無源元件之――電阻器基礎(chǔ)知識

電阻、電容、電感是常見且重要的無源器件，本系列文章將分為三篇分別介紹這三種元件的詳細的基礎(chǔ)知識。本文的電阻介紹將會從電阻的型號命名、分類、主要特性參數(shù)、電阻器阻值標示方法、常用電阻器。

導電體對電流的阻礙作用稱為電阻，用符號R表示，單位為歐姆、千歐、兆歐，分別用Ω、KΩ、MΩ表示。

一、電阻的型號命名方法：

國產(chǎn)電阻器的型號由四部分組成(不適用敏感電阻)

第一部分：主稱 ，用字母表示，表示產(chǎn)品的名字。如R表示電阻，W表示電位器。

第二部分：材料 ，用字母表示，表示電阻體用什么材料組成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有機實心、N-無機實心、J-金屬膜、Y-氮化膜、C-沉積膜、I-玻璃釉膜、X-線繞。

第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個別類型用字母表示，表示產(chǎn)品屬于什么類型。1-普通、2-普通、3-超高頻 、4-高阻、5-高溫、6-精密、7-精密、8-高壓、9-特殊、G-高功率、T-可調(diào)。

第四部分 ： 序號，用數(shù)字表示，表示同類產(chǎn)品中不同品種，以區(qū)分產(chǎn)品的外型尺寸和性能指標等 例如：R T 1 1 型普通碳膜電阻

二、電阻器的分類

1、線繞電阻器：通用線繞電阻器、精密線繞電阻器、大功率線繞電阻器、高頻線繞電阻器。

2、薄膜電阻器：碳膜電阻器、合成碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、化學沉積膜電阻器、玻璃釉膜電阻器、金屬氮化膜電阻器。

3、實心電阻器：無機合成實心碳質(zhì)電阻器、有機合成實心碳質(zhì)電阻器。

4、敏感電阻器：壓敏電阻器、熱敏電阻器、光敏電阻器、力敏電阻器、氣敏電阻器、濕敏電阻器。

三、主要特性參數(shù)

1、標稱阻值：電阻器上面所標示的阻值。

2、允許誤差：標稱阻值與實際阻值的差值跟標稱阻值之比的百分數(shù)稱阻值偏差，它表示電阻器的精度。允許誤差與精度等級對應關(guān)系如下：±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ級、±10%-Ⅱ級、±20%-Ⅲ級

3、額定功率：在正常的大氣壓力90-106.6KPa及環(huán)境溫度為-55℃～+70℃的條件下，電阻器長期工作所允許耗散的最大功率。

線繞電阻器額定功率系列為(W)：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500

非線繞電阻器額定功率系列為(W)：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100

4、額定電壓：由阻值和額定功率換算出的電壓。

5、最高工作電壓：允許的最大連續(xù)工作電壓。在低氣壓工作時，最高工作電壓較低。

6、溫度系數(shù)：溫度每變化1℃所引起的電阻值的相對變化。溫度系數(shù)越小，電阻的穩(wěn)定性越好。阻值隨溫度升高而增大的為正溫度系數(shù)，反之為負溫度系數(shù)。

7、老化系數(shù)：電阻器在額定功率長期負荷下，阻值相對變化的百分數(shù)，它是表示電阻器壽命長短的參數(shù)。

8、電壓系數(shù)：在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，電壓每變化1伏，電阻器的相對變化量。

9、噪聲：產(chǎn)生于電阻器中的一種不規(guī)則的電壓起伏，包括熱噪聲和電流噪聲兩部分，熱噪聲是由于導體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運動，使導體任意兩點的電壓不規(guī)則變化。

四、電阻器阻值標示方法

1、直標法：用數(shù)字和單位符號在電阻器表面標出阻值，其允許誤差直接用百分數(shù)表示，若電阻上未注偏差，則均為±20%。

2、文字符號法：用阿拉伯數(shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示標稱阻值，其允許偏差也用文字符號表示。符號前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值。

表示允許誤差的文字符號

文字符號 D F G J K M

允許偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%

3、數(shù)碼法：在電阻器上用三位數(shù)碼表示標稱值的標志方法。數(shù)碼從左到右，第一、二位為有效值，第三位為指數(shù)，即零的個數(shù)，單位為歐。偏差通常采用文字符號表示。

4、色標法：用不同顏色的帶或點在電阻器表面標出標稱阻值和允許偏差。國外電阻大部分采用色標法。

黑-0、棕-1、紅-2、橙-3、黃-4、綠-5、藍-6、紫-7、灰-8、白-9、金-±5%、銀-±10%、無色-±20%

當電阻為四環(huán)時，最后一環(huán)必為金色或銀色，前兩位為有效數(shù)字， 第三位為乘方數(shù)，第四位為偏差。

當電阻為五環(huán)時，最後一環(huán)與前面四環(huán)距離較大。前三位為有效數(shù)字， 第四位為乘方數(shù)， 第五位為偏差。

五、常用電阻器

1、電位器

電位器是一種機電元件，他靠電刷在電阻體上的滑動，取得與電刷位移成一定關(guān)系的輸出電壓。

1.1 合成碳膜電位器

電阻體是用經(jīng)過研磨的碳黑，石墨，石英等材料涂敷于基體表面而成，該工藝簡單，是目前應用最廣泛的電位器。特點是分辯力高耐磨性好，壽命較長。缺點是電流噪聲，非線性大， 耐潮性以及阻值穩(wěn)定性差。

1.2 有機實心電位器

有機實心電位器是一種新型電位器，它是用加熱塑壓的方法，將有機電阻粉壓在絕緣體的凹槽內(nèi)。有機實心電位器與碳膜電位器相比具有耐熱性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的優(yōu)點。但溫度系數(shù)大、動噪聲大、耐潮性能差、制造工藝復雜、阻值精度較差。在小型化、高可靠、高耐磨性的電子設(shè)備以及交、直流電路中用作調(diào)節(jié)電壓、電流。

1.3 金屬玻璃鈾電位器

用絲網(wǎng)印刷法按照一定圖形，將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上，經(jīng)高溫燒結(jié)而成。特點是：阻值范圍寬，耐熱性好，過載能力強，耐潮，耐磨等都很好，是很有前途的電位器品種，缺點是接觸電阻和電流噪聲大。

1.4 繞線電位器

繞線電位器是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體，并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線電位器特點是接觸電阻小，精度高，溫度系數(shù)小，其缺點是分辨力差，阻值偏低，高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調(diào)零和工作點等。

1.5 金屬膜電位器

金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點是分辯力高、耐高溫、溫度系數(shù)小、動噪聲小、平滑性好。

1.6 導電塑料電位器

用特殊工藝將DAP(鄰苯二甲酸二稀丙脂)電阻漿料覆在絕緣機體上，加熱聚合成電阻膜，或?qū)AP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內(nèi)形成的實心體作為電阻體。特點是：平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長、動噪聲小、可靠性極高、耐化學腐蝕。用于宇宙裝置、導彈、飛機雷達天線的伺服系統(tǒng)等。

1.7 帶開關(guān)的電位器

有旋轉(zhuǎn)式開關(guān)電位器、推拉式開關(guān)電位器、推推開關(guān)式電位器

1.8 預調(diào)式電位器

預調(diào)式電位器在電路中，一旦調(diào)試好，用蠟封住調(diào)節(jié)位置，在一般情況下不再調(diào)節(jié)。

1.9 直滑式電位器

采用直滑方式改變電阻值。

1.10 雙連電位器

有異軸雙連電位器和同軸雙連電位器

1.11 無觸點電位器

無觸點電位器消除了機械接觸，壽命長、可靠性高，分光電式電位器、磁敏式電位器等。

2、實芯碳質(zhì)電阻器

用碳質(zhì)顆粒壯導電物質(zhì)、填料和粘合劑混合制成一個實體的電阻器。特點：價格低廉，但其阻值誤差、噪聲電壓都大，穩(wěn)定性差，目前較少用。

3、繞線電阻器

用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成，外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。繞線電阻具有較低的溫度系數(shù)，阻值精度高， 穩(wěn)定性好，耐熱耐腐蝕，主要做精密大功率電阻使用，缺點是高頻性能差，時間常數(shù)大。

4、薄膜電阻器

用蒸發(fā)的方法將一定電阻率材料蒸鍍于絕緣材料表面制成。主要如下：

4.1 碳膜電阻器

將結(jié)晶碳沉積在陶瓷棒骨架上制成。碳膜電阻器成本低、性能穩(wěn)定、阻值范圍寬、溫度系數(shù)和電壓系數(shù)低，是目前應用最廣泛的電阻器。

4.2 金屬膜電阻器。

用真空蒸發(fā)的方法將合金材料蒸鍍于陶瓷棒骨架表面。金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高，穩(wěn)定性好，噪聲， 溫度系數(shù)小。在儀器儀表及通訊設(shè)備中大量采用。

4.3 金屬氧化膜電阻器

在絕緣棒上沉積一層金屬氧化物。由于其本身即是氧化物，所以高溫下穩(wěn)定，耐熱沖擊，負載能力強。

4.4 合成膜電阻

將導電合成物懸浮液涂敷在基體上而得，因此也叫漆膜電阻。由于其導電層呈現(xiàn)顆粒狀結(jié)構(gòu)，所以其噪聲大，精度低，主要用他制造高壓， 高阻， 小型電阻器。

5、金屬玻璃鈾電阻器

將金屬粉和玻璃鈾粉混合，采用絲網(wǎng)印刷法印在基板上。 耐潮濕， 高溫， 溫度系數(shù)小，主要應用于厚膜電路。

6、貼片電阻SMT

片狀電阻是金屬玻璃鈾電阻的一種形式，他的電阻體是高可靠的釕系列玻璃鈾材料經(jīng)過高溫燒結(jié)而成，電極采用銀鈀合金漿料。體積小，精度高，穩(wěn)定性好，由于其為片狀元件，所以高頻性能好。

7、敏感電阻

敏感電阻是指器件特性對溫度，電壓，濕度，光照，氣體， 磁場，壓力等作用敏感的電阻器。 敏感電阻的符號是在普通電阻的符號中加一斜線，并在旁標注敏感電阻的類型，如：t. v等。

7.1、壓敏電阻

主要有碳化硅和氧化鋅壓敏電阻，氧化鋅具有更多的優(yōu)良特性。

7.2、濕敏電阻

由感濕層，電極，絕緣體組成，濕敏電阻主要包括氯化鋰濕敏電阻，碳濕敏電阻，氧化物濕敏電阻。氯化鋰濕敏電阻隨濕度上升而電阻減小，缺點為測試范圍小，特性重復性不好，受溫度影響大。碳濕敏電阻缺點為低溫靈敏度低，阻值受溫度影響大，由老化特性，較少使用。氧化物濕敏電阻性能較優(yōu)越，可長期使用，溫度影響小，阻值與濕度變化呈線性關(guān)系。有氧化錫，鎳鐵酸鹽，等材料。

7.3、光敏電阻

光敏電阻是電導率隨著光量力的變化而變化的電子元件，當某種物質(zhì)受到光照時，載流子的濃度增加從而增加了電導率，這就是光電導效應。

7.4、氣敏電阻

利用某些半導體吸收某種氣體后發(fā)生氧化還原反應制成，主要成分是金屬氧化物，主要品種有：金屬氧化物氣敏電阻、復合氧化物氣敏電阻、陶瓷氣敏電阻等。

7.5、力敏電阻

力敏電阻是一種阻值隨壓力變化而變化的電阻，國外稱為壓電電阻器。所謂壓力電阻效應即半導體材料的電阻率隨機械應力的變化而變化的效應?？芍瞥筛鞣N力矩計，半導體話筒，壓力傳感器等。主要品種有硅力敏電阻器，硒碲合金力敏電阻器，相對而言，合金電阻器具有更高靈敏度。

7.6、熱敏電阻

熱敏電阻是敏感元件的一類，其電阻值會隨著熱敏電阻本體溫度的變化呈現(xiàn)出階躍性的變化，具有半導體特性。

熱敏電阻按照溫度系數(shù)的不同分為： 正溫度系數(shù)熱敏電阻(簡稱PTC熱敏電阻)和負溫度系數(shù)熱敏電阻(簡稱NTC熱敏電阻)。

正溫度熱敏電阻(PTC Thermistor)

PTC是PosiTIve Temperature Coefficient 的縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，泛指正溫度系數(shù)很大的半導體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱PTC熱敏電阻。

PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻，超過一定的溫度(居里溫度)時， 它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。

PTC熱敏電阻根據(jù)其材質(zhì)的不同分為： 陶瓷PTC熱敏電阻和有機高分子PTC熱敏電阻。

目前大量被使用的PTC熱敏電阻種類：

恒溫加熱用PTC熱敏電阻

過流保護用PTC熱敏電阻

空氣加熱用PTC熱敏電阻

延時啟動用PTC熱敏電阻

傳感器用PTC熱敏電阻

自動消磁用PTC熱敏電阻

一般情況下，有機高分子PTC熱敏電阻適合過流保護用途，陶瓷PTC熱敏電阻可適用于以上所列各種用途。

負溫度熱敏電阻(NTC Thermistor)

NTC是NegaTIve Temperature Coefficient 的縮寫，意思是負的溫度系數(shù)，泛指負溫度系數(shù)很大的半導體材料或元器件。通常我們提到的NTC是指負溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱NTC熱敏電阻。

NTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的減小。

NTC熱敏電阻是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質(zhì)，因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數(shù)目少，所以其電阻值較高;隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。

NTC熱敏電阻根據(jù)其用途的不同分為：

功率型NTC熱敏電阻

補償型NTC熱敏電阻

測溫型NTC熱敏電阻