Основные параметры резисторов

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСТОЯННЫХ РЕЗИСТОРОВ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Методические указания
по выполнению лабораторной работы

Пенза 2009

УДК 621. 315.61

УДК 621. 317.335.2

Абрамов В.Б., Карпанин О.В., Медведев С.П., Метальников А.М, Печерская Р.М. Исследование постоянных резисторов. //Методические указания по выполнению лабораторной работы. ПГУ, каф. НиМЭ, Пенза, 2009.

Методические указания подготовлены на кафедре нано- и микроэлектроники Пензенского государственного университета и предназначены для выполнения лабораторной работы по исследованию температурных зависимостей параметров постоянных резисторов на автоматизированном лабораторном стенде.

Указания предназначены для использования в учебном процессе при подготовке специалистов инженеров, а также бакалавров и магистров по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 210000 – Электронная техника, радиотехника и связь.

Кафедра нано- и микроэлектроники Пензенского государственного университета

СОДЕРЖАНИЕ

1 Теоретическое введение.. 4

1.1 Основные сведения о резисторах. 4

1.1.1 Классификация резисторов. 4

1.1.2 Основные параметры резисторов. 4

1.1.3 Резисторы постоянного сопротивления 5

1.2 Некоторые сведения из теории вероятности. 6

1.2.1 Числовые характеристики случайных величин 6

1.2.2 Нормальный закон распределения. 6

1.2.3 Статистическое распределение выборки. 7

2 Описание работы автоматизированного лабораторного стенда.. 7

2.1 Структура автоматизированного лабораторного стенда. 7

2.2 Измерительный блок. 9

3 Описание интерфейса пользователя.. 10

3.1 Основное окно программы 10

3.2 Окно схемы измерений 12

3.3 Рабочая тетрадь 13

3.4 Инструменты 18

3.4.1 Характериограф 18

3.4.2 Коммутатор объектов 19

3.4.3 Измеритель температуры.. 20

3.4.4 Нагреватель 20

3.5 Обработка результатов измерений 21

3.5.1 Построение и редактирование выражений 21

3.5.2 Копирование результатов в MS Excel . 22

3.5.3 Построение и редактирование графиков 24

3.5.4 Формирование отчета 24

4 выполнение работы... 26

4.1 Виды исследований 26

4.2 Порядок выполнения работы.. 27

5 Контрольные вопросы 27

Литература 28

Теоретическое введение

Основные сведения о резисторах

Классификация резисторов

По виду вольт – амперной характеристики различают резисторы линейные и нелинейные. В нелинейных резисторах в качестве токопроводящего элемента применяют различные полупроводниковые материалы. По конструкции резисторы подразделяются на углеродистые, металлоплёночные, металлоокисные, металлодиэлектрические, композиционные и полупроводниковые. По способу защиты резистивного элемента различают резисторы изолированные, изолированные лакированные, компаундированные, опресованные пластмассой, герметизированные и вакуумированные.

В зависимости от назначения резисторы подразделяются на резисторы общего применения и специального применения. К резисторам общего применения не предъявляются повышенные требования в отношении точности их изготовления и стабильности параметров. К резисторам специального применения можно отнести резисторы повышенной стабильности, высокочастотные, высокоомные, а также резисторы для микромодулей и микросхем.

Основные параметры резисторов

Номинальное сопротивление резистора – значение сопротивления, которое должен иметь резистор в соответствии с нормативной документацией (ГОСТ, ТУ). Фактическое сопротивление каждого экземпляра резистора может отличаться от номинального не более, чем на допустимое отклонение. Номинальные сопротивления резисторов постоянного сопротивления устанавливаются ГОСТ 2825 – 67. Для резисторов с меньшими допустимыми отклонениями установлены ряды номинальных значений Е48 и Е96. Конкретные значения сопротивлений получают умножением соответствующих чисел рядов на 10ⁿ, где n – целое положительное или отрицательное число. Номинальные значения сопротивлений резисторов с допустимыми отклонениями более ± 20% выбираются из ряда Е6.

Номинальная мощность резистора – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на резисторе, при которой параметры резистора сохраняются в установленных пределах в течение длительного времени, называемого сроком службы. Напряжение на резисторе не должно превышать U_ном, соответствующего номинальной мощности P_ном:

. (1)

Температурный коэффициент сопротивления (TKR) – относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на один градус. TKR может изменяться в интервале температур. У некоторых резисторов изменяется и знак TKR.

(2)

Если зависимость сопротивления от температуры носит линейный характер, то величину TKR можно вычислить по формуле

(3)

где R₁, R₂ - сопротивление при температурах T₁ и T₂ соответственно.

Электрическая прочность резистора характеризуется предельным напряжением, при котором резистор может работать в течение срока службы без электрического пробоя. Предельное рабочее напряжение резистора зависит от атмосферного давления, температуры и влажности воздуха.

Уровень собственных шумов резистора определяется случайными колебаниями разности потенциалов, возникающими в результате флуктуаций объёмной концентрации носителей заряда и флуктуаций его электрического сопротивления. ЭДС шумов в полосе частот Δf определяется так:

(4)