне температур может наступить собственная проводимость, что приводит к необходимости учета температурной зависимости концентрации носителей при расчете удельного объемного сопротивления и ТКр.

Сплавы, металлы и окислы металлов используются для изготовления РЭ тонкослойных металлизированных и металлоокисных резисторов. Сопротивление металлов и сплавов в тонких пленках имеет аномально большое значение, что вызвано рядом факторов, первым из которых является, как указывалось выше, появление несовершенств структуры в процессе нанесения пленки. Во-вторых, при уменьшении толщины пленки начинает сказываться рассеяние электронов на ее поверхности.

В качестве проводящих материалов непроволочных резисторов широкое распространение получили гетерогенные многофазные системы — композиции, состоящие из компонентов (фаз) с различными проводимостями и другими электрофизическими свойствами. Удельное сопротивление и ТКр композиций зависят не только от удельных сопротивлений и ТКр отдельных компонентов и условий формирования проводящего слоя, но и от соотношения коэффициентов линейного расширения проводящего слоя и подложки. Общее удельное сопротивление композиции складывается из сопротивления проводящих частиц и сопротивлений контактных переходов между ними.

Понравилась статья? Мышь говорит: поделись с друзьями!