电阻器学习总结文档格式.docx

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（l）直标法

直接用数字表示电阻的阻值和误差，例如，电阻上印有“68kΩ±

5％”，则阻值为68kΩ，误差为±

（68×

0.05）kΩ。

（2）文字符号法

用数字和文字符号或两者有规律的组合来表示电阻的阻值。

文字符号k，M前面的数字表示阻值的整数部分，文字符号后面的数字表示阻值的小数部分，例如，2k7其阻值表示为2.7kΩ。

（3）色标法

现在常用的固定电阻都用色环法来表示它的标称阻值和误差。

色环法就是用颜色表示元件的标称阻值和误差，并直接标志在产品上的一种方法。

常见的色环电阻有四环和五环电阻两种（其中五环电阻属于精密电阻）。

一般由四道色环或五道色环来表示其标称阻值和误差，各种颜色代表不同的数值，色环颜色所代表的数字或意义如表1和表2所示。

把它们编成口诀：

棕1红2橙上3，

4黄5绿6是蓝，

7紫8灰9雪白，

黑色是0须记牢。

首先背熟此口诀，其次是搞清第三环所表示的数量级，即第三环表示第一、二位有效数字之后加“0”的个数，再加上最后一环，金色为I级误差（±

5%）、银色为Ⅱ级误差（±

10%），这样就能迅速读出阻值和误差了。

精密电阻（误差为±

2%）用五条色环表示，可与上比较总结，记忆其规律。

（4）数码法

数码法是用三位数码表示电阻的标称值。

数码从左到右，前两位为有效值，第三位为零的个数，即表示在前两位有效之后所加零的个数。

例如，152表示在15后面加2个“0”，即1500Ω＝1.5kΩ。

此种方法在贴片电阻中使用较多。

通常情况下电阻规格书中都提供电阻型号的命名原则个每一部分代表的含义

4电阻的主要特性参数：

1、标称阻值：

电阻上面所标示的阻值。

2、允许误差：

标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻的精度。

允许误差与精度等级对应关系如下：

±

0.5%-0.05、±

1%-0.1（或00）、±

2%-0.2（或0）、±

5%-Ⅰ级、±

10%-Ⅱ级、±

20%-Ⅲ级

3、额定功率：

在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为－55℃～＋70℃的条件下，电阻长期工作所允许耗散的最大功率。

线绕电阻额定功率系列为（W）：

1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500

非线绕电阻额定功率系列为（W）：

1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100

4、额定电压：

由阻值和额定功率换算出的电压。

5、最高工作电压：

允许的最大连续工作电压。

在低气压工作时，最高工作电压较低。

6、温度系数：

温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。

温度系数越小，电阻的稳定性越好。

阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。

7、老化系数：

电阻在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻寿命长短的参数。

8、电压系数：

在规定的电压范围内，电压每变化1伏，电阻的相对变化量。

9、高频特性：

电阻器使用在高频条件下，要考虑其固定有电感和固有电容的影响。

这时，电阻器变为一个直流电阻（R0）与分布电感串联，然后再与分布电容并联的等效电路。

10、噪声：

产生于电阻中的一种不规则的电压起伏。

电阻的噪声在一般电路中可以不考虑，但是在弱信号系统中不可忽视

在规格书中一般都会给中关键的性能参数指标

5电阻的分类

1、按材料分可以分为碳膜、金属氧化皮膜、绕线、电阻/无感性绕线、水泥型绕线电阻。

2、按功率分可以分为不同额定功率的电阻，如1/16W，1/8W，1/4W，1/2W，lW，2W等额定功率的电阻。

3、按电阻值的精确度可以分为普通电阻和精密电阻。

4、按照电阻的敏感度，可分为压敏、湿敏、光敏、气敏和力敏电阻。

电阻分类

电阻类别图片

6电阻的作用：

电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小，其在电路中的作用一般有四种，包括限流、分压、分流、转化为内能。

1、限流作用

为使通过用电器的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值，以保证用电器的正常工作，通常可在电路中串联一个可变电阻。

当改变这个电阻的大小时，电流的大小也随之改变。

我们把这种可以限制电流大小的电阻叫做限流电阻。

2、分压作用

一般用电器上都标有额定电压值，若电源比用电器的额定电压高，则不可把用电器直接接在电源上。

在这种情况下，可给用电器串接一个合适阻值的电阻，让它分担一部分电压，用电器便能在额定电压下工作。

我们称这样的电阻为分压电阻。

3、分流作用

当在电路的干路上需同时接入几个额定电流不同的用电器时，可以在额定电流较小的用电器两端并联接入一个电阻，这个电阻的作用是“分流”。

4、将电能转化为内能的作用

电流通过电阻时，会把电能全部（或部分）转化为内能。

用来把电能转化为内能的用电器叫电热器。

如电烙铁、电炉、电饭煲、取暖器等等、

7电阻器典型失效分析

电子系统经过了检测，但是实际出厂的时候却不能使用，或者在出厂时是正常的，在用户使用的过程中也是正常的，可是有一天你发现正常的系统变的不稳定，或者已经不能工作了。

这又是什么原因？

或许这一切都是因为系统中的一个不起眼的角色在发生“动乱”——电阻失效了！

失效的电阻阻值发生变化，甚至出现了开路现象，为什么会这样呢？

下面主要介绍开路失效。

开路失效分析：

A、电阻断裂开路

电阻断裂开路多发生在片式厚膜电阻器上，究其原因，是因为电极的银层断裂而引起的。

其断裂是由于焊接时,在Pb-Sn焊料边缘的面电极Ag大量熔于焊料中，形成边缘的Ag层空洞，在长期工作过程Ag的迁移和腐蚀造成空洞的扩大甚至断开而导致电子开路。

B、电解腐蚀开路

电解腐蚀开路多发生在氧化膜电阻器上，其失效原因是电阻器镍铬膜在水汽和直流电场作用下，发生电解腐蚀开路,包封料中有少量的K+、Cl-加速了电解腐蚀的发生。

其失效的过程是这样形成的：

电阻器在潮湿环境工作时，水份透过包封材料吸附在导电膜或刻槽表面，在直流电场作用下会在导电膜有缺陷的地方首先产生电解腐蚀。

在电场作用下，水会发生电解成氢和氢氧根离子，氢氧根负离子在电场作用下趋向电阻器施加电压的正极（或高电位），分别与导电膜中的铬和镍产生反应，生成三氧化二铬和氧化镍，沉积在电阻器施加电压正极端附近的刻槽表面导致导电膜的电解腐蚀。

随着导电膜中的部分镍和铬被氧化，使得该部分电阻继续增大，温度升高，电化学反应进一步加剧，直至将该部分腐蚀断裂，最后导致电阻器开路。

电阻器陶瓷基体或者包封材料中如果含有K+、Cl-，均极易溶于水中，会降低水膜的电阻率，使电解腐蚀加剧。

开路失效经典案例：

有一批现场仪表在某化工厂使用一年后，仪表纷纷出现故障。

经分析发现仪表中使用的厚膜贴片电阻阻值变大，甚至变成开路了。

把失效的电阻放到显微镜下观察，可以发现电阻电极边缘出现了黑色结晶物质，进一步分析成分发现，黑色物质是硫化银晶体。

原来电阻被来自空气中的硫给腐蚀了!

据研究人员分析，电阻失效是由于电阻表面的二次保护层和焊接端头不是严丝合缝，导致面电极部分暴露在空气中。

因此当空气中含有大量硫化气体时，银被硫化物反应成硫化银。

由于硫化银不导电，所以随着电阻被硫化，电阻值逐渐增大，直至最终成为开路。

那么这个过程是怎样发生的呢。

通常厚膜电阻的结如下：

中面电极是连接二氧化钌电阻体和焊接端头用的内部电极。

这种电极一般是银钯合金。

由于电阻表面的二次保护层和焊接端头不是严丝合缝的。

导致面电极部分暴露在空气中。

实际上，并非只有用在化工厂的电阻会被硫化，在矿业、火力发电厂中的电阻同样存在被硫化的危险，甚至在某些场合仅仅因为在封闭环境中使用了含硫的橡胶、油也会导致在高温下释放的硫导致电阻硫化。

因此汽车电子中也逐渐开始重视电阻的硫化。

为了防止电阻的硫化人们开始进行抗硫化电阻的研制。

一般说来，薄膜电阻是由镍铬合金或氮化钽制成，这种薄膜电阻中不含银，所以天生就具有良好的抗硫化能力。

所以一般而言，抗硫化电阻常常指的是厚膜电阻。

厚膜电阻的抗硫化设计一般采用调整面电极成分和调整厚膜电阻结构的方法进行。

面电极是银钯合金，提高钯的含量可以增强抗硫化性能。

但是增加钯后银钯合金的熔点会升高，会对工艺产生一定影响。

所以目前主要生产抗硫化电阻的厂家都在调整电阻结构上下足了功夫。

防止面电极直接暴露在空气中是目前通过调整电阻结构来实现抗硫化设计的主要方法。

这种方法是在面电极上再使用一种不易被腐蚀的材料做成一个保护性中间层。

中间层填补了二次保护膜和焊接端头之间的空隙，以避免面电极直接暴露。

8电阻选型

总结了电阻的选型原则，包括归一化选型方向（快速定位电阻类别），以及特性参数选型原则（根据电阻的特性参数来细化电阻的选型），以帮助工程师在电路设计中快速进行电阻选型。

一、电阻器的归一化选型方向总结

本归一化选型原则只是针对电阻选型的一个“轮廓”，根据以往工程师的选型经验总结出来的，具有大众化的选型意义，在要求严格的电路设计中，还需要根据具体电路设计中的电器要求对电阻选型进行进一步的考量。

A、电阻选型“轮廓”

1、金属膜电阻器：

1W以下功率优选金属膜电阻，1W及1W以上功率优选金属氧化膜电阻。

2、碳膜电阻器：

为话机专用类别，公司技术不使用。

优选等级信息用“T”标记。

3、熔断电阻器：

不推荐使用。

反应速度慢，不可恢复。

建议使用反应快速、可恢复的器件以达到保护的效果，并减少维修成本。

4、绕线电阻器：

大功率电阻器。

5、集成电阻器：

贴片化。

插装项目只保留并联式，插装的独立式项目将逐步淘汰，用同一分类的片状集成电阻器替代。

6、片状厚膜电阻器：

在逐步向小型化、大功率方向发展，优选库会随着适应发展方向的变化而动态调整。

这类电阻器是小功率电阻的优选对象。

7、片状薄膜电阻器：

建议使用较高精度类别。

二、电阻的特性参数选型原则总结

在众多的概念中，对电阻的选型尤其重要的有两个概念——标称阻值和阻值允许偏差。

标称阻值是电阻器设计所确定的，通常在电阻器上标出的电阻值。

在规定条件下测量电阻器所得到的阻值叫做实际阻值。

为了便于生产和使用，国家统一规定了一系列阻值作为产品的标准值，这些阻值被称为电阻器的标称阻值系列。

一般来说，精度与标称阻值系列有关，精度越高，所选标称系列越密；

精度越低，所选标称系列越稀。

由于工厂商品化生产的需要，电抗组件产品的规格是按特定数列提供的。

考虑到技术上和经济上的合理性，目前主要采用E数列作为电抗组件规格。

常用的系列有E6,E12,E24,E96系列。

电阻器的实际阻值与标称阻值之间可以有偏差，这一偏差的最大允许范围叫做阻值允许偏差，也称为精度。

通常用标称阻值的百分数来表示。

对标称阻值和阻值允许偏差有了认识之后，下面我们对电阻的选用要求进行概论。

电阻的一般特性参数选型要求

1、精度

在设计中不要盲目的追求电阻本身的精度，即使高精度的电阻受环境的影响，也会超出其范围。

所以应该更加的关注可靠性试验的指标。

目前选择电阻的精度不建议超过0.1%，常用的厚膜电阻都是5%，1%以上精度要求电阻建议选用厚膜电阻，1%以下精度要求电阻建议选用薄膜电阻。

2、不选用极限和边缘规格

不选用各分类电阻器的极限规格。

如电阻器具体系列中的最大最小阻值的边缘规格。

3、降额使用

降额使用是提高电阻器工作可靠性和寿命的最重要手段。

电阻的功率取决于封装的大小，薄膜电阻的功率很小，一般小于1W，电阻在使用时，一定要对功率进行降额。

不同类别的电阻具有不同的绝缘介质和自愈机制，对承受应力（主要是工作电压、消耗功率和工作环境温度）的降额程度要求有差异，但一般都在0.6倍额定承受应力下使用，不超过0.75倍。

建议在降额曲线再降80%，绕线电阻据有很大的功率特性。

其中电阻的额定功率计算方法：

当电阻阻值小于额定阻值时，额定电压：

当电阻阻值小于额定阻值时额定电压等于最高电压。

4、电阻值变化

电阻器在实际工作时的电阻值不同于标称电阻值，而与以下因素有关：

（1）阻值偏差。

实际生产中电阻器的阻值会偏离标称阻值，此偏离应在阻值允许偏差范围内。

（2）工作温度。

电阻器的阻值会随温度变化而变化。

此特性用T.C.R值即电阻温度系数来衡量。

（3）电压效应。

电阻器的阻值与其所加电压有关，变化可以用电压系数来表示。

电压系数是外加电压每改变1V时电阻器阻值的相对变化量。

（4）频率效应。

随着工作频率的提高，电阻器本身的分布电容和电感所起的作用越来越明显。

（5）时间耗散效应。

电阻器随工作时间的延长会逐渐老化，电阻值逐渐变化（一般情况下增大）。

外加应力下电阻值漂移应在电路要求的范围内，同时还应考虑老化因素。

应给出设计裕度（一般为电路要求变化范围的一半，如电路要求可在±

10%范围内变化，应选择在±

5%内变化的电阻器）。

5、额定工作温度

各种具体型号的电阻器都有规定的额定环境工作温度范围，在实际使用中不应超出规定的环境工作温度范围。

目前TCR小的电阻器只有薄膜电阻，一般情况下，碳膜与陶瓷电阻器TCR为负，对于低TCR设计，首选推荐10ppm。

不同材料电阻的TCR有很大的变化，大致范围可以从下表看出：

6、降功耗曲线

当工作环境温度高于70°

C时，应在原使用基础上再进行降额。

降额曲线如图1所示：

7、管脚表层金属

管脚表层金属采用Sn/Pb或Sn，焊接性能好，价格便宜，尽量避免采用贵金属管脚或外电极的电阻器（对特殊种类的电阻器，如其行业通用贵金属作管脚的表层金属，则应采用行业的通用标准，目前公司技术尚未采用）。

8、安装

尽量采用表面贴装的电阻器。

表面贴装不仅生产效率高，体积小，且由于大量使用而价格低。

为节省空间还可使用表面贴装的集成电阻器（是片状厚膜电阻器阵列，又称电阻排或电阻网络，目前公司的产品中已经大量使用）。

三、电力仪表电阻选型案例分析

现以电力仪表上电压电阻采样为例讲解如何对电阻进行选型，具体电路要求为：

1.应用于采样电路

2.电阻两端电压为500VAC

3.电阻受环境温度引响小

4.电阻阻值在1.5M左右

5.电阻精度要求高

1、此电阻应用在采样电路里，功率要求不高，精度要求比较高，可以使用膜电阻（金属膜、片状厚膜、片状薄膜），综合价格、实际电阻的封装和电路安装，选择金属膜电阻。

2、该电路受温度影响小（TCR值小，一般小于100ppm）。

3、参数选定：

（1）根据常用组件标称系列E24，我们选用1.5M

（2）根据实际使用，电阻精度选用1%

（3）TCR为100ppm，其精度范围在千分之三

（4）功率=U*U*÷

1.5M=0.3W,降额70%，选用1W电阻

（5）额定电压=500*1.414=700，选用1KV的耐压

初步选型结果为：

金属膜电阻、1.5M、1%精度、TCR为100ppm、1W功率。

初步选型出来后还需要在制作出样品之后对电路进行测试，调整电阻的具体参数，并反复进行选型测试，以达到系统的稳定工作，这才算对电阻进行完整的选型。