Общая классификация резисторов.

В настоящее время существует множество разновидностей резисторов и их классификаций, но все они делятся на группы в соответствии с определёнными признаками, присущими всей группе резисторов. Пример такой классификации представлен на рисунке 1.

В зависимости от назначения резисторы делятся на общего назначения и специальные (прецизионные и сверхпрецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные).

Резисторы общего назначения используются в качестве различных нагрузок, поглотителей и делителей в цепях питания, элементов фильтров, шунтов, в цепях формирования импульсов и т. п. Диапазон номинальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом - 10 МОм, номинальные мощности рассеяния 0.062-100 Вт. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального значения 1,2,5,10,20%.

Прецизионные и сверхпрецизионные резисторы отличаются высокой стабильностью параметров при эксплуатации и большой точностью изготовления (допуск от 0.0005 до 0.5%). Применяются они в основном в измерительных приборах, в различных счетно-решающих устройствах, вычислительной технике и системах автоматики. Диапазон их номинальных сопротивлений в ряде случаев шире, чем резисторов общего назначения. Например, в качестве шунтов используют резисторы с номинальным сопротивлением менее 1 Ом, а в эталонных катушках и магазинах сопротивлений применяют резисторы с номинальным сопротивлением до сотен гигаом. Зато мощности рассеяния их сравнительно небольшие и, как правило, не превышают 2 Вт. Объясняется это высокими требованиями к стабильности, которые трудно выполнить при больших мощностях рассеяния.

Высокочастотные резисторы (резисторы с «подавленной» реактивностью) отличаются малыми собственной индуктивностью и емкостью, предназначены для работы в высокочастотных цепях, кабелях и волноводах радиоэлектронной аппаратуры в качестве согласующих нагрузок, аттенюаторов, направленных ответвителей, эквивалентов антенн и т.п. Непроволочные высокочастотные резисторы способны работать на частотах до сотеи мегагерц и более, а высокочастотные проволочные — до сотен килогерц.

Высоковольтные резисторы рассчитаны на большие рабочие напряжения (от единиц до десятков киловольт). Применяются они в качестве делителей напряжения, искрогасителей, поглотителей, в зарядных и разрядных высоковольтных цепях и т.п.

Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номинальных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераом и рассчитываются на небольшие рабочие напряжения (100-400 В). Поэтому они работают в ненагруженном режиме и мощности рассеяния их малы (менее 0.5 Вт). Высокомегаомные резисторы применяют в электрических цепях с малыми токами, в приборах ночного видения, дозиметрах и в измерительной аппаратуре.

В зависимости от способа монтажа в аппаратуре как постоянные, так и переменные резисторы могут выполняться для печатного и навесного монтажа, а также для микромодулей и микросхем или для сопряжения с ними.

Резисторы для навесного монтажа могут иметь жесткие или мягкие выводы, аксиальные или радиальные из проволоки круглого сечения или ленты, в виде лепестков и т. п.

У резисторов, применяемых в составе микросхем и микромодулей, а также СВЧ резисторов в качестве выводов могут использоваться части их поверхности.

В зависимости от способа защиты от внешних воздействующих факторов резисторы конструктивно выполняются: изолированными, неизолированными, герметизированными и вакуумными.

Неизолированные резисторы (с покрытием или без покрытия) не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Напротив, изолированные резисторы имеют достаточно хорошее изоляционное покрытие (лаки, компаунды, пластмассы и т. п.) и допускают касания корпусом шасси или токоведущих частей аппаратуры.

Герметизированные резисторы имеют герметичную конструкцию корпуса, которая исключает возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством. Герметизация осуществляется с помощью керамических или металлических корпусов, а также с помощью опрессовки специальным компаундом.

Вакуумные резисторы — резисторы, у которых резистивный элемент с основанием помещается в стеклянную вакуумную колбу. По существу, это разновидность герметизированного резистора.

Иногда резисторы разделяют на защищенные и незащищенные. Защищенные допускают эксплуатацию в условиях повышенной влажности в аппаратуре любого конструктивного исполнения, незащищенные — только в составе герметизированной аппаратуры или в корпусах микросхем.

По характеру изменения сопротивления все резисторы подразделяются на постоянные и переменные. Последние, в свою очередь, делятся на подстроечные и регулировочные, а так же проволочные и непроволочные. Непроволочные, в свою очередь, в зависимости от материала из которого изготовлен проводящий слой делятся на: углеродистые, металлоплёночные, металлооксидные и композиционные. Существует и другая классификация резисторов. Она представлена на рисунке 2. Рассмотрим некоторые типы резисторов подробнее.

В углеродистых резисторах проводящий элемент выполнен в виде плёнки углерода, наклеенной на изоляционное основание. В качестве основания чаще всего используется керамика. Эти резисторы обладают хорошей стабильностью сопротивления, малой его зависимостью от напряжения и частоты, низким уровнем собственных шумов и устойчивостью к кратковременным (импульсным) перегрузкам. Кроме того они имеют низкий отрицательный ТКС. Поскольку для получения высокоомных резисторов наносят очень тонкий проводящий слой, при котором снижается стабильность сопротивления, их номинальные сопротивления ограничивают: 1 МОм для резисторов мощностью 0,125 Вт; 5,1 МОм для резисторов 0,25 Вт и 10 МОм для резисторов от 0,5 до 10 Вт.

В металлоплёночных и металлооксидных резисторах проводящий элемент выполняют в виде плёнки сплава или его оксида, нанесённой на изоляционное (керамическое или пластиковое) основание. По сравнению с углеродистыми металлоплёночные резисторы имеют в 2 - 3 раза меньшие объём и массу при одинаковой мощности. Они обладают повышенной термостойкостью, хорошими частотными характеристиками, малым уровнем собственных шумов. Недостаток этих резисторов - это низкая устойчивость к импульсным перегрузкам.

Композиционные резисторы с проводящим элементом из полупроводникового материала (смеси графита с диэлектриком) могут быть любой формы (как в виде массивного объёма так и в виде плёнки на любой поверхности) и различных сопротивлений. Эти резисторы недороги. Недостатками композиционных резисторов являются: зависимость сопротивления от приложенного напряжения и частоты и повышенный уровень собственных шумов, что не позволяет их использовать в точных и высокоточных устройствах РЭА. Наиболее распространены постоянные непроволочные резисторы общего применения МЛТ (металлизированные лакированные термостойкие), предназначенные для работы в цепях постоянного и переменного токов и в импульсных режимах. Эти резисторы можно использовать только в бытовой аппаратуре. В РЭА с более высокими требованиями к параметрам резисторов преимущественно применяют прецизионные резисторы повышенной стабильности и точности.

Наряду с вышеперечисленными в эксплуатации находятся резисторы с обозначением, установленным до 1966 года: МТ (металлизированные теплостойкие), ВС (влагостойкие углеродистые), МОН (металлооксидные низкоомные), КИМ (композиционные изолированные малогабаритные). В измерительной аппаратуре применяют резисторы повышенной стабильности и точности (прецизионные): УЛИ (углеродистые лакированные измерительные), БЛП (бороуглеродистые лакированные прецизионные), МЛП (металлизированные лакированные прецизионные). Большое количество этих резисторов осталось от старой советской радиоаппаратуры и измерительной техники.

Среди переменных непроволочных резисторов различают регулировочные и подстроечные. Регулировочные резисторы используют для изменения напряжения, тока и других параметров РЭА (например, громкости, тембра звучания), а подстоечные - для установки режимов аппаратуры при её производстве и налаживании. Промышленностью выпускаются различные типы переменных резисторов. Наиболее распространены композиционные переменные резисторы СП, которые состоят из изолирующего основания, токопроводящего элемента, скользящего контакта и подвижной системы с осью. Регулировочные резисторы с одним или двумя отводами от токопроводящего элемента применяют в тонкомпенсированных регуляторах громкости, а с двухполюсным выключателем и регулировкой сопротивления в начале поворота оси - для включения питания РЭА. Подстроечные резисторы снабжены стопором оси, что исключает случайное изменение установленного сопротивления резистора в период эксплуатации. Сдвоенные переменные резисторы содержат два переменных резистора с общей осью или двумя концентрически расположенными осями. Эти резисторы могут соединяться с выключателем питания. Переменные резисторы имеют различную зависимость изменения сопротивления от угла поворота подвижного контакта: группа А - линейная зависимость, Б - логарифмическая зависимость, В - экспоненциальная зависимость, группы Е и И - симметрично обратную функциональную (зависимость сопротивления изменяется с первой или второй половины угла поворота подвижного контакта). Регулировочные резисторы могут иметь зависимость любого вида, а подстроечные обычно вида А. Функциональные характеристики Е и И присущи композиционным сдвоенным регулировочным резисторам с общей осью, один из которых имеет зависимость Е, а другой - И. Эти резисторы используют в качестве регуляторов стереобаланса двухканальных стереофонических усилителей, в один канал которых включается резистор с зависимостью Е, а в другой - И. Допустимые отклонения сопротивлений на переменных резисторах не обозначают. Допустимые отклонения сопротивления от номинального для резисторов до 220 кОм составляет +- 20%, а для резисторов более 220 кОм +- 30%.

Постоянные проволочные резисторы применяют в РЭА для получения очень точного сопротивления или для рассеивания большой мощности. При изготовлении таких резисторов проволку из высокоомного сплава наматывают на каркас из изоляционного материала (гетинакса, фарфора). Проволочные резисторы обладают значительной ёмкостью и индуктивностью, для снижения последней применяют бифилярную намотку. В аппаратуре используют проволочные резисторы ПЭ (эмалированные остеклованные с гибкими выводами), ПЭВ (влагостойкие с жёсткими выводами), ПЭВР (с передвижным хомутиком для регулировки и жёсткими выводами) МВС (микропроволочные высоковольтные в стеклянной изоляции), МВСГ (герметизированные), ПКВ (влагостойкие).