1. Điện trở than ép dạng thanh hoặc trụ chế tạo từ bột than (cacbon, chất dẫn điện rất tốt) trộn với chất liên
kết (thường lμ pheno, chất không dẫn điện). Nung nóng để lμm hoá thể rắn hỗn hợp trên theo dạng hình
trụ vμ được bảo vệ bằng một lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn. Trở kháng của sản phẩm cuối cùng phụ
thuộc vμo tỉ lệ của cacbon so với chất không dẫn điện cũng như khoảng cách giữa các đầu dây. Điện trở
hợp chất carbon có độ ổn định cao, lμ loại điện trở phổ biến nhất, có công suất danh định từ 1/8W đến 1W
hoặc 2W. Loại điện trở nμy có trị số có thể rất nhỏ hoặc rất lớn, giá trị từ 10Ω đến 20M Ω . Mặt khác, nó
mang tính thuần trở, các yếu tố điện dung cũng như điện cảm hầu như không đáng kể. Điều nμy lμm cho
điện trở hợp chất carbon được sử dụng rộng rãi trong các bộ xử lý tín hiệu radio.
3. Điện trở mμng kim loại (còn gọi lμ điện trở dạng phim – film resistor) chế tạo theo cách kết lắng mμng
Ni-Cr trên thân gốm có xẻ rãnh xoắn sau đó phủ lớp sơn, loại nμy có độ ổn định cao hơn loại than nhưng
giá thμnh cũng cao hơn vμi lần.
4. Điện trở oxit kim loại: kết lắng mμng oxit thiếc trên thanh SiO2, có khả năng chống nhiệt vμ chống ẩm
tốt, công suất danh định 1/2W
5. Điện trở dây quấn thường dùng khi yêu cầu giá trị điện trở rất thấp, chịu dòng lớn vμ công suất từ 1W
đến 25W (trường hợp đặc biệt chúng chính lμ bộ đốt nóng bằng điện vμ có công suất lên tới hμng ngμn
oat). Nó được cấu tạo bằng cách sử dụng một đoạn dây dẫn lμm từ chất không dẫn điện tốt, ví dụ như
nicrome. Dây dẫn sẽ quấn quanh một vật hình trụ giống như một cuộn dây (nên còn được gọi lμ điện trở
cuộn dây). Trở kháng khi đó phụ thuộc vμo vật liệu lμm dây dẫn, đường kính vμ chiều dμi dây dẫn. Nhược
điểm chính của điện trở loại nμy lμ nó hoạt động như một bộ cảm ứng điện từ, nghĩa lμ không phù hợp với
các mạch tần số cao.
9 trang |
Chia sẻ: trungkhoi17 | Lượt xem: 501 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tài liệu Điện trở, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Điện trở (Resistor)
1 - Định nghĩa vμ ký hiệu
a - Định nghĩa
Điện trở lμ linh kiện dùng để ngăn cản dòng điện trong mạch. Nói một cách khác lμ nó điều khiển mức
dòng vμ điện áp trong mạch.
Để đạt đ−ợc một giá trị dòng điện mong muốn tại một điểm nμo đó của mạch điện hay giá trị điện áp
mong muốn giữa hai điểm của mạch ng−ời ta phải dùng điện trở có giá trị thích hợp. Tác dụng của điện
trở không khác nhau trong mạch điện một chiều vμ cả mạch xoay chiều, nghĩa lμ chế độ lμm việc của
điện trở không phụ thuộc vμo tần số của tín hiệu tác động lên nó. Hầu hết điện trở đều lμm từ chất cách
điện vμ nó có mặt ở hầu khắp các mạch điện. Có thể xác định giá trị điện trở theo định luật Ohm nh− sau:
Trong chế độ tĩnh: R =
I
U
[Ω]
Trong chế độ tín hiệu nhỏ: r =
i
uhay
I
U
∂
∂
Δ
Δ
gọi lμ điện trở vi phân
Với U: sụt áp trên điện trở [V] I : dòng điện chạy qua điện trở [A]
Các giá trị của R th−ờng lμ : mΩ, Ω ,kΩ , MΩ ,GΩ.
Điện trở dẫn cả dòng một chiều vμ xoay chiều. Điện áp vμ dòng điện trên điện trở thuần có độ lệch pha
bằng 0 (cùng pha).
b - Ký hiệu của điện trở trong m ạch điện
1/8 W 1/4 W 1/2 W
I
1 W
V
5 W
X
10 W
Điện trở th−ờng
Điện trở biến đổi
Điện trở
công suất
Hình dáng thực tế:
c - Cấu trúc của điện trở
Điện trở có nhiều dạng kết cấu khác nhau tuỳ theo loại nh−ng nói chung có thể biểu diễn cấu trúc tổng
quát của một điện trở nh− sau:
Vật liệu cản điện
Mũ chụp vμ chân
Vỏ bọc Lõi
2 - C cá tham số kỹ thuật đặc tr−ng cho điện trở.
m lμ: giá trị điện trở tính bằng Ohm ( ); sai số hay
bản, yêu cầu đối với trị số lμ ít thay đổi theo nhiệt độ , độ ẩm , thời gian -
, kích th−ớc của điện trở vμ nhiệt độ môi tr−ờng.
Khi sử dụng một điện trở thì các tham số cần quan tâ Ω
dung sai lμ mức thay đổi t−ơng đối của giá trị thực so với giá trị sản xuất danh định ghi trên nó tính theo
phần trăm (%); công suất tối đa cho phép tính bằng oat (W) vμ đôi khi cả tham số về đặc điểm cấu tạo vμ
loại vật liệu đ−ợc dùng để chế tạo điện trở.
a - Trị số điện trở vμ dung sai
Trị số của điện trở lμ tham số cơ
Nó đặc tr−ng cho khả năng cản điện của điện trở.
Trị số của điện trở phụ thuộc vμo vật liệu cản điện
Công thức: R =
S
l.ρ
Trong đó:
uất của vật liệu cản điện [Ωm]
[m]
Dung sai (sai số) biểu thị mức độ chênh lệch trị số thực tế của điện trở so với trị số danh định vμ đ−ợc tính
Dung sai đ−ợc tính :
ρ: điện trở s
l: chiều dμi dây dẫn
S: tiết diện dây dẫn [m2]
theo %.
%100.
dd
ddtt
R
RR −
Với Rtt vμ Rdd lμ giá trị điện trở thực tế vμ danh định
h xác
cầu độ
thuật
ờng
b - Công suất tiêu tán cho phép (P
u tán năng l−ợng điện d−ới dạng nhiệt, với công suất lμ:
Dựa vμo đó ng−ời ta sản xuất điện trở theo 5 cấp chín
Cấp 005 : có sai số ± 0.5% Dùng trong mạch yêu
Cấp 001 : có sai số ± 0.1% chính xác cao
Cấp I : có sai số ± 5% Dùng trong kỹ
Cấp II : có sai số ± 10% mạch điện tử thông th−
Cấp III : có sai số ± 20%
tt max)
Khi có dòng điện chạy qua điện trở sẽ tiê
RI
R
U 22Ptt .== [W]
Tuỳ theo vật liệu cản điện đ−ợc dùng mμ điện trở chỉ chịu đ−ợc tới một nhiệt độ nμo đó. Vì vậy số W
ện trở có thể chịu đựng đ−ợc, nếu quá ng−ỡng
chính lμ thông số cho biết khả năng chịu nhiệt của điện trở.
Công suất tiêu tán cho phép lμ công suất điện cao nhất mμ đi
đó thì điện trở sẽ nóng lên vμ có thể bị cháy.
RI
R
U 22maxPtt .maxmax ==
Để điện trở lμm việc bình th−ờng thì:
ng th
Trong đó 2 lμ hệ số an toμn. Tr−ờng hợp đặc biệt có thể chọn hệ số an toμn lớn hơn.
Ptt < Ptt max
Thô −ờng ng−ời ta sẽ chọn công suất của điện trở theo công thức:
PR ≥ 2Ptt
Điện trở than có công suất tiêu tán thấp trong khoảng 0.125; 0.25; 0.5;1.2W
Điện trở dây quấn có công suất tiêu tán từ 1W trở lên vμ công suất cμng lớn thì yêu cầu điện trở có kích
p nguồn tập trung dòng mạnh nên các điện trở phải có kích
độ môi tr−ờng vμ đ−ợc tính theo
th−ớc cμng to (để tăng khả năng toả nhiệt).
Trong tất cả các mạch điện, tại khu vực cấ
th−ớc lớn. Ng−ợc lại, tại khu vực xử lý tín hiệu, nơi có dòng yếu nên các điện trở có kích th−ớc nhỏ bé.
c - Hệ số nhiệt của điện trở: TCR (temperature co-efficient of resistor)
Hệ số nhiệt của điện trở biểu thị sự thay đổi trị số của điện trở theo nhiệt
công thức:
%100..1
T
R
R
TCR Δ
Δ= [ppm/0C]
ΔR: l−ợng thay đổi của trị số điện trở khi nhiệt thay đổi một l−ợng ΔT.
TCR l TCR cμng bé tức độ ổn định
iệc ổn định nhất ở nhiệt độ 20°C. Khi nhiệt độ tăng hay giảm thì trị số của điện trở
ốn có sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ nh− chất dẫn điện thông th−ờng, nghĩa lμ trị số của
vμ ΔT nh− sau:
μ trị số biến đổi t−ơng đối tính theo phần triệu của điện trở trên 1°C.
nhiệt độ cμng cao.
Điện trở than lμm v
than đều tăng.
Điện trở dây cu
điện trở tăng giảm theo sự giảm tăngcủa nhiệt độ.
Có thể tính sự thay đổi của trị số điện trở theo TCR
TTCRRR Δ±=Δ .. [Ω ]
106
⇒ TCR cμng nhỏ cμng tốt. Để TCR→ 0 thì ng−ời ta th−ờng dùng vật liệu cản điện có ρ ≈ 0.5μΩm vμ có
inh thể, mμng kim loại (Ni Cr), mμng oxit kim loại.
xáo động nhiệt vμ tạp âm dòngđiện.
các trở kháng, trở tĩnh d−ới ảnh h−ởng của
dòng điện lμ do các thay đổi bên trong của điện trở khi có dòng điện chạy qua nó.
Mức t im loại
n điện trở
g để tiện cho việc sử dụng, nh− lμ: trị số điện trở, dung
(ví dụ nh− điện trở dây quấn) thì ng−ời ta ghi đầy đủ giá trị vμ đơn vị đo
Ω, dung sai 10%, công suất tiêu tán cho phép lμ 1W).
b - G
ị Ohm. Quy −ớc nh− sau:
; M = MΩ; K = KΩ.
hệ số nhiệt của điện trở ````nhỏ.
Ví dụ: Bột than nén, mμng than t
d - Tạp âm của điện trở
Có 2 loại tạp âm lμ tạp âm
+ Tạp âm xáo động nhiệt lμ loại tạp âm chung cho tất cả
nhiệt độ.
+ Tạp âm
ạp âm chủ yếu phụ thuộc vμo vật liệu cản điện, bột than nén có mức tạp âm cao nhất, mμng k
vμ dây quấn có mức tạp âm thấp nhất.
3 - C cáh ghi vμ đọc tham số trên thâ
Trên thân điện trở th−ờng ghi các tham số đặc tr−n
sai, công suất tiêu tán (nếu có). Có thể ghi trực tiếp trên thân điện trở hoặc theo qui −ớc.
a - Cách ghi trực tiếp
Nếu thân điện trở đủ lớn
Ví dụ: 220K 1W
(điện trở có trị số 220
hi theo qui −ớc
Không ghi đơn v
+ Các chữ cái biểu thị đơn vị: R (hoặc E) = Ω
+ Vị trí của chữ cái biểu thị dấu thập phân
+ Chữ số cuối biểu thị hệ số nhân
Ví dụ: 6R8 = 6.8Ω
R3 = 0.3Ω
K47 = 0.47K Ω
7Ω
i −ớc
thị trị số (chữ số cuối chỉ hệ số nhân hay số số 0 thêm vμo) vμ chữ cái để chỉ %
= 1%; G = 2%; J = 5%; K = 10%; M =20%
dụ:
i −ớc
ở có kích th−ớc nhỏ (ví dụ nh− điện trở than) thì ng−ời ta không thể ghi số vμ chữ lên
hỉ số có nghĩa thực
iện trở
Mμu
Trị số
Vạch 1,2
Hệ số
Vạch 3 (4)
Dung sai
V
150 = 150Ω
2M2 = 2.2MΩ
4R7 = 4E7 = 4.
332R = 33.100 Ω
Qu theo mã
Gồm các số để chỉ
dung sai.
F
Ví 681J = 680Ω 5%
153K = 15000Ω 10%
4703G = 470 KΩ 2%
Qu màu
Khi các điện tr
đ−ợc. Ng−ời ta sử dụng các vạch mầu để ghi tham số. Có 2 loại vòng mầu lμ loại 4 mầu vμ 5 mầu.
4vòng mầu
Hai vòng đầu chỉ số có nghĩa thực
Vòng ba chỉ số số 0 thêm vμo
Vòng bốn chỉ dung sai
5 vòng mầu
Ba vòng đầu c
Vòng bốn chỉ số số 0 thêm vμo
Vòng năm chỉ dung sai
Bảng quy −ớc mμu cho đ
thực
(3)
nhân
ạch 4 (5)
Đen 0 10 0
Nâu 1 101 1 %
Đỏ 2 102 2%
Cam 3 103 -
Vμng 4 104 -
Lục 5 105 -
Lam 6 106 -
Tím 7 107 -
Xám 8 108 -
Trắng 9 109 -
Vμng kim 5 %- 10-1
Bạch kim - 10-2 10%
Chú ý:
òng 1 lμ vòng gần đầu điện trở hơn vòng cuối cùng. Tuy nhiên, có nhiều điện trở có kích th−ớc
μo gần đầu điện trở hơn, khi đó ta xem vòng nμo đ−ợc tráng nhũ thì vòng đó
lμ vòn
nhỏ nhất đến lớn nhất mμ chỉ chế tạo điện trở
có trị số theo tiêu chuẩn (xem bảng d n những giá trị đặc biệt phải chọn giá trị gần
trong
K
+ V
nhỏ nên khó phân biệt đầu n
g cuối. Nên để điện trở ra xa vμ quan sát bằng mắt, khi đó ta sẽ không nhìn thấy vòng tráng nhũ,
nghĩa lμ dễ dμng nhận ra đ−ợc vòng nμo lμ vòng 1.
+ Tr−ờng hợp chỉ có 3 vòng mμu thì sai số lμ ± 20%
+ Ng−ời ta không chế tạo điện trở có đủ các trị số từ
−ới đây). Do vậy nếu cầ
bảng nhất hoặc phải đấu nối kết hợp nhiều điện trở với nhau để có giá trị thích hợp.
Bảng các giá trị sản xuất thực của điện trở
<10 Ω Ω Ω MΩ
0,33 10 180 1 18,0 0,27 6,5
0,5 12 220 1 ,2 22,0 0,33 8,2
1 15 270 1,5 27,0 0,39 10,0
1 ,5 18 330 1,8 33,0 0,47 12,0
2 22 390 2,2 39,0 0,56 15,0
3 27 470 2,7 47,0 0,68 18,0
3 ,3 33 560 3,3 56,0 0,82 22,0
3,9 39 680 3,9 68,0 1,0
4 47 820 4,7 82,0 1,2
4 ,7 56 5,6 100 1,8
5 68 6,8 120 2,2
5,6 82 8,2 150 2,7
6 100 10,0 180 3,3
6,5 120 12,0 220 4,7
8 150 15,0 5,6
4. C cá kiểu mắc điện trở
n trở nối ếp nhau nh− hình vẽ, khi đó 3 điện trở nμy sẽ t−ơng đ−ơng với 1 điện trở Rtd.
a. Mắc nối tiếp
tiGiả sử mắc 3 điệ
baba RtdR3R2R1
Khi sử dụng điện trở thì cần quan tâm tới hai thông số kỹ thuật lμ trị số điện trở R vμ công suất tiêu tán P
của nó. Bằng cách mắc nối tiếp nhiều điện trở ta sẽ có điện trở t−ơng đ−ơng có tham số nh− sau:
Rtd = R1 + R2 + R3 (1)
b. Mắc song song
Giả sử mắc 3 điện trở song song, khi đó coi nh− ta có 1 điện trở t−ơng đ−ơng Rtd
ba
b
a
Rtd
R3R2R1
Rtd có trị số điện trở vμ công suất tiêu tán nh− sau:
3
1
2
1
1
11
RRRRtd
++= (2)
Nếu mắc điện trở kiểu hỗn hợp (vừa nối tiếp, vừa song song) thì ta tính điện trở t−ơng đ−ơng theo các
công thức (1) vμ (2) còn công suất tiêu tán thì bằng tổng công suất tiêu tán của các điện trở thμnh phần.
Chú ý: Khi ghép nối điện trở nên chọn loại có cùng công suất nhiệt để tránh hiện t−ợng có một điện trở
chịu nhiệt lớn. Khi thay thế điện trở cũng cần phải thay bằng điện trở không chỉ cùng trị số mμ còn phải
cùng công suất nhiệt.
5 - Phân loại vμ ứng dụng của điện trở
a - Phân loại
Có nhiều cách phân loại điện trở. Thông th−ờng ng−ời ta chia thμnh 2 loại lμ điện trở có trị số cố định vμ
điện trở có trị số biến đổi (biến trở). Trong mỗi loại lại đ−ợc chia nhỏ hơn theo những chỉ tiêu khác nhau
Điện trở có trị số cố định th−ờng đ−ợc phân loại:
+ Theo vật liệu cản điện
1. Điện trở than ép dạng thanh hoặc trụ chế tạo từ bột than (cacbon, chất dẫn điện rất tốt) trộn với chất liên
kết (th−ờng lμ pheno, chất không dẫn điện). Nung nóng để lμm hoá thể rắn hỗn hợp trên theo dạng hình
trụ vμ đ−ợc bảo vệ bằng một lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn. Trở kháng của sản phẩm cuối cùng phụ
thuộc vμo tỉ lệ của cacbon so với chất không dẫn điện cũng nh− khoảng cách giữa các đầu dây. Điện trở
hợp chất carbon có độ ổn định cao, lμ loại điện trở phổ biến nhất, có công suất danh định từ 1/8W đến 1W
hoặc 2W. Loại điện trở nμy có trị số có thể rất nhỏ hoặc rất lớn, giá trị từ 10Ω đến 20MΩ . Mặt khác, nó
mang tính thuần trở, các yếu tố điện dung cũng nh− điện cảm hầu nh− không đáng kể. Điều nμy lμm cho
điện trở hợp chất carbon đ−ợc sử dụng rộng rãi trong các bộ xử lý tín hiệu radio.
3. Điện trở mμng kim loại (còn gọi lμ điện trở dạng phim – film resistor) chế tạo theo cách kết lắng mμng
Ni-Cr trên thân gốm có xẻ rãnh xoắn sau đó phủ lớp sơn, loại nμy có độ ổn định cao hơn loại than nh−ng
giá thμnh cũng cao hơn vμi lần.
4. Điện trở oxit kim loại: kết lắng mμng oxit thiếc trên thanh SiO2, có khả năng chống nhiệt vμ chống ẩm
tốt, công suất danh định 1/2W
5. Điện trở dây quấn th−ờng dùng khi yêu cầu giá trị điện trở rất thấp, chịu dòng lớn vμ công suất từ 1W
đến 25W (tr−ờng hợp đặc biệt chúng chính lμ bộ đốt nóng bằng điện vμ có công suất lên tới hμng ngμn
oat). Nó đ−ợc cấu tạo bằng cách sử dụng một đoạn dây dẫn lμm từ chất không dẫn điện tốt, ví dụ nh−
nicrome. Dây dẫn sẽ quấn quanh một vật hình trụ giống nh− một cuộn dây (nên còn đ−ợc gọi lμ điện trở
cuộn dây). Trở kháng khi đó phụ thuộc vμo vật liệu lμm dây dẫn, đ−ờng kính vμ chiều dμi dây dẫn. Nh−ợc
điểm chính của điện trở loại nμy lμ nó hoạt động nh− một bộ cảm ứng điện từ, nghĩa lμ không phù hợp với
các mạch tần số cao.
6. Điện trở mạch tích hợp lμ các điện trở đ−ợc chế tạo ngay trên một chip bán dẫn tạo
thμnh một IC. Độ dμi, loại vật liệu vμ độ tập trung của các chất pha trộn thêm vμo sẽ quyết
định giá trị của điện trở.
+ Theo công dụng
Loại chính xác
Loại bán chính xác
Loại đa dụng
Loại công suất
Điện trở có trị số thay đổi (biến trở – VR – Variable Resistor) có ký hiệu, hình dáng vμ cấu tạo
nh− hình d−ới đây.
Trong nhiều tr−ờng hợp khi muốn thay đổi giá trị trở kháng một cách linh hoạt vμ thuận tiện ng−ời ta phải
sử dụng các linh kiện có trở kháng thay đổi, sự thay đổi nμy phụ thuộc vμo vị trí của con tr−ợt (gọi lμ
potentionmeter)
Biến trở còn đ−ợc gọi lμ chiết áp đ−ợc cấu tạo gồm một điện trở mμng than hay dây quấn có dạng hình
cung góc quay 2700. Chiết áp có một trục xoay ở giữa nối với một con tr−ợt lμm bằng than (cho biến trở
dây quấn) hay lμm bằng kim loại cho biến trở than, con tr−ợt sẽ ép lên mặt điện trở để tạo kiểu nối tiếp
xúc lμm thay đổi trị số điện trở khi xoay trục.
Biến trở dây quấn lμ loại biến trở tuyến tính có trị số điện trở tỉ lệ với góc xoay. Biến trở than lμ loại biến
trở phi tuyến có trị số điện trở thay đổi theo hμm logarit với góc xoay (tức lμ ban đầu tăng nhanh sau con
chạy cμng dịch ra xa giá trị điện trở sẽ cμng tăng chậm lại). Loại than có công suất danh định thấp từ 1/4
– 1/2 W với giá trị điển hình: 100, 220, 470, 1K, 2.2K, 4.7K, 10K, 22K, 47K, 100K, 220K, 470K, 1M,
2.2M vμ 4.7M. Loại dây quấn có công suất danh định cao hơn từ 1W đến 3W với các giá trị điển hình: 10,
20, 47, 100, 220, 470, 1K, 2.2K, 4.7K, 10K, 22K vμ 47K.
Có 3 loại biến trở: đa dụng, chính xác vμ điều chuẩn (loại nμy còn gọi lμ trimơ, nó không có trục xoay mμ
phải điều chỉnh bằng cái vặn vit với độ chính xác rất cao)
b - ứng dụng của điện trở
Trong sinh hoạt, điện trở đ−ợc dùng để chế tạo các loại dụng cụ điện nh− bμn lμ, bếp điện, bóng đèn sợi
đốt.
Trong công nghiệp, điện trở đ−ợc dùng để chế tạo các thiết bị sấy, s−ởi, giới hạn dòng điện khởi động của
động cơ.
Trong lĩnh vực điện tử, điện trở đ−ợc sử dụng để giới hạn dòng điện, tạo sụt áp, phân áp, định hằng số thời
gian, phối hợp trở kháng, tiêu thụ năng l−ợng.
c - Một số điện trở đặc biệt
+ Điện trở nhiệt (Th Thermistor)
Lμ một linh kiện có trị số điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Có 2 loại nhiệt trở lμ nhiệt trở âm vμ nhiệt
trở d−ơng. Trị số của nhiệt trở ghi trong sơ đồ lμ trị số đo đ−ợc ở 250 C.
Ký hiệu vμ hình dáng của nhiệt trở:
Nhiệt trở có hệ số nhiệt d−ơng lμ loại điện trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số của nó tăng lên vμ
t° t0 t0P P P P
con tr−ợt
1 2 3
ng−ợc lại. Nếu nhiệt trở lμm bằng vật liệu kim loại thì nó có hệ số nhiệt d−ơng. Điều nμy đ−ợc giải thích
lμ khi nhiệt độ tăng các nguyên tử ở các nút mạng sẽ dao động mạnh vμ lμm cản trở quá trình di chuyển
của điện tử.
Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm lμ loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì điện trở của nó giảm xuống vμ
ng−ợc lại khi nhiệt độ thấp hơn thì điện trở của nó tăng lên.
Các chất bán dẫn th−ờng có hiệu ứng nhiệt âm (NTC). Trong chất bán dẫn không chỉ có vận tốc của hạt
dẫn, mμ quan trọng hơn, cả số l−ợng hạt dẫn cũng thay đổi theo nhiệt độ. Tại nhiệt độ thấp, các điện tử vμ
lỗ trống không đủ năng l−ợng để nhẩy từ vùng hoá trị lên vùng dẫn. Khi tăng nhiệt độ khiến các hạt dẫn
đủ năng l−ợng để v−ợt qua vùng cấm, bởi thế độ dẫn sẽ gia tăng cùng với nhiệt độ. Nói cách khác khi
nhiệt độ tăng thì trở kháng chất bán dẫn giảm. Với các chất NTC thì quan hệ giữa điện trở vμ nhiệt độ theo
luật:
)2/11/1.(
2
1 TTBe
R
R −=
trong đó:
• B = Eg / K lμ hệ số nhiệt trở
• R1 ; R2 lμ điện trở chất bán dẫn tại nhiệt độ T1 vμ
T2.
• Eg lμ độ rộng vùng cấm.
• K lμ hằng số Boltzmann.
Biến đổi công thức trên ta đ−ợc:
2/11/1
)/ln( 21
TT
RRB −=
Hình trên thể hiện sự phụ thuộc của điện trở vμo nhiệt độ của chất NTC với các giá trị khác nhau của R.
Tuy nhiên, các chất nhậy cảm nhiệt có thể có hiệu ứng nhiệt d−ơng, bởi thế chúng đ−ợc gọi lμ các chất
PTC. Nhiệt trở th−ờng đ−ợc sử dụng để ổn định nhiệt cho các mạch của thiết bị điện tử (đặc biệt lμ tầng
khuếch đại công suất) để điều chỉnh nhiệt độ hay lμm linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự động điều
khiển theo nhiệt độ.
Ví dụ: Trong các bộ ampli, khi hoạt động lâu các sò công suất sẽ nóng lên, nhờ sử dụng nhiệt trở mμ sự
thay đổi của nhiệt độ đ−ợc thể hiện ở sự thay đổi của trị số điện trở lμm cho dòng điện qua sò công suất
yếu đi, tức lμ bớt nóng hơn.
+ Điện trở tuỳ áp (VDR - Voltage Dependent Resistor)
VDR còn gọi lμ varistor lμ một linh kiện bán dẫn có trị số điện trở thay đổi khi điện áp đặt lên nó
thay đổi.
Ký hiệu vμ hình dáng của VDR nh− hình sau:
Khi điện áp giữa hai cực ở d−ới trị số quy định thì VDR có trị số điện trở rất lớn coi nh− hở mạch.
Khi điện áp nμy tăng lên thì VDR sẽ có trị số giảm xuống để ổn định điện áp ở hai đầu nó. Giá trị
điện áp mμ VDR ổn định đ−ợc cho tr−ớc bởi nhμ sản xuất, đây chính lμ thông số đặc tr−ng cho
VDR.
VDR VDR
VDR th−ờng đ−ợc mắc song song với các cuộn dây có hệ số tự cảm lớn để dập tắt các điện áp cảm
ứng quá cao khi cuộn dây bị mất dòng điện đột ngột tránh lμm hỏng các linh kiện trong mạch.
+ Điện trở quang (Photo Resistor)
Điện trở quang hay còn gọi lμ quang trở lμ thiết bị bán dẫn nhậy cảm với bức xạ điện từ quanh phổ
ánh sáng nhìn thấy (có b−ớc sóng từ 380 vμ 780 nm).
Quang trở đ−ợc tạo nên từ một lớp vật liệu bán dẫn mỏng, th−ờng lμ CdS (Cadmi sulfua). Bức xạ ánh
sáng ngẫu nhiên sẽ truyền một phần năng l−ợng của nó cho các cặp điện tử-lỗ trống, các cặp nμy có
thể đạt mức năng l−ợng đủ lớn để nhẩy lên vùng dẫn. Kết quả hình thμnh nhiều cặp hạt dẫn tự do,
khiến độ dẫn tăng vμ trở kháng giảm. Số l−ợng các hạt dẫn tạo ra sẽ tỷ lệ với c−ờng độ bức xạ ánh
sáng. Độ chiếu sáng cμng mạnh thì điện trở có trị số cμng nhỏ vμ ng−ợc lại. Khi quang trở bị che tối
điện trở của nó khoảng vμi trăm KΩ đến vμi MΩ. Khi đ−ợc chiếu sáng thì giá trị điện trở nμy
khoảng vμi trăm Ω đến vμi KΩ.
Trong ứng dụng thực tế một điện áp ngoμi sẽ đ−ợc đấu vμo các cực của quang trở. Cho ánh sáng
chiếu vμo, khi đó dòng có thể chảy qua quang trở vμ chảy trong mạch ngoμi với c−ờng độ tuỳ thuộc
vμo c−ờng độ sáng.
Quang trở th−ờng đ−ợc sử dụng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng nh−: phát hiện
ng−ời qua cửa, tự động mở đèn khi trời tối, điều chỉnh độ sáng vμ độ nét tự động ở mμn hình LCD,
camera
(các thông số cụ thể của quang trở xem chi tiết ở ch−ơng 4 - Linh kiện quang điện tử)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- tai_lieu_dien_tro.pdf