Конструктивно-технологические разновидности резисторов.

В зависимости от конкретных условий работы в РЭА применяются различные типы резисторов.

Непроволочные тонкослойные постоянные резисторы. У резисторов группы С 1 токопроводящий слой представляет собой пленку пиролитического углерода, а у резисторов группы С2 - пленку сплава металла или оксида металла. Эти резисторы являются резисторами широкого применения с допусками ±5, ±10 или ±20% и мощностью от 0,125 до 2 Вт. Помимо резисторов С1 и С2 к этой категория резисторов относятся резисторы типов МЛТ, МТ и ВС.

Поскольку металл обладает более высокой теплостойкостью, чем углерод, то резисторы С2 при равной мощности имеют меньшие габариты, чем С1. Резисторы С2 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 резисторов С2 создаются также прецизионные резисторы с допусками ±(0,1-1)%. Прецизионные резисторы имеют большие габариты, чем резисторы общего применения. Это облегчает тепловые режимы и повышает стабильность свойств проводящего слоя.

Композиционные резисторы. У этих резисторов токопроводящий материал получают путем смешивания проводящей компоненты (графита или сажи) со связывающими компонентами, наполнителем, пластификатором и отвердителем. В резисторах группы СЗ полученная композиция наносится на поверхность изоляционного основания, а в резисторах группы С4 спрессовывается в виде объемного цилиндра или параллелепипеда. В зависимости от состава композиционные материалы имеют очень широкий диапазон удельных сопротивлений. Объемные композиционные резисторы С4 имеют прямоугольную форму и предназначены для компоновки на печатных платах. Они обладают высокой теплостойкостью (до 350°С) и имеют небольшие габариты. Недостатком композиционных резисторов является высокий уровень токовых шумов, что объясняется крупнозернистой структурой проводящего материала.

Проволочные постоянные резисторы. Для изготовления этих резисторов используют провода из специальных сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление, хорошую теплостойкость и малый температурный коэффициент сопротивления. Эти резисторы обладают очень высокой допустимой мощностью рассеивания (десятки ватт) при относительно небольших размерах, высокой точностью и хорошей температурной стабильностью. Так как резисторы изготавливают путем намотки провода на каркас, то они имеют большую индуктивность и собственную емкость. Для уменьшения индуктивности применяют бифилярную намотку, при которой обмотку резистора выполняют сдвоенным проводом, благодаря чему поля расположенных рядом витков направлены навстречу друг другу и вычитаются. Уменьшение индуктивности достигается также путем намотки на плоский каркас. Недостатком бифилярной намотки является большая собственная емкость. Для получения малой индуктивности и емкости применяют разбивку обмотки на несколько секций, в каждой из которых поочередно меняется направление намотки. Проволочные резисторы значительно дороже тонкопленочных, поэтому применяют их в тех случаях, когда характеристики тонкопленочных резисторов не удовлетворяют предъявляемым требованиям.

Высокочастотные резисторы и резисторы СВЧ. Эти резисторы обладают небольшой собственной индуктивностью и емкостью, что обеспечивается отсутствием спиральной нарезки, но при этом величина сопротивления не превышает 200 - 300 Ом. Однако это не является недостатком, так как на СВЧ высокие номиналы сопротивлений не применяются. В ряде случаев высокочастотные резисторы изготавливаются без проволочных выводов и эмалевого покрытия, что уменьшает паразитную индуктивность и шунтирующее действие диэлектрика. На сверхвысоких частотах применяют резисторы группы С6, способные работать на частотах до 10 ГГц. К категории высокочастотных относятся также резисторы типов: С2-11, С2-34, МОН (маталлоокисные незащищенные) и МОУ - (металлоокисные ультравысокочастотные). На высоких частотах находят применение, кроме того, микропроволочные малогабаритные резисторы типа С5-32 Т, имеющие длину 6 мм и диаметр 2,6 мм, и паразитную индуктивность не более 0,1 мкГн. Эти резисторы имеют мощность 0,125 Вт и номинальные сопротивления от 0,24 до 300 Ом с точностью 0,5, 1,2, и 5%.

 

Транзи́стор

Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

В полевых и биполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.

Классификация транзисторов

	p-n-p		канал p-типа
	n-p-n		канал n-типа
Биполярные		Полевые

 

Обозначение транзисторов разных типов.

Условные обозначения:

Э — эмиттер, К — коллектор, Б — база;

З — затвор, И — исток, С — сток.

Ниже приведена формальная классификация токовых транзисторов, где рабочее тело представляет собой поток носителей тока, а состояния между которыми переключается прибор определяется по величине сигнала: малый сигнал — большой сигнал, закрытое состояние — открытое состояние, на которых реализуется двоичная логика работы транзистора. Современная технология может оперировать не только электрическим зарядом, но и магнитными моментами, спином отдельного электрона, фононами и световыми квантами, квантовыми состояниями в общем случае.

По основному полупроводниковому материалу[править | править исходный текст]

Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в виде монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки к основному материалу, металлические выводы, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). Иногда употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например, «кремний на сапфире» или «металл-окисел-полупроводник»). Однако основными являются транзисторы на основе кремния, германия, арсенида галлия.

Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры. Также имеются отдельные сообщения о транзисторах на основе углеродных нанотрубок[3], о графеновых полевых транзисторах.

По структуре

Транзисторы

Биполярные

Полевые

p-n-p

n-p-n

С p-n-переходом

С изолированным затвором

С каналом n-типа

С каналом p-типа

Со встроенным каналом

С индуцированным каналом

Принцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа и внутренней структуры, поэтому подробная информация об этом отнесена в соответствующие статьи.

Биполярные

- n-p-n структуры, «обратной проводимости».

- p-n-p структуры, «прямой проводимости».

В биполярном транзисторе носители заряда движутся от эмиттера через тонкую базу к коллектору. База отделена от эмиттера и коллектора p–n переходами. Ток протекает через транзистор лишь тогда, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу через p–n переход. В базе они являются неосновными носителями заряда и легко проникают через другой pn переход между базой и коллектором, ускоряясь при этом. В самой базе носители заряда движутся за счет диффузионного механизма, поэтому база должна быть достаточно тонкой. Управления током между эмиттером и коллектором осуществляется изменением напряжения между базой и эмиттером, от которой зависят условия инжекции носителей заряда в базу.

Полевые

- с p-n переходом.

- с изолированным затвором — МДП-транзистор.

В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированнойподложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.

Разновидности транзисторов:

Однопереходные (Двухбазовый диод)

Тумблеры ТВ1

 

 

 

Предназначены для работы в электрических цепях постоянного и переменного токов, для ручной коммутации низковольтных электрических цепей малой мощности, не требующих частого переключения.

Изготавливаются во всеклиматическом исполнении и для умеренного и холодного климата.

При необходимости комплектуются протектором.
Способ монтажа - на панель.

Основные технические характеристики тумблеров ТВ1:

Электрическая прочность изоляции:	1100 В
Сопротивление контакта:	не более 0.01 Ом
Сопротивление изоляции:	не менее 1000 МОм
Усилие переключения:	от 3.9 до 14.7 Н
Рабочая температура:	от -60С до +70С (для приемки «5» до +85С)
Повышенная относительная влажность:	для исполнения В при 35С - 98% для исполнения УХЛ при 25С - 98%
Гарантийная наработка:	для приемки «1» - 10000 ч для приемки «5» - 5000 ч
Гарантийный срок с даты изготовления:	8 ч / 10 ч
Фиксация:	есть
Количество контактных групп:
Количество контактов в контактной группе:
Алгоритм работы:	4хON-OFF

 

 

Специальная часть

 

Рельсовая цепь представляет собой электрическую цепь, в которой имеется источник питания и нагрузка (путевое реле), а проводниками электрического тока служат рельсовые нити железнодорожного пути.

Разветвленные рельсовые цепи применяют для контроля свободности стрелочных участков (секций) при установке маршрутов в системе электрической централизации.

Изолированные участки оборудуются рельсовыми цепями, с помощью которых осуществляется контроль их свободности. По своей конфигурации станционные рельсовые цепи бывают неразветвленные и разветвленные.

Разветвленные рельсовые цепи устраивают на стрелочных секциях. В одну стрелочную секцию может входить не более трех стрелок.

В разветвленных рельсовых цепях контролируется свободность всех ответвлений; они, как правило, должны обтекаться током, а на конце каждого ответвления предусматривается установка путевого реле. Изолирующие стыки на станционных путях и стрелочных секциях располагаются на расстоянии не менее 3.5 метра от предельного столбика или рейки в сторону пути.

Если изолирующий стык располагается ближе к предельному столбику, он называется негабаритным и на схематическом плане станции обводится кружком. Рельсовая цепь, расположенная за негабаритным изолирующим стыком и примыкающая к устанавливаемому маршруту, контролируется как охранная.

Принятый порядок нумерации рельсовых цепей позволяет легко определить ограждаемый участок каждого светофора. Номер последней по ходу поезда (в правильном направлении) рельсовой цепи, входящей в ограждаемый участок светофора всегда соответствует номеру этого светофора. На светофоре появится разрешающее показание после освобождения рельсовой цепи с тем же номером, какой номер имеет светофора. Буквы в обозначении рельсовых цепей смысловой нагрузки в этом случае не имеют.

Современные системы железнодорожной автоматики и телемеханики, применяемые на железных дорогах для регулирования движения поездов, автоматизации процесса расформирования составов на сортировочных горках, а также для обеспечения безопасности движения, строятся на использовании электрических рельсовых цепей как основных путевых датчиков и телемеханических каналов.