СПРАВОЧНИК МОЛОДОГО РАДИСТА
       

Полупроводниковые резисторы


К полупроводниковым резисторам относят терморезисторы, бо­лометры, позисторы, варисторы и фоторезисторы.

Терморезисторы. Они представляют собой полупроводниковые тепловые приборы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ТКС (кривая I, рис. 21, а). При увеличении темпе­ратуры возникает термогенерация носителей заряда в материале полупроводника, вследствие чего снижается электрическое сопротив­ление терморезистора ТР. Различают ТР, реагирующие на измене­ние температур окружающей среды и на нагрев, вызванный прохо­дящим через них током. Свойства ТР первой группы определяются температурной характеристикой Rr=Ф(t°), выражающей зависи­мость сопротивления прибора от температуры окружающей среды (кривая 2). Сврйства ТР второй группы оценивают по вольтампер-ной характеристике U=ф(I), которая .отражает его нагрев прохо­дящим током и определяет нелинейные свойства прибора (рис. 21,6).

Параметрами терморезисторов являются:

сопротивление (ом) Rт при температуре 20 °С; а? — темпера­турный коэффициент сопротивления, выражающий в процентах из­менение сопротивления прибора при изменении температуры,на 1 °С (кривая 1 на рис. 21,а);

мощность рассеивания Pтi при которой температура не превы­шает допустимой;

постоянная времени т, характеризующая тепловую инерционность терморезистора ТР (т=Ст/Рр, где Ст — теплоемкость, представляю­щая энергию, необходимую для нагрева ТР на 1 °С, Вт*с/°С; РР — коэффициент рассеивания, т. е. мощность, рассеиваемая ТР при раз­ности температур между ним и средой в 1 °С, Вт/°С).

Рис. 21. Характеристики терморезисторов:

а — изменения температурного коэффициента и сопротивления, б — вольтамперная

Обозначение терморезисторов состоит из трех-четырех элемен­тов, например, СП-21, СТ2-26, СТЗ-27, СТ4-15 и др. Буквы первого элемента СТ означают термочувствительное сопротивление, цифры второго элемента характеризуют тип используемого полупроводни­кового материала (1 — кобальто-марганцевый, 2 — медно-марганце-вый, 3 — медно-кобальто-марганцевые, 4 — кобальто-никелево-мар-ганцевые), третьего элемента — код конструкции, буквы четвертого элемента обозначают код интервала рабочих температур (эти бук­вы можно и не ставить).


Терморезисторы групп СТ1-21, СТЗ-21, СТЗ-27 и других исполь­зуют в качестве регулируемых бесконтактных резисторов в цепях автоматики; групп ММТ, КМТ и других — для измерения и регули­рования температуры, а также для термокомпенсации элементов элек-трияеских цепей; групп Т8Д, Т8Е, Т8С2М и других — в качестве термочувствительного элемента при измерении мощности СВЧ коле­баний.

Болометры. Представляют собой особый вид терморезисторов, используемых в качестве приемников лучистой энергии. Действие болометров основано на изменении сопротивления чувствительного элемента при его нагревании в результате поглощения энергии из­лучения.

Полупроводниковые болометры содержат два (активный и ком­пенсационный) терморезисторных элемента. Активный непосредст­венно подвергается воздействию измеряемого излучения, а компен­сационный экранирован от излучения и служит для компенсации влияния изменения температуры окружающей среды. Обозначения полупроводниковых болометров состоят из букв и цифр (например, БКМ-1, БКМ-2), указывающих порядковый номер типа прибора.



Таблица 46

Тип

Номинальное сопротивление, кОм

Темпера­турный коэффи­циент сопротив­ления,

%/°с

Номинальная мощность, кВт

Габарит­ные раз­меры (без выводов), мм

Масса, г

Способ подогрева

Терморезисторы

  

  
СТ1-17

0,3 — 22

4 — 7

500

—

0,2

Прямой

СП- 19

 

 3,3 4,7; 6,8; 10;

100; 150; 1500;

2200

2,3 — 4

 

 60

 

  —

 

 0,3

 

 »

 
СТЗ- 19

2,2; 10; 15

3,4 — 4,5

45

04X2,5

0,3

»

СТЗ-21

 

 0,68; 1; 1,5; 10,

15

3 — 4,1

 

 60

 

 9,5X48

 

 2,8

 

 Косвен-

ный

СТЗ-25

1,5; 2,2; 3,3

3 — 3,75

8

049X33

2,5

Прямой

КМТ-1

22 — 1000

4,2 — 8,4

1000

3X13

 

  —

ММТ-9

0,01 — 4,7

2,4 — 4

2

019X3

3,4

 —

Т8С1М

0,15

1 — 5,8

24

 —

 —

Прямой

Позисторы
СТ6-1А

0,04 — 0,4

10

1100

05X2,5

—

—

СТ6-1Б

0,1 — 0,7

15

800

05X2,5

 —

 —

СТ6-ЗБ

1 — 10

15

200

02X2

__

__

СТ6-4Б

0,1 — 0,4

15

800

07X5

 —

 —




Примечание. Параметры терморезисторов и позисторов указаны для температуры окружающей среды 20 °С, а СТ1-19 — для 150°С.

Применяют болометры для бесконтактного дистанционного из­мерения температуры в качестве приемников лучистой энергии в спектральных приборах, в различных системах ориентации. Иммер­сионные полупроводниковые болометры (например, БП1-2) исполь­зуют в качестве приемников инфракрасного, излучения в аппаратуре автоконтроля ответственных узлов железнодорожного подвижного состава (колесных пар, подшипников и др.)

Позисторы. Представляют собой терморезисторы с положитель­ным температурным коэффициентом сопротивления. ТКС позисторов, изготовленных на основе титаната бария, достигает десятков про­центов на 1 °С

Применяют позясторы для ограничения и стабилизации тока в электрических цепях, авторегулировки усиления в схемах термо­компенсации, для защиты элементов схемы и приборов от перегре­ва, регулировки температуры и т. д. Позисторами служат приборы СТ5-1, СТ6-1А, СТ6-1Б, СТ6-5Б, СТ6-4В, СТ64Г и др.

Основные параметры некоторых терморезисторов и позисторов приведены в табл 46.

Вариаторы. Эти приборы представляют собой полупроводниковые резисторы объемного типа с нелинейными вольт-амперными характеристиками (рис. 22, а — в). Для напряжений различной полярно­сти вольт-амперные характеристики симметричны. Варисторы можно использовать в цепях постоянного, переменного (с частотами до не­скольких килогерц) и импульсного токов. Изготовляют стержневые (рис. 22, а) и дисковые (рис. 22, б) варисторы из порошкообразного карбида кремния.

Основными параметрами варисторов являются следующие.

Номинальное классификационное напряжение Uкл — постоян­ное напряжение, при котором через варистор проходит заданный ток Iкл.

Максимально допустимое импульсное напряжение Uи макс [для стержневых варисторов

Uи,макc = (1,2-2) Uкл, а для дисковых Uж макс = (3Ч- 4) UKa] .

Коэффициент нелинейности Р — отношение сопротивления варистора постоянному току к его сопротивлению переменно­му току.



Номинальная мощность рассеивания Раон — 1кяУкл при заданной температуре среды.

Условное обозначение ва­ристоров состоит из букв и цифр (например, СН1-1-1-1500).



Рис. 22. Общий вид варисторов (а — стержневого, б — дискового) и их вольтамперная характеристи­ка (в)

Буквы СН обозначают — нели­ нейное сопротивление, первая цифра указывает применяемый материал, вторая — конструк­цию (1 — стержневой, 2 — дис­ковый), третья — порядковый номер разработки; число в конце обо­значения характеризует величину падения напряжения.

Параметры некоторых типов варисторов приведены в табл. 47.

Варисторы применяют в устройствах стабилизации высоковольт­ных источников напряжения телевизионных приемников, для стаби­лизации токов в отклоняющих катушках кинескопов, в системах раз­магничивания цветных кинескопов, системах автоматического регу­лирования.

Фоторезисторы. Представляют собой полупроводниковые при­боры, электрическое сопротивление которых изменяется под дейст­вием электромагнитного (светового) излучения. Характер изменения сопротивления определяется интенсивностью и составом облучающе­го света.

Параметрами фоторезисторов ФР являются следующие.

Рабочее напряжение, при котором ФР может быть использован в течение указанного срока службы с сохранением его параметров.

Допустимая мощность рассеивания рф — максимальная мощ­ность, рассеиваемая на ФР без его теплового повреждения

Темновое электрическое сопротивление RT — при 20 °С через 30 с после снятия освещенности 200 лк.

Темповой ток Iт, проходящий в цепи ФР при приложенном ра­бочем напряжении через 30 с после снятия освещенности 200 лк.

Световой ток Iс, проходящий через ФР при напряжении и ос­вещенности 200 лк от источника света с цветовой температурой 2850К.

Таблица 47

Номи­нальное классифи­кационное напряже­ние, В

Максимально допустимое импульсное напряжение, кВ

Коэффи­циент нелиней­ности

Номи­нальное классифи­кационное напряже­ние, В

Максимально допу стимое импульсное напряжение, кВ

Коэффициент нелиней­ности

Стержневые варисторы

Дисковые варисторы

СН1-1-1 (09X19 мм) Iкл = 10 мА; Рном = 1 Вт

 СН1-2-1 (016X8 мм) Iкл = 8 мА; Рном = 1 Вт

560

1,2

3,5

56

180

3,5

680

1,3

4

68

210

3,5

820

1,4

4

82

250

3.5

1000

1,5

4

100

300

3,5

1200

1,6

4

120

360

3,5

1300

1,7

4,5

150

450

3,5

1500

2,0

4,5

180

550

3,5

 

 220

650

3,5

СН1-1-2 (07X16 мм) Iкл = 10 мА; РНОм=0,8 Вт

270

800

3,5

560

1,2

3,5

СН 1-2-2 (012X7 мм) Iкл = 3 мА; Л,ом = 1 Вт

680

1,3

4,0

1300

1,7

4,5

 

  

  
 

  

  

 15

60

3

СН1-6 (035X9 мм) Iкл =

18

70

3

= 20 мА; РНОм=2,5 Вт

22

80

3

33

0,15

4,0

27

90

3

 

  

  

 39

ПО

3

СН1-8 (013X120) Iкл =

47

120

3,5

= 50 мкА; Рвом =2 Вт

56

150

3,5

20000

30

6

68

170

3,5

25000

30

6

 

  

  
 

  

  

 СН1-10 (040X10 мм) Iкл = 10 мА; Рном = 3 Вт

СН 1-8-20 Iкл =0,05 мА;

Рвом =6 ВТ

15

75

3,2

20000

30000

6 — 10

18

90

3,2

 

  

  

 27

135

3,2

СН 1-8-25 Iкл = 0,05 мА;

33

165

3,2

Рвом = 2 Вт

 

  

  
 

  

 39

195

3,2

25000

30000

6 — 10

47

235

3,2




Примечaниe. Номинальная мощность указана при температуре окру­жающей среды 70 °С для варисторов СН1-1-1, СН-1-2, при 75°С — для СН1-6, при ?0 °С - для СН1-2-1, СН1-2-2.

Кратность изменения сопротивления RT/Rc — отношение темно» вого сопротивления ФР к сопротивлению при освещенности 200 ли от источника с цветовой температурой 2850К.

Удельная чувствительность во — отношение фототока к произве­дению величины падающего на фоторезистор светового потока и приложенного к нему напряжения, т.е. 8о=Iф/(ФU).

Интегральная чувствительность еи — произведение удельной чув­ствительности на предельное рабочее напряжение, т.е. еи = еоU.

Параметры наиболее распространенных фоторезисторов приве­дены в табл. 48.

Таблица 48

Фоторезистор

 Рабочее напря­жение, В

 Мощность рас-сеивания, Вт

 Темчовое сопро­тивление, МОм

 Темновой ток, мкА

 Световой ток, мА

 Кратность изме­нения сопротив­ления

 Удельная чувст­вительность, мА/(лм-В)

 Интегральная чувствитель­ность, мкА/лм
СФ2-1

 15

 10

 15

 0,5

 1

 500

 400

 10
СФ2-2

 2

 50

 v2

 0,5

 1,5

 500

 75

 0,36
СФ2-8

 100

 125

 100

 —

 1

 1000

 —

 —
СФ2-16

 10

 10

 3,3

 —

 0,3

 100

 —

 —
СФЗ-1

 15

 10

 30

 0,01

 1,5

 1500

 600

 20
СФЗ-2

 5

 100

 5

 0,5

 2

 500

 80

 —
СФЗ-5

 2

 50

 2

 —

 0,5

 500

 —

 —
СФЗ-8

 20

 50

 20

 —

 0,5

 500

 —

 —
ФСК-1

 50

 125

 3,3

 5

 2

 100

 7

 2,8
ФСК-2

 100

 125

 3,3

 10

 1

 20

 1,6

 0,5
ФСД-1

 20

 50

 2

 1

 3

 150

 30

 15
ФСА-1

 100

 10

 0,02

 —

 —

 1,2

 500

 —
ФСА-12

 40

 10

 0,05

 —

 — -

 1,2

 500

 —
Фоторезисторы используют для формирования электрических сигналов под действием облучающих световых сигналов, а также для обнаружения и регистрации световых сигналов.

 



Содержание раздела