Charakteristika rezistoru

Rezistory umožňují řídit hodnoty proudů a napětí v elektrickém obvodu. Rezistory například poskytují režim předpětí pro tranzistor v zesilovači elektrického signálu. Měřením napětí na rezistoru můžete upravit proud emitoru a kolektoru tranzistoru. Pomocí rezistorů se v měřicích přístrojích vyrábějí děliče proudu a napětí.

Elektrické vlastnosti rezistoru jsou do značné míry určeny materiálem, ze kterého je vyroben, a jeho konstrukcí.

Při výběru typu rezistoru pro konkrétní aplikaci se obvykle berou v úvahu následující parametry:

a) požadovaná hodnota odporu (Ohm, kOhm, MOhm),

b) přesnost (možná odchylka,%, odporu od hodnoty uvedené na rezistoru),

c) výkon, který může rezistor rozptýlit,

F) teplotní koeficient odporu rezistor RT = R20 [1 + α (Т — 20О )], kde α — teplotní koeficient odporu.

Například pro kovovou fólii a = (5 – 100) x 10-6,

e) stabilita odporu: jedná se o procentuální změnu odporu odporu během provozu,

f) Vlastnosti šumu: odkazuje na ekvivalentní napětí šumu generovaného rezistorem.

U bodů „e“ a „f“ většina výrobců obvykle uvádí kvalitativní posouzení vlastností rezistorů, přičemž rezistory charakterizují například jako vysoce stabilní nebo nízkošumové. Rezistory s tolerancemi ± 2 % nebo méně se nazývají vysoce přesné rezistory.

Vysoká stabilita, nízká hlučnost a vysoce přesné rezistory jsou vyžadovány pouze ve speciálních případech. Používají se například ve vstupních stupních přístrojových zesilovačů s malým signálem. Jejich široké použití je omezeno pouze vysokou cenou těchto zařízení. Uhlíkové kompozitní rezistory se používají pouze v napájecích zdrojích a výkonových zesilovačích.

Keramické rezistory se používají pouze v napájecích zdrojích a výkonových zesilovačích. Skleněné rezistory nacházejí širokou škálu aplikací, zatímco hliníkové rezistory se používají pouze v zesilovačích a přístrojích s malým signálem.

Charakteristika rezistorů z různých materiálů

Parametr rezistoru

Materiál rezistoru

Karbonový kompozit Karbonový film Kovový film Rozsah odporu kovového oxidu, Ohm 2,2 až 106 10 až 10 × 106 1 až 106 10 až 106 Přesnost ±10 ±5 ±1 ±2 Výkon, W 0,125 — 1 0,215 —5 — 2. 0,5 Stabilita dost slabá výborná výborná

Jmenovitý odpor a přesnost rezistoru. Přibližná hodnota jeho odporu je vždy vyznačena na pouzdře rezistoru. Takže rezistor označený 100 Ohm ± 10% může mít jakýkoli odpor v rozsahu 90 až 110 Ohm. Odpor rezistoru označený 100 ohmů ± 1 % se pohybuje od 99 do 101 ohmů.

Všechny odpory vyráběné průmyslem jsou zpravidla kombinovány do série. Počet jmenovitých hodnot odporu v rámci série je určen přijatelnou přesností. Například pro pokrytí celého možného rozsahu hodnot odporu od 1 do 10 pomocí rezistorů s přesností ± 20% stačí mít sadu šesti základních hodnot (řada E6).

Řada E12 obsahuje 12 základních hodnot odporu s přesností ± 10%. Řada E24 obsahuje 24 základních hodnot rezistorů s přesností ± 5%.

Každá série obsahuje 6 nebo 7 skupin rezistorů, jejichž odpory se liší faktorem 10. To znamená, že odpovídající odporovou skupinu získáme vynásobením základní hodnoty 1, 10, 100, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ .

Příklad. Obvod předpětí zesilovacího stupně vyžaduje proud 100 μA (± 10 %) se zdrojem konstantního napětí 5 V. Je vyžadována volba typu rezistoru a jeho odporu. Odpor podle Ohmova zákona:

R = U/I = 5/100 = 50 kΩ

Nejblíže vypočtené hodnotě odporu (řada E24) je 51 kOhm. V tomto případě bude poskytnut proud 98 μA, který se liší od požadované hodnoty o 2%. Při přesnosti odporu + 5 % dostáváme možný rozsah změny proudu 93 až 103 μA, což je dobře ve specifikované toleranci ± 10 %.

Výkon uvolněný v rezistoru P = UI = 5 x 100 x 10-6 = 500 x 10-6 W je velmi malý. Proto je vhodný rezistor s uhlíkovou vrstvou o jmenovitém výkonu 0,25 W. Pokud je vyžadován zesilovač s nízkým šumem, měl by se vzít rezistor z oxidu kovu.

Malé poznámky a tipy

Maximální výkon, který může rezistor rozptýlit, závisí na okolní teplotě. Jak se tato teplota zvyšuje, výkon klesá. Pro zvýšení spolehlivosti rezistoru je třeba zajistit velkou výkonovou rezervu.

V případech, kdy je požadováno mít několik rezistorů stejné jmenovité hodnoty, je doporučeno místo diskrétních prvků použít silnovrstvá pole rezistorů vyráběná v pouzdrech typu D.AlzL a SIL. Jedná se o odpory řady E12 s jmenovitými hodnotami od 33 do 1000 m.

Drátové odpory mají významné indukčnost, proto je nepraktické je používat ve vysokofrekvenčních a pulzních obvodech. Při velmi vysokých frekvencích (nad 30 MHz) mohou mít uhlíkové a kovové filmové rezistory také znatelný indukční odpor kvůli délce jejich pinů, které je nutné co nejvíce zkrátit.

Kvalita izolace skleněných rezistorů se s rostoucí teplotou zhoršuje. Proto v režimech maximálního ztrátového výkonu je třeba se vyvarovat kontaktu těchto rezistorů s jakýmikoli vodivými povrchy.