电阻基础知识与器件选型指南
电阻
什么是电阻?导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。电阻(Resistance,通常用“R”表示)是一个物理量,在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧
姆,简称欧,符号为Ω。
电阻器
那么电阻是不是尽善尽美呢?当然不是。正由于有电阻的存在,我们才能够控制电流的大小。为了让电流依照人们的意愿做功,人们创造了电阻器。电阻器是限
制电流的元件,通常简称为电阻,是一种最根本最常用的电子元件,普遍应用在各种各类电子电路中。由于制造资料和构造不同,电阻有许多品种,常见的有碳
膜电阻器、金属膜电阻器、有机实芯电阻器、线绕电阻器、额定抽头电阻器、可变电阻器、滑线式变阻器和片状电阻器等。在电子制造中普通常用碳膜或金属膜
电阻器。碳膜电阻用具有稳定性较高、高频特性好、负温度系数小、脉冲负荷稳定及本钱低廉等特性,应用普遍。金属膜电阻用具有稳定性高、温度系数小、耐
热性能好、噪声很小、工作频率范围宽及体积小等特性,应用也很普遍。
电阻的分类与结构
轴向引线电阻(Axial Leaded Resistor)
轴线引线电阻通常都是圆柱形,两个外电极是圆柱体两端的轴向导线,根据材料和工艺的不同还可以再分为多种。
绕线电阻(Wire Wound Resistor)


绕线电阻是将镍铬合金导线绕在氧化铝陶瓷基底上,一圈一圈控制电阻大小。绕线电阻可以制作为精密电阻,容差可以到0.005%,同时温度系数非常低,缺点是
绕线电阻的寄生电感比较大,不能用于高频。绕线电阻的体积可以做的很大,然后加外部散热器,可以用作大功率电阻。
碳合成电阻(Carbon Composition Resistor)

碳合成电阻主要是由碳粉末和粘合剂一起烧结成圆柱型的电阻体,其中碳粉末的浓度决定了电阻值的大小,在两端加镀锡铜引线,最后封装成型。碳合成电阻工艺
简单,原材料也容易获得,所以价格最便宜。但是碳合成电阻的性能不太好,容差比较大(也就是做不了精密电阻),温度特性不好,通常噪声比较大。碳合成电阻
耐压性能较好,由于内部是可以看作是碳棒,基本不会被击穿导致被烧毁。
碳膜电阻(Carbon Film Resistor)

碳膜电阻主要是在陶瓷棒上形成一层碳混合物膜,例如直接涂一层,碳膜的厚度和其中碳浓度可以控制电阻的大小;为了更加精确的控制电阻,可以在碳膜上加工
出螺旋沟槽,螺旋越多电阻越大;最后加金属引线,树脂封装成型。碳膜电阻的工艺更加复杂一点,可以做精密电阻,但由于碳质的原因,还是温度特性不太好。
碳膜电阻器是膜式电阻器(FilmResistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂
密封保护而成的。其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小,通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。
金属膜电阻(Metal Film Resistor)

与碳膜电阻结构类似,金属膜电阻主要是利用真空沉积技术在陶瓷棒上形成一层镍铬合金镀膜,然后在镀膜上加工出螺旋沟槽来精确控制电阻。金属膜电阻可以说是
性能比较好的电阻,精度高,可以做E192系列,然后温度特性好,噪声低,更加稳定。金属膜电阻是是用镍铬或类似的合金真空电镀技术,着膜于白瓷棒表面,经过
切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值。金属膜电阻器提供广泛的阻值范围,有着精密阻值,公差范围小的特性。亦可应用于金属膜保险丝电阻器。而碳膜电阻
是 目前电子、电器、资讯产品使用量最大,价格最便宜,品质稳定性信赖度高。其是从高温真空中分离出有机化合物之碳,紧密附着于瓷棒表面之碳膜体,而加以适
当 之接头后切割调适而成,并在其表面涂上环氧树脂密封以保护。碳膜电阻从外观上,金属膜的为五个环(1%),碳膜的为四环(5%)。金属膜的为蓝色,碳膜的为
土黄色或是其他的色。
金属氧化物膜电阻(Metal Oxide Film Resistor)

与金属膜电阻结构类似,金属氧化物膜主要是在陶瓷棒形成一层锡氧化物膜,为了增加电阻,可以在锡氧化物膜上加一层锑氧化物膜,然后在氧化物膜上加工出螺旋沟
槽来精确控制电阻。金属氧化物膜电阻最大的优势就是耐高温。
金属箔电阻(Metal Foil Resistor)

金属箔电阻是通过真空熔炼形成镍铬合金,然后通过滚碾的方式制作成金属箔,再将金属箔黏合在氧化铝陶瓷基底上,再通过光刻工艺来控制金属箔的形状,从而控制电
阻。金属箔电阻是目前性能可以控制到最好的电阻。
厚膜电阻(Thick Film Resistor)

厚膜电阻采用的丝网印刷法,就是再陶瓷基底上贴一层钯化银电极,然后在电极之间印刷一层二氧化钌作为电阻体。厚膜电阻的电阻膜通常比较厚,大约100微米。
具体工艺流程如下图所示。

厚膜电阻是目前应用最多的电阻,价格便宜,容差有5%和1%,绝大多数产品中使用的都是5%和1%的片状厚膜电阻。
薄膜电阻(Thin Film Resistor)

薄膜电阻就是氧化铝陶瓷基底上通过真空沉积形成镍化铬薄膜,通常只有0.1um厚,只有厚膜电阻的千分之一,然后通过光刻工艺将薄膜蚀刻成一定的形状。光刻工艺
十分精确,可以形成复杂的形状,因此,薄膜电容的性能可以控制的很好。

可变电阻就是电阻值可以变化,可以有两种:一是可以手动调整阻值的电阻;另一种就是电阻值可以根据其他物理条件而变化。
敏感电阻是一类敏感元件,这类电阻大都对某种物理条件特别敏感,该物理条件一变化,电阻值就会随着变化,通常可以用作传感器, 例如光敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻
等等。在电路设计应用比较多的应该是热敏电阻和压敏电阻,常用作保护器件。
热敏电阻,PTC热敏电阻,全英文是Positive Temperature CoeffiCient,翻译出来是正温度系数热敏电阻,产品特性表现为随着温度升高,电阻是正系数变大。NTC热敏电阻
,全英文是Negative Temperature CoeffiCient,翻译出来是负温度系数热敏电阻,产品特性表现为随着温度升高,电阻是正系数变小。
压敏电阻通常都是金属氧化物可变电阻,即Metal Oxide Varistor(MOV),其电阻材料是氧化锌颗粒和陶瓷颗粒混合后一起烧结成型。MOV的特性就是当电压超过一定阈值的时
候,电阻迅速下降,可以通过大电流,因此可以用于浪涌防护和过压保护。

将氧化锌陶瓷采用和MLCC类似的工艺制作成多层型压敏电阻,即 MLV。MLV封装较小,通常是片状的,额定电压和通流能力都比MOV小很多,适用于低压直流场合。
【来源:电子元器件世界】
