电阻基础知识.docx

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电阻基础知识

电阻器的种类及其特性Steve Guinta 轴向引线（Axial Lead）电阻器的类型：

轴向引线电阻器最常用的类型有三种：

合成碳膜电阻器或碳膜电阻器、金属膜电阻器和线绕电阻器。

合成碳膜电阻器或碳膜电阻器（统称碳质电阻器）用于初始精度和随温度变化的稳定性认为不重要的普通电路。

典型应用包括晶体管或场效应管偏置电路中集电极或发射极的负载电阻，充电电容器的放电电阻以及数字逻辑电路中的上拉电阻或下拉电阻。

碳质电阻器按照准对数序列规定一系列标准电阻值（见表1），阻值范围从1Ω到22MΩ，允许偏差从2%（碳膜电阻器）到5%，甚至高达20%（合成碳膜电阻器）。

额定功率范围从1/8W到2W，其中功率为1/4W和1/2W，允许偏差为5%和10%的电阻器用得最多。

碳质电阻器的温度系数很差（典型值为 5，000ppm/°C ）。

所以当温度变化时要求阻值几乎不变的精密应用场合，不适合选用这种电阻器，但它们的价格很便宜，1000只碳质电阻器仅3美分（USD003）。

表1例出的是允许偏差为2%和5%，阻值间隔为10%，10倍阻值范围碳质电阻器标准阻值。

表1中用细体字表示的系列阻值的允许偏差仅为10%或20%，间隔为20%［表1中的阻值计算公式，X=1NT（10×2410n，n=0,1,2,…24，其中INT表示取整运算。

表1中细体字阻值计算公式,X=INT（10×１２10n），n=0,1,2,…12——译者注］。

碳质电阻器还可使用色码表示电阻器的阻值和允许偏差（见图1和表2）：

表1 10倍阻值范围碳质电阻器标准阻值101627436811183047751220335182132236569115243962100表2 碳质电阻器的色码含义数字颜色倍乘数零的个数允许偏差-银001-210%-金010-15%0黑10-1棕101-2红10022%3橙1k3-4黄10k4-5绿100k5-6篮M6-7紫10M7-8灰---9白----无色--20%金属膜电阻器适合用于要求高初始精度、低温度系数和低噪声的精密应用场合。

金属膜电阻器通常用真空镀膜或阴极溅射工艺，将作为电阻材料的某种金属或合金（例如镍铬合金、氧化锡或氮化钽）淀积在绝缘基体（例如模制酚醛塑料）表面形成薄膜电阻体构成的电阻器。

金属膜电阻器典型应用包括电桥电路、RC振荡器和有源滤波器。

金属膜电阻器的初始精度范围为01%~10%，温度系数范围为10~100ppm/°C。

阻值范围为100Ω~301kΩ，阻值间隔为2%，最大允许偏差为05%和1%的金属膜电阻器标准阻值如表3所示［表3中阻值的计算公式为,X=INT（10116n），n=0,1,2,…116——译者注］。

表3 金属膜电阻器标准阻值100129168217281364470608787102132171222287371480621803104135174226292378489633819106137178231298386499646835108140182235304394509659852110143185240310401519672869113146189245317409530685886115149193250323418540699904117152196255329426551713922120155200260336434562727941122158204265343443573742959124161209270349452585756979127164213276356461596772998金属膜电阻器用4位数字表示阻值（数值表示法见图2），取代碳质电阻器采用的色码表示法。

线绕电阻器非常精密并且稳定（005%，＜10ppm/°C），用于要求苛刻的应用场合，例如调谐网络和精密衰减电路。

典型阻值范围为01Ω~12MΩ。

高频效应：

与“理想”的电阻器不同，“实际”的电阻器像实际的电容器一样也遭受寄生作用。

实际上任何两模拟器件天地 1998年第9期模拟器件天地 1998年第9期端元件，根据工作频率都可看作一个电阻器、电容器、电感器或阻尼振荡电路，“实际”电阻器模型像电阻器的基体材料、长度与截面比这些因素决定电阻器附加的寄生电感和寄生电容，从而影响电阻器的高频等效直流阻抗的稳定性。

薄膜电阻器通常具有优良的高频响应。

在100MHz左右，仍能保持其精度。

碳质电阻器只能用于1MHz左右。

线绕电阻器的感抗最高，所以频率响应最差。

即使是无电感的线绕电阻器（顺时针方向绕的线圈数等于逆时针方向绕的线圈数，由于工艺仍然存在失配和剩余电感——译者注），也具有很高的容抗，当工作频率达50kHz以上，几乎不稳定。

问：

温度效应对电阻器影响如何?

我是否总使用温度系数（TC）最低的电阻器?

答：

没有必要，主要根据应用情况而定。

是用来测量环路电流的电阻器，待测电流在该电阻两端产生的电压等于I×R。

在这个应用中，在任一温度下电阻值的绝对精度对测量该电流的精度至关重要，所以应该使用温度系数很低的电阻器。

测量环路电流的电阻器与上述应用实例不同，增益为100的运算放大器电路中增益设置电阻器的作用。

在增益精度取决于两个电阻值的比率（比率配置）这类应用中，电阻值的匹配和温度系数（TC）的跟踪程度比绝对精度更重要。

下面通过两个实例来说明这一点。

 同相放大电路中的增益设置电阻1假设两个电阻器RI和RF的实际温度系数（TC）都为100ppm/°C（即001%/°C）。

当温度变化ΔT时，对应的电阻值为R=R0（1+TCΔT）当温度上升10°C时，RF和RI的阻值都增加001%/°C×10°C=01%，运算放大器的增益公式（非常近似）为1+RF/RI。

虽然这两个电阻器的阻值相差很大（99∶1），但它们按相同的百分比（比率）增加，所以该电路的增益不变。

这个例子说明该电路的精度仅仅取决于两个电阻值的比率，而与它们的绝对值无关。

2假设RI的温度系数为100ppm/°C，而RF的温度系数仅为75ppm/°C。

当温度变化10°C时，阻值RI增加01%，是初始值的1001倍，而RF增加0075%是初始值的100075倍。

由此得到新的增益值为 100075RF/1001RI=099975RF/RI。

 这表明，当环境温度变化10°C，放大器电路增益下降0025%（相当于12位分辨率系统的1LSB）。

人们通常不了解的另一个参数是电阻器的自热效应（selfheating effect）。

问：

什么是自热效应：

答：

指由自身的热量造成电阻值的改变，因为当电阻器功耗增加时必然引起电阻器自身温度的增加。

大多数生产厂家的产品说明都给出“热阻”或“热降”这项技术指标，用摄氏度符每瓦（°C/W）单位表示（热阻定义为电阻器的有效温度与外部规定参考点的温度之差除以器件的稳态散耗功率所得的商——译者注）。

对于 1/4W 典型尺寸的电阻器，其热阻大约为125°C/W。

让我们以上述满度输入运算放大器为例说明热阻的应用。

RI的功耗为E2/R=（100mV）2/100Ω=100μW，它引起的温度变化为100μW×１２５°C/W=00125°C，引起的电阻变化为001%/°C×00125°C=000012%≈1ppm，所以可忽略不计。

RF的功耗为E2/R=（99V）2/9900Ω=00099W，它引起的温度变化为00099W×１２５°C/W=124°C，由此引起的电阻变化为001%/°C×124°C=00124%，所以它直接引起增益变化0012%。

热电偶效应：

线绕电阻器还存在其它问题。

电阻器的绕线和电阻器的引线之间的连接点构成一种热电偶，普通的线绕电阻器由标准180合金镍铬合金连接点产生的热电势为42μV/°C。

如果选用价格比较贵的电阻器，由铜镍合金连接点产生的热电势为25μV/°C。

用作标准电阻引线的180合金由77%铜和23%镍组成。

这种热电偶效应在交流应用中并不重要，因为在相同温度下，电阻器两端的热电势可以相互抵消。

但是如果由于电阻器的功耗或者由于电阻器的一端靠近热源致使电阻器的一端温度比另一端高，从而造成净热电势产生的直流误差电压进入电路。

对于普通的线绕电阻器，温度只要差4°C，就会产生168μV的直流误差电压。

对于满度10V 16位分辨率系统，这个数值大于1LSB。

模拟器件天地 1998年第9期模拟器件天地 1998年第9期在安装线绕电阻器时设法使两引线端温差最小可以克服上述问题。

具体做法可以使电阻器的两条引线长度相等，使通过它们的热导性均衡，也可以使任何气流（不论是强制或自然对流）与电阻体相垂直（见图6），或者注意使电阻器的引线两端相对印制电路板上的任一热源保持相等的等效热距离（即接受热流相等的距离）。

问：

薄膜电阻网络与厚膜电阻网络之间有何差异?

电阻器网络与分立电阻器相比有何优缺点?

答：

除了几乎不用考虑实际情况的明显优点以外，电阻器网络，不论是作为独立的整体还是作为单片IC的一部分，经过激光修整后还具有精度高、温度系数匹配紧密和温度特性跟踪好等优点。

分立电阻网络通常用于精密衰减器和增益设置电路。

薄膜电阻网络还可用于单片集成电路和混合电路仪表放大器，以及使用R2R梯形网络的CMOS数模转换器和模数转换器。

厚膜电阻器是一种价格最低的电阻器，匹配程度中等（＜01%），但温度系数（＞100ppm/°C）和跟踪性能（＞10ppm/°C）很差。

厚膜电阻器是采用丝网印刷或电表4 厚膜与薄膜电阻器网络性能比较类 型优 点缺 点厚 膜低价格大功率可用激光修整容易制作匹配中等（01%）TC差（＞100ppm/°CTC跟踪差（10ppm/°C）玻璃薄膜匹配好（＜001%）TC好（＜100ppm/°C）TC跟踪好（2ppm/°C）价格适中可用激光修整低电容 易损坏 体积大 功率低陶瓷薄膜匹配好（＜001%）TC好（＜100ppm/°C）TC跟踪好（2ppm/°C）价格适中可用激光修整低电容适合混合IC基片 体积大硅 薄 膜匹配好（＜001%）TC好（＜100ppm/°C）TC跟踪好（2ppm/°C）价格适中可用激光修整低电容适合混合IC基片镀工艺将电阻性材料淀积在绝缘基体（例如玻璃或陶瓷）上形成的。

薄膜电阻网络的价格适中，而且具有优良的匹配性能（001%），以及优良的温度系数（＜100ppm/°C）和跟踪性能（＜10ppm/°C）。

这些性能都可用激光调整。

薄膜电阻网络是采用汽相淀积法制造的。

表4比较了厚膜电阻网络与几种典型的薄膜电阻网络的优缺点。

表5比较了不同基体材料的优缺点。

表5 不同基体材料比较基 体优 点缺 点玻 璃低电容易损坏低功率体积大陶 瓷低电容适合于混合IC基片体积大硅 适合于单片IC基片低功率对基体形成电容蓝宝石低电容低功率较高价格集成仪表放大器电路中，电阻器R1与R′1，R2与R′2，R3与R′3之间严格匹配以保证很高的共模抑制比（高达120dB，dc~60Hz）。

虽然使用分立运放和分立电阻器也可能达到较高的共模抑制比，但匹配电阻器工作量大不合乎匹量生产的要求。

集成仪表放大器中的匹配电阻在CMOS数模转换中采用的R2R梯形电阻网路（包括反馈电阻），要求匹配性能好（而不是绝对精度高）也是很重要的。

为了达到n位精度，电阻器的匹配性能必须小于1/2n，通过激光修整很容易达到这一点。

然而绝对精度误差允许大到20%。

是CMOS数模转换器中所使用的典型R2R梯形电阻网络。

常规贴片电阻（部分）

常规的贴片电阻的标准封装及额定功率如下表：

英制（mil）公制（mm）额定功率（W）@70°C

020106031/20

040210051/16

060316081/10

080520121/8

120632161/4

121032251/3

181248321/2

201050253/4

251264321

国内贴片电阻的命名方法：

1、5%精度的命名：

RS-05K102JT

2、1％精度的命名：

RS-05K1002FT

R－表示电阻

S－表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。

05－表示尺寸（英寸）：

02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示1210、12表示2512。

K－表示温度系数为100PPM,

102－5％精度阻值表示法：

前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本单位是Ω，102＝1000Ω＝1KΩ。

1002是1％阻值表示法：

前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，基本单位是Ω，1002＝100000Ω＝10KΩ。

J－表示精度为5％、F－表示精度为1％。

T－表示编带包装

贴片电阻的命名

产品代号型号电阻温度系数阻　值电阻值误差包装方式

RC片状电阻器代号型号代号T.C.R表示方式阻　值代号误差值代号包装方式

020402K≤±100PPM/℃E-24前两位表示有效数字，第三位表示零的个数F±1%T编带包装

030603L≤±250PPM/℃G±2%

050805U≤±400PPM/℃E-96前三位表示有效数字，第四位表示零的个数J±5%B塑料盒散包装

061206M≤±500PPM/℃0跨接电阻

示例RC05K103J

备注小数点用R表示例如:

E-24:

1RO=1.0Ω103=10KΩ

E-96:

1003=100KΩ；跨接电阻采用"000"表示

4．选用常识

根据电子设备的技术指标和电路的具体要求选用电阻的型号和误差等级；额定功率应大于实际消耗功率的1.5-2倍；电阻装接前要测量核对，尤其是要求较高时，还要人工老化处理，提高稳定性；根据电路工作频率选择不同类型的电阻。

二、检测方法与经验

1.固定电阻器的检测

将两表笔（不分正负）分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。

为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。

由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范围内，以使测量更准确。

根据电阻误差等级不同。

读数与标称阻值之间分别允许有±5％、±10％或±20％的误差。

如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。

B注意：

测试时，特别是在测几十kΩ以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。

2.水泥电阻的检测

检测水泥电阻的方法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。

3.熔断电阻器的检测

在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验作出判断：

若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。

对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R×1挡来测量，为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。

若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路，若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻变值，也不宜再使用。

在维修实践中发现，也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象，检测时也应予以注意。

4.电位器的检测

检查电位器时，首先要转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，开关是否灵活，开关通、断时“喀哒”声是否清脆，并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音，如有“沙沙”声，说明质量不好。

用万用表测试时，先根据被测电位器阻值的大小，选择好万用表的合适电阻挡位，然后可按下述方法进行检测。

　　A用万用表的欧姆挡测“1”、“2”两端，其读数应为电位器的标称阻值，如万用表的指针不动或阻值相差很多，则表明该电位器已损坏。

　　B检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。

用万用表的欧姆档测“1”、“2”（或“2”、“3”）两端，将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置，这时电阻值越小越好。

再顺时针慢慢旋转轴柄，电阻值应逐渐增大，表头中的指针应平稳移动。

当轴柄旋至极端位置“3”时，阻值应接近电位器的标称值。

如万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象，说明活动触点有接触不良的故障。

5.正温度系数热敏电阻（PTC）的检测

检测时，用万用表R×1挡，具体可分两步操作：

A常温检测（室内温度接近25℃）；将两表笔接触PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值，并与标称阻值相对比，二者相差在±2Ω内即为正常。

实际阻值若与标称阻值相差过大，则说明其性能不良或已损坏。

B加温检测；在常温测试正常的基础上，即可进行第二步测试—加温检测，将一热源（例如电烙铁）靠近PTC热敏电阻对其加热，同时用万用表监测其电阻值是否随温度的升高而增大，如是，说明热敏电阻正常，若阻值无变化，说明其性能变劣，不能继续使用。

注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻，以防止将其烫坏。

贴片电阻-最全面的介绍命名方法分类封装与尺寸功率特性

133R是133欧（这是英国标法）英文字代表误差，G=2%、F=1%、D=0.5%、C=0.25%、B=0.1%、A（或Ω）=0.05%、Q=0.02%、T=0.01%、V=0.005%。

国内贴片电阻的命名方法：

1、5%精度的命名：

RS-05K102JT

2、1％精度的命名：

RS-05K1002FT

R－表示电阻

S－表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。

05－表示尺寸（英寸）：

02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示2010、12表示2512。

K－表示温度系数为100PPM,

102－5％精度阻值表示法：

前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本单位是Ω，102＝1000Ω＝1KΩ。

1002是1％阻值表示法：

前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，基本单位是Ω，1002＝10000Ω＝10KΩ。

J－表示精度为5％、F－表示精度为1％。

T－表示编带包装

贴片电阻阻值误差精度有±1％、±2％、±5％、±10％精度，常规用的最多的是±1％和±5％，

±5％精度的常规是用三位数来表示例例512，前面两位是有效数字，第三位数2表示有多少个零，基本单位是Ω,这样就是5100欧，1000Ω＝1KΩ,1000000Ω=1MΩ

为了区分±5％，±1％的电阻，于是±1％的电阻常规多数用4位数来表示，

这样前三位是表示有效数字，第四位表示有多少个零4531也就是4530Ω，也就等于4.53KΩ

贴片电阻的封装与功率关系如下表：

　　封装额定功率@70°C最大工作电压（V）英制（mil）公制（mm）常规功率系列提升功率系列

　　020106031/20W/25

　　040210051/16W/50

　　060316081/16W1/10W50

　　080520121/10W1/8W150

　　120632161/8W1/4W200

　　121032251/4W1/3W200

　　181248321/2W/200

　　201050251/2W3/4W200

　　251264321W/200

　　注：

电压=√功率x电阻值（P=V2/R）或最大工作电压两者中的较小值

060308051206数量PCS

Quantity

100005000400050000250001000050001500100050000100004000

---------------------------------------

贴片电阻简述　　片式固定电阻器，从ChipFixedResistor直接翻译过来的，俗称贴片电阻（SMDResistor）,是金属玻璃铀电阻器中的一种。

是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。

耐潮湿，高温，温度系数小。

（注：

以下片式固定电阻器皆叫做贴片电阻）

贴片电阻分类

　　贴片电阻分为以下几大类：

类型

参考国际的分类

常规系列厚膜贴片电阻

GeneralpurposeGeneralpurpose,0201-0805

　　Generalpurpose,1206-2512

高精度高稳定性贴片电阻

Highprecision-highstabilityHighprecision-highstability,0201-0603

　　Highprecision-highstability,0805-1210

　　Highprecision-highstability,2010-2512

　　高精密贴片电阻-AR系列的特性与用途

　　－超精密性±0.01%~±1%

　　－TaN和NiCr真空溅镀

　　－温度系数只有±5PPM/°C~±50PPM/°C

　　－WideR-Valuerange

　　－ProductswithPb-freeTerminationsMeetRoHSRequirments

　　常应用于

　　－医疗设备

　　－精密量测仪器

　　－电子通讯，转换器，印表机

　　－AutomaticEquipmentController

　　－CommunicationDevice,Cellphone,GPS,PDA

　　－一般消费性产品

　　常规系列薄膜贴片电阻

　　GeneralpurposethinfilmGeneralpurposethinfilm,0201-2512

　　低阻值贴片电阻

　　LowohmicLowohmic,0402-1206

　　Lowohmic,2010-2512

　　贴片电阻阵列

　　ArraysArrays,convexandconcave

　　贴片电流传感器

　　SMDcurrentsensorsCurrentSensors-LowTCR

　　贴片网络电阻器

　　NetworkNetwork,T-typeandL-type　

　　另有贴片厚膜排阻，贴片打线电阻，贴片高压电阻，贴片功率电阻等！

贴片电阻封装与尺寸

　　贴片电阻的封装与尺寸如下表：

　　英制（mil）公制（mm）长（L）（mm）宽（W）（mm）高（t）（mm）a（mm）b（mm）

　　020106030.60±0.050.30±0.050.23±0.050.10±0.050.15±0.05

　　040210051.00±0.100.50±0.100.30±0.100.20±0.100.25±0.10

　　06031608