電子工程師必備基礎(chǔ)知識手冊(一)：電阻
發(fā)布時(shí)間：2019-08-02 15:41:57來源：
電阻
導(dǎo)電體對電流的阻礙作用稱著電阻，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(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，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a1}
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對應(yīng)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比較大功率。
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、比較高工作電壓：允許的比較大連續(xù)工作電壓。在低氣壓工作時(shí)，比較高工作電壓較低。
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(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， 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、文字符號法：用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號兩者有規(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(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)，比較后一環(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)，比較後一環(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，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)用比較廣泛的電位器。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)用比較廣泛的電阻器。
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(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，相對而言， 合金電阻器具有更高靈敏度。