МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
С.Н.Кузнецов
В.Н.Постникова
Учебное пособие
К
ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ
ПО КУРСУ
«ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА РЭС»
Москва 2005 г.
УДК: 621.315.5/6; 621.318.1; 666.65; 621.38.049.77; 621.382.037.37.
Предлагаемый сборник лабораторно-практических работ включает в себя 4 работы по разделу «Элементная база» курса «Радиоматериалы и радиокомпоненты», «Химия радиоматериалов и элементная база РЭС», который читается студентам радиотехнических специальностей.
Первая работа посвящена исследованию резисторов, вторая – конденсаторов, третья – катушек индуктивности, четвертая – интегральных схем.
Результатом выполнения вышеперечисленных работ является знакомство студентов с принципами действия элементов РЭС, с их типами, основными конструктивными и эксплуатационными характеристиками, областями применения и системой условных обозначений.
Рецензенты: зав. отделом АО ВНИИТР, к.т.н. В.З.Хаимов, начальник НИЛ ОАО «Корпорация «Фазотрон-НИИР», д.т.н. С.Б.Беневоленский, зав. Кафедрой «Электроника и информатика» РГТУ им. К.Э.Циолковского.
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗИСТОРОВ
Цель работы: исследование характеристик различных типов резисторов, приобретение навыков работы с измерительными приборами.
Резисторы – одна из самых распространенных деталей РЭА. Принцип действия резисторов основан на свойстве материала оказывать сопротивление проходящему электрическому току.
Основная функция резистора состоит в регулировании и распределении электрической энергии между цепями и элементами схемы.
Основные параметры резисторов.
1. Величина сопротивления (номинал) R ном.
2. Относительное отклонение от номинала (допуск)
d R = (R ном - R)/ R ном ´ 100%, где
R – фактическое сопротивление.
3. Номинальная мощность рассеивания Р ном.
4. Рабочее напряжение U р.
5. Температурный коэффициент сопротивления ТКС
ТКС = (1/ R 0)´ (d R / d T) [1/°C]
6. Уровень собственных шумов Е ш.
7. Функциональная характеристика для переменных резисторов.
8. Разрешающая способность переменных резисторов
9. Шумы скольжения.
Номинальное сопротивление — электрическое сопротивление, значение которого указывается на резисторе (или указано в нормативной документации) и которое является исходным для отсчета отклонений от этого значения. Диапазон номинальных сопротивлений установлен следующим образом:
для постоянных сопротивлений — от долей ома до единиц тераом;
для переменных проволочных — от 0, 47 до 1 МОм;
для переменных непроволочных — от 1 до 10. МОм.
Для постоянных резисторов установлено шесть рядов номинальных значений сопротивлений: Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192, а для переменных установлен ряд Е6 (допускается использовать ряд ЕЗ). Цифра после буквы Е указывает число номинальных значений в каждом десятичном интервале.
В табл. 1. приведены значения номинальных сопротивлений по ряду Е192. Если это значение принадлежит также ряду Е96, то ставится знак +, если ряду Е96 и ряду Е48, то ставится знак ++. Во второй части таблицы даны значения номинальных сопротивлений по ряду Е24. Если это значение принадлежит также ряду Е12, то ставится знак +, если ряду Е12 и ряду Е6, то ставится знак ++, если рядом Е12, Е6 и ЕЗ, то ставится знак +++.
В табл. 1. указаны номинальные значения сопротивлений для одной декады. Для перехода на другие декады нужно умножить эти числа на 10n, где n — целое положительное или отрицательное число.
Для прецизионных и сверхпрецизионных резисторов с допусками ±0,01; ±0,005; ±0,002; ±0,001% номинальные сопротивления устанавливаются из ряда, полученного умножением чисел 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 на 10n, где n — целое положительное число от 1 до 6.
Для перехода на другие декады нужно умножить эти числа на 10n, где n — целое положительное или отрицательное число.
Таблица 1.
| Ряд 1 | Ряд 2 | Ряд З | Ряд 4 | Ряд 5 | Ряд 6 | Ряд 7 | Ряд 8 |
| Номинальные сопротивления по ряду Е48, Е96, Е192 | |||||||
| 100++ | 133++ | 178++ | 237++ 316++ | 316++ | 422++ | 562++ | 750+ -1 |
| I02+ | 137+ | 182+ | 243+ | 324+ | 432+ | 576+ | 768+ |
| 10-1 | |||||||
| 105++ | 140++ | 187++ | 249++ | 332++ | 442++ | 590++ | 787++ |
| 107+ | 143+ | 191+ | 255+ | 340+ | 453+ | 604+ | 806+ |
| 110++ | 147++ | Г96++ | 261++ | 348++ | 464++ | 619++ | 825++ |
| 1) 1 | |||||||
| ПЗ+ | 150+ | 200+ | 267+ | 357+ | 475+ | 634+ | 845+ |
| 1I5++ | 154++ | 205++ | 274++ | 365++ | 487++ | 649++ | 866++ |
| 1I8+ | 158+ | 210+ | 280+ | 374+ | 499+ | 665+ | 887+ |
| 121++ | 162++ | 215++ | 287++ | 383++ | 511++ | 68I++ | 909++ |
| 5) 7 | |||||||
| 124+ | 165+ | 221+ | 294+ | 392+ | 523+ | 698+ | 931+ |
| 127++ | 169++ | 226++ | 30I++ | 402++ | 536++ | 715++ | 953++ |
| 130+ | 174+ | 232+ | 309+ | 412+ | 549+ | 732+ | 976+ |
| Номинальные сопротивления по ряду Е3, Е6, Е12, Е24 | |||||||
| 100+++ | 180+ | 330++ | 560+ | ||||
| 150++ | 270+ | 470+++ | 820+ | ||||
| 120+ | 220+++ | 390+ | 680++ | 9) 0 |
Номинальная мощность рассеивания Р н - максимальная мощность, которую резистор может рассеивать в заданных условиях в течении гарантированного срока службы при сохранении параметров в установленных пределах.
Рабочее напряжение U р – максимальное допустимое напряжение, при котором резистор работает без изменения своих параметров. Величина рабочего напряжения зависит от конструкции резистора, размера и способа его изготовления.
Температурный коэффициент сопротивления ТКС - это величина, характеризующая относительное изменение сопротивления при изменении температуры. Чем меньше ТКС, тем лучшей температурной стабильностью обладает резистор. Значение ТКС прецизионных резисторов составляет 10-2 -10-4 [ 1/ 0С].
Собственные шумы резистора складываются из тепловых и токовых шумов. Тепловые шумы связаны с флуктуационными изменениями объемной концентрации носителей заряда в резистивном элементе, обусловленными их тепловым движением. Спектр тепловых шумов непрерывный. Тепловой шум зависит от температуры и номинальной величины сопротивления.
Токовые шумы обусловлены флуктуациями контактных сопротивлений между проводящими частицами, а также трещинами и неоднородностями резистивного элемента. Токовые шумы зависят от материала и конструкции резистора и наиболее характерны для непроволочных резисторов. Они значительно больше тепловых шумов, их спектр частот также непрерывен и не подчиняется никакому периодическому закону.
Функциональная характеристика для переменных резисторов. Это зависимость сопротивления переменного резистора от положения подвижного контакта. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы делятся на линейные – типа А и нелинейные – типов Б (логарифмическая), В (обратнологарифмическая), И, Е и др.
Разрешающая способность переменных резисторов. Этот параметр показывает, при каком наименьшем изменении угла поворота или перемещении подвижной системы может быть различимо изменение сопротивление резистора.
Шумы скольжения. Это шумы, возникающие в динамическом режиме при движении подвижного контакта. Эти шумы зависят от состояния контактов, скорости перемещения и других причин.