164055. lajstromszámú szabadalom • Hordozó testen elhelyzett többrétegű állandó vagy változtatható értékű ellenállás, ill. poteniométer-pálya
3 164055 4 lényegesen rosszabb a huzalellenállások ohmértékstabilitásánál. A vizsgálatok szerint a lakk-korom kompozíciós ellenálláspálya megengedett ellenállás változása 1000 órás névleges terhelés után 10%, azaz 1000 Kohm-os ellenálláspálya ellenállásváltozása 100 Kohm. Kézenfekvő, hogy ezzel az ellenállásváltozással stabil áramköröket igénylő műszerekben és berendezésekben a használatuk csak erősen korlátozott lehet. Tovább romlik a helyzet, ha az üzemi hőmérséklet eléri a 70 C°-ot. Gyakorlatilag a jelenleg felhasznált lakkréteg ellenálláspályák 100 C° felett a speciális és költséges célokra készült egyedek kivételével nem alkalmazhatók. A hőmérsékleti határok emelésére és az ellenállásstabilitás növelésére újabban a cermet és a fémréteg ellenállásokat fejlesztettek ki. A cermet típusú ellenállásokban szervetlen kötőanyagot alkalmaznak. A gyártó vállalatok által kifejlesztett ellenállásoknál tapasztalható, hogy pl. nikkel-króm és a tantál-tantálnitrid ellenállásoknál az elektromos terhelés alatti ellenállásérték változás 1—2 nagyságrenddel kisebb, mint a hagyományos kristályszénréteg, tömör ellenállások terhelés alatti változása. Éppen ezért került előtérbe világszerte az ellenállások ohmérték stabilitás növelésével egyidejűleg a hőmérsékleti együtthatójának a javítása is. Ugyanis könnyen belátható, ha egy 1000-es T^-val rendelkező ellenállás az üzemi hőmérséklet ingadozásából származó 50—60 C° eltérés esetén 5—6% ellenállásváltozást eredményez, akkor ez az ellenállásváltozás értelmetlenné teszi az eredetileg 1-0,01% ohmértékstabilitású ellenállások alkalmazását. A jelenleg forgalomban lévő nagystabilitású ellenállások T^-a már 50* 10~6 -nál kisebb értékben vannak. A du Pont de Nemours and Co, Inc. 3 052 573 lajstromszámú US szabadalmában a korom vezető anyag helyett fém vezető anyagot alkalmaznak. Ezeknek a jobb hőállóságú és nagyobb ellenállásstabilitású cermet ellenállásoknak a kopásállósága jelenleg még lényegesen rosszabbak mint a lakréteg ellenálláspályáké. Ebből következik, hogy előnyösen felhasználni csak kevesebb forgatást igénylő helyeken lehet pl. beállító potenciométerekben. A fémréteg ellenállások közelítik meg legjobban a huzalellenállások jó elektromos paramétereit, ugyanakkor kisméretűek indukció szegények és jó hőállósággal rendelkeznek, azonban kopásállóságuk különösen magasabb ohmérték tartományban nem kielégítő. A fémréteg ellenálláspályák további jelentős hátránya, hogy a pálya felületének oxidálódása következtében a folyamatos szabályozása a klimatikus vizsgálatok után nagy mértékben leromlik. A kopásállóság növelésére és a réteg oxidációjának megakadályozására bonyolult és költséges konstrukciókat fejlesztettek ki. Az egyik ilyen megoldás kivitele az pl. a hermetikusan zárt pályáról a leszedést rugalmas lemezen keresztül biztosítják. Az ellenállások elektromos paramétereinek Tk, zaj, terhelhetőség, nedvességállóság stb. gyártás közbeni beállítása az ellenállás típusától és a gyártás körülményeitől nagy mértékben függ. Kézenfekvő, hogy még az azonos típusú ellenállások valamennyi elektromos paramétereinek optimumra történő beállítása nem lehetséges. Ezért a gyakorlatban a felhasználástól függő fontos 5 paraméter beállítása történik a többiek rovására. A találmány szerint készített állandó vagy változtatható értékű ellenállások ezeket az előnytelen tulajdonságokat kiküszöbölik és lehetőséget nyújtanak arra, hogy a jó mechanikai tulaj donságo-10 kat mint pl. kopásállóságot, valamint a fontosabb elektromos paraméterek optimumának egyidejű beállítását és így jó minőségű és széleskörű felhasználási területtel rendelkező ellenállásokat lehet készíteni. 15 A találmány lényege abból a megfigyelésből fakad, hogy a különböző típusú ellenállásrétegeknek az elektromos paraméterei egymástól eltérőek, ezért a találmány szerinti többrétegű ellenállások kialakítása ezeknek az eltéréseknek a figyelembevé-20 telével történik. A találmány szerinti többrétegű állandó vagy változtatható értékű ellenállás kialakítása úgy történik, hogy a hordozó testre felvitt ellenállásrétegek közül legalább egy réteg fém, fémoxid vagy 25 cermet réteg. A találmány szerinti ellenállás egyik kiviteli példáját az 1. ábra mutatja be. Ahol az 1 jelenti a fémréteg ellenállást 2 a fémréteg ellenállást bevonó lackréteg vagy cermet típusú ellenállásréteget, a 3 30 pedig a hordozó testet. A hőfoktényező javítását célozza a találmány 2. kiviteli alakja melyet a 2. ábra mutat. Ahol a 4 a szigetelő alapú hordozó testet 5 az ellentétes hőfoktényezőjű ellenállásrétegeket a 6, 7, 8, 9 35 pedig az ellenállásrétegek kivezetőit jelenti. Az így kialakított többrétegű állandó és változtatható ellenállásoknál az arányosan megválasztott ellentétes hőfoktényezőjű ellenállásrétegek eredő ellenállásának Tjj-a megközelítően nulla. 40 Az elektromos paraméterek további javítását célozza a találmány szerint kialakított többrétegű állandó és változtatható értékű ellenállás másik változata, melyben a hordozó testre felvitt ellenállásrétegeket úgy választjuk meg, hogy a 45 rétegek közül legalább két réteg hőfoktényezőjének előjele egymáshoz képest eltérő értékű legyen. Ezzel az intézkedéssel, az egyik réteg jobb hőfoktényezője javítja az eredő ellenállás elektromos paramétereit. 50 A találmány által kialakított ellenállás kombináció lehetővé teszi egyrészt a mechanikai tulajdonságok pl. kopásállóság növelését, másrészt az elektromos paraméterek nevezetesen a terhelhetőség, nedvességállóság, zaj és a hőfoktényezőjének 55 egyidejű javítását. Ezzel lehetőség nyílik a változtatható értékű kivitelben az ohmértéktartomány további kiterjesztése, valamint a nagy forgatást igénylő helyeken való alkalmazására. Szabadalmi igénypontok: 1. Hordozó testen elhelyezett több rétegből álló, 65 állandó vagy változtatható értékű ellenállás, ill. 2
