7. Резисторы с металлической (металлодиэлектрической) пленкой.

Металлопленочные резисторы представляют собой изоляционные основания — цилиндрические трубки из керамики, стекла, слоистых пластиков, ситаллов, на которые нанесены пленки специальных сплавов или металлов толщиной 0,1 мкм. У высокоомных резисторов этот слой может иметь форму спирали.

Металлическую пленку наносят на основание резистора осаждением металла при высокой температуре в специальной камере, химическим восстановлением из растворов солей, травлением, оксидированием и др.

Основные материалы для изготовления пленочных резисторов — титан и тантал. Важнейшее их преимущество в том, что в процессе производства можно управлять их электрическими свойствами: получить титановую пленку, обладающую одним из свойств металла, полупроводника или диэлектрика.

Для повышения стабильности характеристик резистора плёнку напыляют на нагретое до определенной температуры основание.

R = 0,1 – 5 МОм, ТКС = 10-50 ppm/⁰С, шумы – 0,1...0, мкВ/В - низкие

Сопротивление металлических пленок обратно пропорционально их толщине. Для получения необходимой величины удельного сопротивления в процессе напыления ведётся постоянный контроль толщины наносимой плёнки.

Зависимость от частоты

Поскольку металл обладает более высокой теплостойкостью, чем углерод, то металлопленочные резисторы при равной мощности имеют меньшие габариты, чем резисторы с углеродной пленкой. Кроме того, они обладают более высокой стабильностью при циклических изменениях температуры. Недостатком металлопленочных резисторов является небольшая стойкость к импульсной нагрузке и меньший частотный диапазон, чем у углеродистых. Объясняется это тем, что токопроводящий слой у этих резисторов толще, чем у углеродистых, поэтому увеличивается паразитная емкость между витками резистивной спирали.

На основе металлопленочных резисторов создаются также прецизионные резисторы с допусками ±(0,1-1)%. Прецизионные резисторы имеют большие габариты, чем резисторы общего применения. Это улучшает тепловые режимы и повышает стабильность свойств проводящего слоя.

8. Композиционные толстопленочные и объемные резисторы

У этих резисторов токопроводящий материал получают путем смешивания проводящей компоненты (графита или сажи) со связывающими компонентами, наполнителем, пластификатором и отвердителем. В резисторах первого типа полученная композиция наносится на поверхность изоляционного основания, в этом случае наиболее распространен метод погружения основания резистора в ванну со смесью и извлечения его из ванны с определенной скоростью., а в резисторах второго типа - спрессовывается в виде объемного цилиндра или параллелепипеда.

На рисунке показана конструкция объемного резистора, представляющего собой стержень 1 из токопроводящей композиции круглого или прямоугольного сечения с запрессованными проволочными выводами 2. Снаружи стержень защищен стеклоэмалевой или стеклокерамической оболочкой 3. Сопротивление такого резистора определяется соотношением.

(1.17)

В зависимости от состава композиционные материалы имеют очень широкий диапазон удельных сопротивлений. Объемные композиционные резисторы имеют прямоугольную форму и предназначены для компоновки на печатных платах. Они обладают высокой теплостойкостью (до 350°С) и имеют небольшие габариты.

Эти резисторы просты в изготовлении, имеют высокую надежность и небольшую стоимость, но обладают низкой стабильностью и зависимостью сопротивления от приложенного напряжения. К композиционным резисторам относят резисторы типов: КЛМ (композиционные лакированные мегаомные) и КВМ (композиционные вакуумированные мегаомные), выпускаемые на номиналы до 10¹¹ Ом; КИМ (композиционные изолированные малогабаритные), имеющие номинальную мощность 0,05 и 0,125 Вт; КЗВ (композиционные эмалированные высоковольтные), предназначенные для работы в электрических цепях высокого напряжения.

Композиционные резисторы с проводящими компонентами из благородных металлов обладают улучшенными параметрами по сравнению с резисторами на лакосажевой основе. Параметры таких резисторов близки к параметрам металлопленочных резисторов.

Объемные композиционные резисторы обладают высокой перегрузочной способностью и надежностью, а также более высокой термостойкостью и влагостойкостью по сравнению с резисторами поверхностного типа. Недостатком композиционных резисторов является высокий уровень токовых шумов, что объясняется крупнозернистой структурой проводящего материала.

Разновидность объемных резисторов – толстопленочные резисторы.

У толстопленочного резистора с квадратной пленкой сопротивление зависит только от толщины.

, S = DH, D=L, R=/H (1.18)

Отличаются малым размером и высокой точностью, ТКС = 100 ppm/⁰С,

ЗАДАЧИ по итогам постоянных резисторов

1. ТКС материала резистора составляет +1000 ppm/°C. Номинальный диапазон рабочих температур материала резистора составляет –55...+125°C. К какому классу точности (±...%) может быть отнесен данный резистор? Дайте пояснения.

2. К резистору R сопротивлением 10 кОм прикладываются импульсы напряжения длительностью 250 мкс и амплитудой 200 В. Форма импульсов – прямоугольная, частота следования – 1 кГц. Какая мощность выделяется в резисторе?