.

Полупроводниковые резисторы

Полупроводниковые резисторы К полупроводниковым резисторам относят:
  • терморезисторы
  • бо­лометры
  • позисторы
  • варисторы 
  • фоторезисторы.
Терморезисторы. Они представляют собой полупроводниковые тепловые приборы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ТКС. 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
Параметрами терморезисторов являются:
  •  сопротивление (ом) Rт при температуре 20 °С; 
  •  темпера­турный коэффициент сопротивления, выражающий в процентах из­менение сопротивления прибора при изменении температуры,на 1 °С
  • 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). 
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 позисторы 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 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 и дисковые варисторы из порошкообразного карбида кремния.
Основными параметрами варисторов являются следующие.
  • Номинальное классификационное напряжение Uкл — постоян­ное напряжение, при котором через варистор проходит заданный токIкл.
  • Максимально допустимое импульсное напряжение Uи макс [для стержневых варисторов
  • Uи,макc = (1,2-2) Uкл, а для дисковыхUж 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).
 
Буквы СН обозначают — нели­нейное 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 ˆ0 °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.

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.