無源元件之――電阻器基礎(chǔ)知識(shí)

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(xì)的基礎(chǔ)知識(shí)。本文的電阻介紹將會(huì)從電阻的型號(hào)命名、分類、主要特性參數(shù)、電阻器阻值標(biāo)示方法、常用電阻器。

導(dǎo)電體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻，用符號(hào)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(hào)命名方法：

國產(chǎn)電阻器的型號(hào)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(jī)實(shí)心、N-無機(jī)實(shí)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(gè)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(hào)，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(biāo)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(xué)沉積膜電阻器、玻璃釉膜電阻器、金屬氮化膜電阻器。

3、實(shí)心電阻器：無機(jī)合成實(shí)心碳質(zhì)電阻器、有機(jī)合成實(shí)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(biāo)稱阻值：電阻器上面所標(biāo)示的阻值。

2、允許誤差：標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱阻值偏差，它表示電阻器的精度。允許誤差與精度等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ級(jí)、±10%-Ⅱ級(jí)、±20%-Ⅲ級(jí)

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(shí)，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(duì)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(fù)溫度系數(shù)。

7、老化系數(shù)：電阻器在額定功率長期負(fù)荷下，阻值相對(duì)變化的百分?jǐn)?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(duì)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(dǎo)體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體任意兩點(diǎn)的電壓不規(guī)則變化。

四、電阻器阻值標(biāo)示方法

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

2、文字符號(hào)法：用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號(hào)兩者有規(guī)律的組合來表示標(biāo)稱阻值，其允許偏差也用文字符號(hào)表示。符號(hào)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(hào)

文字符號(hào) 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(biāo)稱值的標(biāo)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(gè)數(shù)，單位為歐。偏差通常采用文字符號(hào)表示。

4、色標(biāo)法：用不同顏色的帶或點(diǎn)在電阻器表面標(biāo)出標(biāo)稱阻值和允許偏差。國外電阻大部分采用色標(biāo)法。

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

當(dāng)電阻為四環(huán)時(shí)，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(dāng)電阻為五環(huán)時(shí)，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(jī)電元件，他靠電刷在電阻體上的滑動(dòng)，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(yīng)用最廣泛的電位器。特點(diǎn)是分辯力高耐磨性好，壽命較長。缺點(diǎn)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(jī)實(shí)心電位器

有機(jī)實(shí)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(jī)電阻粉壓在絕緣體的凹槽內(nèi)。有機(jī)實(shí)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(diǎn)。但溫度系數(shù)大、動(dòng)噪聲大、耐潮性能差、制造工藝復(fù)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?zé)Y(jié)而成。特點(diǎn)是：阻值范圍寬，耐熱性好，過載能力強(qiáng)，耐潮，耐磨等都很好，是很有前途的電位器品種，缺點(diǎn)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(diǎn)是接觸電阻小，精度高，溫度系數(shù)小，其缺點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)是分辯力高、耐高溫、溫度系數(shù)小、動(dòng)噪聲小、平滑性好。

1.6 導(dǎo)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(jī)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(shí)心體作為電阻體。特點(diǎn)是：平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長、動(dòng)噪聲小、可靠性極高、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、導(dǎo)彈、飛機(jī)雷達(dá)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(yù)調(diào)式電位器

預(yù)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(diǎn)電位器

無觸點(diǎn)電位器消除了機(jī)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(shí)芯碳質(zhì)電阻器

用碳質(zhì)顆粒壯導(dǎo)電物質(zhì)、填料和粘合劑混合制成一個(gè)實(shí)體的電阻器。特點(diǎn)：價(jià)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(diǎn)是高頻性能差，時(shí)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(yīng)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(fù)載能力強(qiáng)。

4.4 合成膜電阻

將導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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?zé)Y(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(duì)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(hào)是在普通電阻的符號(hào)中加一斜線，并在旁標(biāo)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(diǎn)為測試范圍小，特性重復(fù)性不好，受溫度影響大。碳濕敏電阻缺點(diǎn)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(dǎo)率隨著光量力的變化而變化的電子元件，當(dāng)某種物質(zhì)受到光照時(shí)，載流子的濃度增加從而增加了電導(dǎo)率，這就是光電導(dǎo)效應(yīng)。

7.4、氣敏電阻

利用某些半導(dǎo)體吸收某種氣體后發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(fù)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(yīng)即半導(dǎo)體材料的電阻率隨機(jī)械應(yīng)力的變化而變化的效應(yīng)?？芍瞥筛鞣N力矩計(jì)，半導(dǎo)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(duì)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(huì)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(dǎo)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)體電阻，超過一定的溫度(居里溫度)時(shí)， 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(jī)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(hù)用PTC熱敏電阻

空氣加熱用PTC熱敏電阻

延時(shí)啟動(dòng)用PTC熱敏電阻

傳感器用PTC熱敏電阻

自動(dòng)消磁用PTC熱敏電阻

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

負(fù)溫度熱敏電阻(NTC Thermistor)

NTC是NegaTIve Temperature Coefficient 的縮寫，意思是負(fù)的溫度系數(shù)，泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件。通常我們提到的NTC是指負(fù)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(dǎo)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(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，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(bǔ)償型NTC熱敏電阻

測溫型NTC熱敏電阻