Elektronische Bauelemente Für Studenten des FB ET / IT Prof. M. Hoffmann Handout 6 Der lineare Festwiderstand Hinweis: Bei den Handouts handelt es sich um ausgewählte Schlüsselfolien und Zusammenfassungen. Die Handouts repräsentieren nicht den vollständigen Inhalt der Vorlesung.
Linearer Festwiderstand: - zweipoliges passives Bauelement zur technischen ealisierung eines ohmschen Widerstandes - besitzt einen festen, d.h. nicht veränderbaren, näherungsweise linearer Widerstand Schaltzeichen DI E 6067-2 ASI ennwiderstand / rated resistance : ominalwert, Sollwert, deklarierter Wert Istwiderstand / actual resistance : Absolutwert, gemessener Wert, Istwert Fertigungstoleranz Δ : Grenzabweichung, Toleranz, Anliefertoleranz, Ausliefertoleranz Temperaturkoeffizient α T (TK, Temperaturbeiwert): beschreibt reversible, relative Änderung des Widerstandes bei Änderung der Temperatur T gegenüber einer festgelegten eferenztemperatur T 0 T ) ( T ) + T T ( T ) in ( 0 α 0 Ω Grenztemperatur ϑ min, ϑ max : maximal zulässige Oberflächentemperaturen während des Betriebes, des Transportes und der Lagerung des Bauelementes Kategorietemperatur ϑ uk,ϑ ok : zulässige Umgebungstemperaturen im Dauerbetrieb ennspannung U : maximal zulässige Spannung (Effektivwert) im Dauerbetrieb ennstrom I : maximal zulässiger Strom (Effektivwert) im Dauerbetrieb ennverlustleistung P : ennlast, ennbelastbarkeit, ennleistung, Belastbarkeit im Dauerbetrieb 2 Lastminderungskurve (Deratingkurve): Dimensionierungshilfe bei erhöhter Umgebungstemperatur
Frequenzabhängigkeit: parasitäre Induktivitäten und parasitäre Kapazitäten des Bauelementes führen zur Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung Vereinfachtes Ersatzschaltbild: Z Z e jϕ + + jωl Widerstandsrauschen (thermisches auschen, Wärmerauschen, yquist-auschen, Johnson-oise): auschleistung: Gesamtrauschen: P r 4 k T f P, P, r gesamt Spannungskoeffizient α V : beschreibt spannungsabhängige Widerstandsänderung des Bauelementes d α V du Widerstandsdrift / Alterung (Drift, Stabilität, Langzeitkonstanz, Langzeitstabilität): alterungsbedingte, irreversible Änderung des Widerstandswertes (t) bezogen auf den Wert bei Anlieferung (t0) Ausfallrate λ (fit failure in time): die Ausfallrate ist eine Angabe zu den zu erwartenden Ausfällen pro Zeit- und Mengeneinheit Anwenderklassen: geben Auskunft über die Zuverlässigkeit sowie die zulässige klimatische und mechanische Beanspruchbarkeit des Bauelements Bauformen: - Kohleschichtwiderstand - Metallschichtwiderstand - Drahtwiderstand - Massewiderstand - integrierte Widerstandsnetzwerke n r n jωc
E-eihen: - Vorzugsreihen für ennwerte von Widerständen nach DI E 60063 - Einteilung einer Dekade derart, dass das Verhältnis aufeinander folgender Werte möglichst gleich groß ist und ennwerte sich in den Dekaden wiederholen - Widerstände werden in einer Vielzahl genormter, abgestufter ennwerte gefertigt. k-faktor: k x x k Proportionalitätsfaktor zwischen zwei benachbarten ennwerten x Anzahl der ennwerte innerhalb einer Dekade ennwert: ennwiderstand: i i k i k Toleranz: k 0% i x Größenordnung mit ; i i-te ennwerte innerhalb einer Dekade i, 2, x Toleranzbereich: Größenordnung typisch 0-9 Ω (Ω, kω, MΩ, GΩ) + E-eihe Anzahl der ennwerte k-faktor ennwerte ; 2 ; 3. maximale Toleranz Δ 3 E 3 x 3 2.54.0; 2.2; 4.7 36 % 6 E 6 x 6.468.0;.5; 2.2; 3.3; 4.7; 6.8 20 % 2 E 2 x 2.22.0;.2;.5;.8; 2.2; 3.3 8.2 % 24 E 24 x 24.0.0;.;.2;.3;.5;.6 9. 5 % 48 E 48 x 48.049.00;.05;.;.5;.2;.27. 9.58 2 % 96 E 96 x 96.024.00;.02;.05;.07;.;.3 9.76 % E 92 x 92.02.00;.0;.02;.04;.05;.06... 9.88 0,5 % 4 92
Wertekennzeichnung von Widerständen durch Klartext KM-Code (IC62): XXYXX Z zwei bis vier zählende Ziffern X für Widerstandswert ein Buchstabe Y als Komma und Multiplikator ( 0 Ω, K 3 Ω, M 6 Ω, G 9 Ω, T 2 Ω) ggf. ein Buchstabe Z für Grenzabweichung 6
Wertekennzeichnung von Widerständen durch Farbcodes: 4 Farbringe: E6, E2, E24 (3 für Widerstandsnennwert, für Toleranz) 5 Farbringe: E48, E96, E92 (4 für Widerstandsnennwert, für Toleranz) 6 Farbringe: nur bei Präzisionswiderständen, 6ter Farbring kodiert Temperaturkoeffizient 7