Температурного коэффициента сопротивления

В зависимости от требований, предъявляемых в отношении значений удельного сопротивления', температурного коэффициента сопротивления, допустимой температуры нагревания, механической прочности и ряда других свойств, для изготовления токоведущих частей электротехнических устройств применяются весьма разнообразные металлы и их сплавы.

В табл. 1.1 приведены значения объемного удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления некоторых материалов, где 1 мкОм = 10~6 Ом.

В ряде случаев конечный результат измерения выводится из результатов нескольких групп прямых или косвенных измерений отдельных величин, от которых зависит исследуемая величина. Такое измерение называют совокупным. Например, к совокупным измерениям относится определение температурного коэффициента электрического сопротивления материала на основании измерения сопротивления материала при различных температурах.

Дальнейшие изменения магнитных свойств стабилизированного магнита в некотором диапазоне изменений внешних' условий (температуры, напряженности поля, механических воздействий) обратимы. Эти изменения можно оценивать с помощью соответствующих коэффициентов, например температурного коэффициента магнитной индукции:

где N — концентрация примеси на слаболегированной •стороне, см"3. Напряжение лавинного пробоя имеет сильную температурную зависимость с типовыми значениями температурного коэффициента (3 • 10-*...1,3 x X IQ-'K"1), которая тем сильнее, чем выше напряжение пробоя [8].

боя уменьшается. Следовательно, положительные значения ТКН соответствуют лавинному, а отрицательные — туннельному характеру пробоя. Величина ТКН возрастает с ростом напряжения стабилизации, а динамическое сопротивление гст имеет минимум в области ?/ст = 7 В. В этой области развиваются одновременно лавинный и Туннельный пробои. Из анализа графика 5.21 можно сделать вывод, что величина ТКН при всех напряжениях стабилизации является малой величиной и не превышает 0,1%/°С. Один из способов уменьшения температурного коэффициента напряжения стабилизации, который используют для создания тер-мокомпенсированных стабилитронов, заключается в последовательном соединении стабилитрона и р — n-перехода, включенного в прямом направлении. С повышением температуры при постоянном токе падение напряжения на р — «-переходе, включенном в прямом направлении, уменьшается. Таким образом, у термокомпенси-рованных стабилитронов удается получить ничтожно малый ТКН.

ристора. Последняя увеличивается с ростом температуры и оценивается количественно с помощью температурного коэффициента тока:

Для электромагнитных и электродинамических вольтметров температурная погрешность зависит от температурного коэффициента момента пружин и температурного коэффициента сопротивления катушек и определяется по формуле

4-8. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЕМКОСТИ

Подобным испытаниям подвергаются хрупкие материалы и изделия из них. Стойкость к термоударам зависит от температурного коэффициента линейного расширения материала; поэтому для приблизительной оценки этой характеристики можно пользоваться соотношением Л/а,, в котором А — коэффициент, определяемый механической прочностью и теплопроводностью материала; аг — температурный коэффициент линейного расширения. При неоднородности материала, а также дефектах роверхности (царапины и т. п.) стойкость к термоударам сильно снижается, что легко объяснимо теорией прочности хрупкого тела. Некоторые материалы, например стекло, подвергаются травлению плавиковой кислотой для повышения стойкости к термоударам; так же действует закалка.

казаниями термометра и индикаторного микрометра, регистрирующего нарастающую деформацию образца по мере его нагревания. В качестве критерия холодостойкости принимают температуру, при которой деформация образца достигает 1 мм. Груз 2 выбирают с таким расчетом, чтобы прогиб образца при нормальной температуре составлял примерно 1 мм. После замораживания образца груз увеличивают в 2—3 раза в зависимости от заданных условий и наблюдают деформацию образца при медленном его размораживании. Кварцевое стекло выбрано материалом для деформирующей трубки 5 из-за весьма малого температурного коэффициента расширения. Иногда холодостойкость оценивают изменением модуля упругости при малых деформациях в условиях низких температур.

В зависимости от требований, предъявляемых в отношении значений удельного сопротивления', температурного коэффициента сопротивления, допустимой температуры нагревания, механической прочности и ряда других свойств, для изготовления токоведущих частей электротехнических устройств применяются весьма разнообразные металлы и их сплавы.

В табл. 1.1 приведены значения объемного удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления некоторых материалов, где 1 мкОм = 10~6 Ом.

Для электромагнитных и электродинамических вольтметров температурная погрешность зависит от температурного коэффициента момента пружин и температурного коэффициента сопротивления катушек и определяется по формуле

В табл. 1.1 приведены значения объемного удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления некоторых материалов, где 1 мкОм = 10~6 Ом.

В табл. 1.1 приведены значения объемного удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления некоторых материалов, где 1 мкОм = 10~6 Ом.

В резистивных пастах количество функционального материала определяется удельным сопротивлением и поэтому варьируется в широких пределах — от единиц до десятков процентов от общего количества твердой фазы. Наибольшее применение нашли резистивные пасты на основе палладия и соединений рутения. В первой из них свойства резистора определяются оксидом палладия, образующимся во время вжигания. Для оптимизации температурного коэффициента сопротивления (ТК7?), дрейфа сопротивления и шумовых характеристик к палладию добавляют серебро, которое при вжигания образует сплав палладий — серебро. Характеристики серебро-палладиевых паст чувствительны к составу атмосферы и профилю распредеяения^темяервтурм

РезиСтивными материалами на основе сплавов являются нихром, а также нитриды, карбиды и силициды хрома, тантала и вольфрама. Поверхностное удельное сопротивление сплавов обычно существенно выше, а значение температурного коэффициента сопротивления меньше по сравнению с этим же параметром составляющих сплав материалов.

Допустимая мощность для резистора сильно зависит от температуры окружающей среды: начиная с некоторого значения температуры допустимую мощность приходится снижать. График, отражающий эту зависимость для резистора типа С2-24, приведен на 5.3. Резисторы типа С2, кроме того, обладают большей стабильностью при циклическом воздействии температуры, механических перегрузках. Абсолютное • значение температурного коэффициента сопротивления у резисторов типа С2 несколько меньше, чем у резисторов С1.

Прецизионные резисторы. Как указывалось, тонкослойные металло-диэлектрические и металлоокисные резисторы имеют наименьшее значение температурного коэффициента сопротивления и наименьшие остаточные изменения сопротивления при воздействии дестабилизирующих факторов. Это позволяет создавать на их основе прецизионные резисторы с допусками ± (0,1 —1) %. К этой группе относят резисторы типов С2-1, С2-13, С2-14, С2-29В, С2-31 и др.

К материалам терморезисторов предъявляются следующие требования: возможно более высокое и постоянное значение температурного коэффициента сопротивления; химическая стойкость к воздействию окружающей среды; достаточная тугоплавкость и прочность; большое удельное электрическое сопротивление, что важно при изготовлении малогабаритных терморезисторов.

Однако этим схемам присущ ряд недостатков, которые существенно ограничивают возможности их практического применения. Так, технология производства полупроводниковых ИМС практически исключает возможность получения широкой шкалы номинальных значений сопротивления диффузионных резисторов и емкостей конденсаторов. Реальные номинальные значения сопротивлений стабильных диффузионных резисторов лежат в пределах от 200—300 Ом до 15—20 кОм. Использование диффузионных слоев с высоким удельным поверхностным сопротивлением для расширения диапазона реализуемых на их основе резисторов не может быть неограниченным, так как при этом существенным становится влияние собственной электропроводности кремния, обусловливающей недопустимо большое возрастание температурного коэффициента сопротивления. Поэтому при проектировании полупроводниковых ИМС, содержащих резистивные элементы, следует выбирать некоторое оптимальное значение удельного поверхностного сопротивления диффузионного слоя, которое позволяло бы получать достаточно малые размеры резистора при установленном значении температурного коэффициента сопротивления. Как следует из опыта проектирования и практического использования полупроводниковых ИМС, оптимальное значение удельного поверхностного сопротивления диффузионных слоев составляет около 200 Ом/П и может быть получено непосредственно в процессе формирования базовой области интегрального транзистора.