電阻器學(xué)習(xí)總結(jié).doc

電阻器學(xué)習(xí)總結(jié)1 功能簡(jiǎn)述：電阻是指導(dǎo)電材料在一定程度上阻礙電流流通，并將電流的的能量轉(zhuǎn)化成熱能的一種物理性能。對(duì)于一定的導(dǎo)體，加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流之比，稱為導(dǎo)體的電阻值。把具有一定阻值，一定幾何形狀，一定技術(shù)性能的，在電路中專起電阻作用的元件叫電阻器。2電阻的型號(hào)命名方法：國(guó)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(wú)機(jī)實(shí)心、J-金屬膜、Y-氧化膜、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 目前光力科技主要使用的是RJ金屬膜電阻、RY金屬氧化膜電阻/厚膜片式電阻等。3 電阻的阻值標(biāo)法：電阻的單位一般有M（兆歐），K（千歐），（歐），更大的甚至還有TG，它們的換算關(guān)系是一千進(jìn)率：1T=1000G；1G=1000M；1M=1000K；1K=1000。其阻值標(biāo)法通常有直標(biāo)法、文字符號(hào)法、色標(biāo)法和數(shù)碼法，色標(biāo)法在一般的的電阻上是比較常見。(l)直標(biāo)法直接用數(shù)字表示電阻的阻值和誤差，例如，電阻上印有“68 k5”，則阻值為68 k，誤差為(680.05)k。(2)文字符號(hào)法用數(shù)字和文字符號(hào)或兩者有規(guī)律的組合來(lái)表示電阻的阻值。文字符號(hào)k，M前面的數(shù)字表示阻值的整數(shù)部分，文字符號(hào)后面的數(shù)字表示阻值的小數(shù)部分，例如，2k7其阻值表示為2.7 k。(3)色標(biāo)法現(xiàn)在常用的固定電阻都用色環(huán)法來(lái)表示它的標(biāo)稱阻值和誤差。色環(huán)法就是用顏色表示元件的標(biāo)稱阻值和誤差，并直接標(biāo)志在產(chǎn)品上的一種方法。常見的色環(huán)電阻有四環(huán)和五環(huán)電阻兩種（其中五環(huán)電阻屬于精密電阻）。一般由四道色環(huán)或五道色環(huán)來(lái)表示其標(biāo)稱阻值和誤差，各種顏色代表不同的數(shù)值，色環(huán)顏色所代表的數(shù)字或意義如表1和表2所示。把它們編成口訣：棕1紅2橙上3，4黃5綠6是藍(lán)，7紫8灰9雪白，黑色是0須記牢。首先背熟此口訣，其次是搞清第三環(huán)所表示的數(shù)量級(jí)，即第三環(huán)表示第一、二位有效數(shù)字之后加“0”的個(gè)數(shù)，再加上最后一環(huán)，金色為I級(jí)誤差（5%）、銀色為級(jí)誤差（10%），這樣就能迅速讀出阻值和誤差了。精密電阻（誤差為2%）用五條色環(huán)表示，可與上比較總結(jié)，記憶其規(guī)律。(4)數(shù)碼法數(shù)碼法是用三位數(shù)碼表示電阻的標(biāo)稱值。數(shù)碼從左到右，前兩位為有效值，第三位為零的個(gè)數(shù)，即表示在前兩位有效之后所加零的個(gè)數(shù)。例如，152表示在15后面加2個(gè)“0”，即15001.5 k。此種方法在貼片電阻中使用較多。通常情況下電阻規(guī)格書中都提供電阻型號(hào)的命名原則個(gè)每一部分代表的含義4 電阻的主要特性參數(shù)：1、標(biāo)稱阻值：電阻上面所標(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%-級(jí)、10%-級(jí)、20%-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5570的條件下，電阻長(zhǎng)期工作所允許耗散的最大功率。線繞電阻額定功率系列為（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)：電阻在額定功率長(zhǎng)期負(fù)荷下，阻值相對(duì)變化的百分?jǐn)?shù)，它是表示電阻壽命長(zhǎng)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，電阻的相對(duì)變化量。 9、高頻特性：電阻器使用在高頻條件下，要考慮其固定有電感和固有電容的影響。這時(shí)，電阻器變?yōu)橐粋€(gè)直流電阻（R0）與分布電感串聯(lián)，然后再與分布電容并聯(lián)的等效電路。 10、噪聲：產(chǎn)生于電阻中的一種不規(guī)則的電壓起伏。電阻的噪聲在一般電路中可以不考慮，但是在弱信號(hào)系統(tǒng)中不可忽視在規(guī)格書中一般都會(huì)給中關(guān)鍵的性能參數(shù)指標(biāo)5 電阻的分類1、按材料分可以分為碳膜、金屬氧化皮膜、繞線、電阻/無(wú)感性繞線、水泥型繞線電阻。2、按功率分可以分為不同額定功率的電阻，如1/16W，1/8W，1/4W，1/2W，lW，2W 等額定功率的電阻。3、按電阻值的精確度可以分為普通電阻和精密電阻。4、按照電阻的敏感度，可分為壓敏、濕敏、光敏、氣敏和力敏電阻。電阻分類電阻類別圖片 6電阻的作用：電阻是表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小，其在電路中的作用一般有四種，包括限流、分壓、分流、轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 1、限流作用為使通過(guò)用電器的電流不超過(guò)額定值或?qū)嶋H工作需要的規(guī)定值，以保證用電器的正常工作，通?？稍陔娐分写?lián)一個(gè)可變電阻。當(dāng)改變這個(gè)電阻的大小時(shí)，電流的大小也隨之改變。我們把這種可以限制電流大小的電阻叫做限流電阻。2、分壓作用一般用電器上都標(biāo)有額定電壓值，若電源比用電器的額定電壓高，則不可把用電器直接接在電源上。在這種情況下，可給用電器串接一個(gè)合適阻值的電阻，讓它分擔(dān)一部分電壓，用電器便能在額定電壓下工作。我們稱這樣的電阻為分壓電阻。3、分流作用當(dāng)在電路的干路上需同時(shí)接入幾個(gè)額定電流不同的用電器時(shí)，可以在額定電流較小的用電器兩端并聯(lián)接入一個(gè)電阻，這個(gè)電阻的作用是“分流”。4、將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的作用電流通過(guò)電阻時(shí)，會(huì)把電能全部（或部分）轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。用來(lái)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器叫電熱器。如電烙鐵、電爐、電飯煲、取暖器等等、7電阻器典型失效分析電子系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了檢測(cè)，但是實(shí)際出廠的時(shí)候卻不能使用，或者在出廠時(shí)是正常的，在用戶使用的過(guò)程中也是正常的，可是有一天你發(fā)現(xiàn)正常的系統(tǒng)變的不穩(wěn)定，或者已經(jīng)不能工作了。這又是什么原因？或許這一切都是因?yàn)橄到y(tǒng)中的一個(gè)不起眼的角色在發(fā)生“動(dòng)亂”電阻失效了！失效的電阻阻值發(fā)生變化，甚至出現(xiàn)了開路現(xiàn)象，為什么會(huì)這樣呢？下面主要介紹開路失效。開路失效分析：A、電阻斷裂開路電阻斷裂開路多發(fā)生在片式厚膜電阻器上，究其原因，是因?yàn)殡姌O的銀層斷裂而引起的。其斷裂是由于焊接時(shí),在Pb-Sn焊料邊緣的面電極Ag大量熔于焊料中，形成邊緣的Ag層空洞，在長(zhǎng)期工作過(guò)程Ag的遷移和腐蝕造成空洞的擴(kuò)大甚至斷開而導(dǎo)致電子開路。B、電解腐蝕開路電解腐蝕開路多發(fā)生在氧化膜電阻器上，其失效原因是電阻器鎳鉻膜在水汽和直流電場(chǎng)作用下，發(fā)生電解腐蝕開路,包封料中有少量的K+、Cl-加速了電解腐蝕的發(fā)生。其失效的過(guò)程是這樣形成的：電阻器在潮濕環(huán)境工作時(shí)，水份透過(guò)包封材料吸附在導(dǎo)電膜或刻槽表面，在直流電場(chǎng)作用下會(huì)在導(dǎo)電膜有缺陷的地方首先產(chǎn)生電解腐蝕。在電場(chǎng)作用下，水會(huì)發(fā)生電解成氫和氫氧根離子，氫氧根負(fù)離子在電場(chǎng)作用下趨向電阻器施加電壓的正極（或高電位），分別與導(dǎo)電膜中的鉻和鎳產(chǎn)生反應(yīng)，生成三氧化二鉻和氧化鎳，沉積在電阻器施加電壓正極端附近的刻槽表面導(dǎo)致導(dǎo)電膜的電解腐蝕。隨著導(dǎo)電膜中的部分鎳和鉻被氧化，使得該部分電阻繼續(xù)增大，溫度升高，電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)一步加劇，直至將該部分腐蝕斷裂，最后導(dǎo)致電阻器開路。電阻器陶瓷基體或者包封材料中如果含有K+、Cl-，均極易溶于水中，會(huì)降低水膜的電阻率，使電解腐蝕加劇。開路失效經(jīng)典案例：有一批現(xiàn)場(chǎng)儀表在某化工廠使用一年后，儀表紛紛出現(xiàn)故障。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)儀表中使用的厚膜貼片電阻阻值變大，甚至變成開路了。把失效的電阻放到顯微鏡下觀察，可以發(fā)現(xiàn)電阻電極邊緣出現(xiàn)了黑色結(jié)晶物質(zhì)，進(jìn)一步分析成分發(fā)現(xiàn)，黑色物質(zhì)是硫化銀晶體。原來(lái)電阻被來(lái)自空氣中的硫給腐蝕了!據(jù)研究人員分析，電阻失效是由于電阻表面的二次保護(hù)層和焊接端頭不是嚴(yán)絲合縫，導(dǎo)致面電極部分暴露在空氣中。因此當(dāng)空氣中含有大量硫化氣體時(shí)，銀被硫化物反應(yīng)成硫化銀。由于硫化銀不導(dǎo)電，所以隨著電阻被硫化，電阻值逐漸增大，直至最終成為開路。那么這個(gè)過(guò)程是怎樣發(fā)生的呢。通常厚膜電阻的結(jié)如下： 中面電極是連接二氧化釕電阻體和焊接端頭用的內(nèi)部電極。這種電極一般是銀鈀合金。由于電阻表面的二次保護(hù)層和焊接端頭不是嚴(yán)絲合縫的。導(dǎo)致面電極部分暴露在空氣中。因此當(dāng)空氣中含有大量硫化氣體時(shí)，銀被硫化物反應(yīng)成硫化銀。由于硫化銀不導(dǎo)電，所以隨著電阻被硫化，電阻值逐漸增大，直至最終成為開路。 實(shí)際上，并非只有用在化工廠的電阻會(huì)被硫化，在礦業(yè)、火力發(fā)電廠中的電阻同樣存在被硫化的危險(xiǎn)，甚至在某些場(chǎng)合僅僅因?yàn)樵诜忾]環(huán)境中使用了含硫的橡膠、油也會(huì)導(dǎo)致在高溫下釋放的硫?qū)е码娮枇蚧?。因此汽車電子中也逐漸開始重視電阻的硫化。 為了防止電阻的硫化人們開始進(jìn)行抗硫化電阻的研制。一般說(shuō)來(lái)，薄膜電阻是由鎳鉻合金或氮化鉭制成，這種薄膜電阻中不含銀，所以天生就具有良好的抗硫化能力。所以一般而言，抗硫化電阻常常指的是厚膜電阻。厚膜電阻的抗硫化設(shè)計(jì)一般采用調(diào)整面電極成分和調(diào)整厚膜電阻結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行。 面電極是銀鈀合金，提高鈀的含量可以增強(qiáng)抗硫化性能。但是增加鈀后銀鈀合金的熔點(diǎn)會(huì)升高，會(huì)對(duì)工藝產(chǎn)生一定影響。所以目前主要生產(chǎn)抗硫化電阻的廠家都在調(diào)整電阻結(jié)構(gòu)上下足了功夫。 防止面電極直接暴露在空氣中是目前通過(guò)調(diào)整電阻結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)抗硫化設(shè)計(jì)的主要方法。這種方法是在面電極上再使用一種不易被腐蝕的材料做成一個(gè)保護(hù)性中間層。中間層填補(bǔ)了二次保護(hù)膜和焊接端頭之間的空隙，以避免面電極直接暴露。8 電阻選型總結(jié)了電阻的選型原則，包括歸一化選型方向（快速定位電阻類別），以及特性參數(shù)選型原則（根據(jù)電阻的特性參數(shù)來(lái)細(xì)化電阻的選型），以幫助工程師在電路設(shè)計(jì)中快速進(jìn)行電阻選型。一、電阻器的歸一化選型方向總結(jié)本歸一化選型原則只是針對(duì)電阻選型的一個(gè)“輪廓”，根據(jù)以往工程師的選型經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，具有大眾化的選型意義，在要求嚴(yán)格的電路設(shè)計(jì)中，還需要根據(jù)具體電路設(shè)計(jì)中的電器要求對(duì)電阻選型進(jìn)行進(jìn)一步的考量。A、電阻選型“輪廓”1、金屬膜電阻器：1W以下功率優(yōu)選金屬膜電阻，1W及1W以上功率優(yōu)選金屬氧化膜電阻。2、碳膜電阻器：為話機(jī)專用類別，公司技術(shù)不使用。優(yōu)選等級(jí)信息用“T”標(biāo)記。3、熔斷電阻器：不推薦使用。反應(yīng)速度慢，不可恢復(fù)。建議使用反應(yīng)快速、可恢復(fù)的器件以達(dá)到保護(hù)的效果，并減少維修成本。4、繞線電阻器：大功率電阻器。5、集成電阻器：貼片化。插裝項(xiàng)目只保留并聯(lián)式，插裝的獨(dú)立式項(xiàng)目將逐步淘汰，用同一分類的片狀集成電阻器替代。6、片狀厚膜電阻器：在逐步向小型化、大功率方向發(fā)展，優(yōu)選庫(kù)會(huì)隨著適應(yīng)發(fā)展方向的變化而動(dòng)態(tài)調(diào)整。這類電阻器是小功率電阻的優(yōu)選對(duì)象。7、片狀薄膜電阻器：建議使用較高精度類別。二、電阻的特性參數(shù)選型原則總結(jié)在眾多的概念中，對(duì)電阻的選型尤其重要的有兩個(gè)概念標(biāo)稱阻值和阻值允許偏差。標(biāo)稱阻值是電阻器設(shè)計(jì)所確定的，通常在電阻器上標(biāo)出的電阻值。在規(guī)定條件下測(cè)量電阻器所得到的阻值叫做實(shí)際阻值。為了便于生產(chǎn)和使用，國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定了一系列阻值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值，這些阻值被稱為電阻器的標(biāo)稱阻值系列。一般來(lái)說(shuō)，精度與標(biāo)稱阻值系列有關(guān)，精度越高，所選標(biāo)稱系列越密；精度越低，所選標(biāo)稱系列越稀。由于工廠商品化生產(chǎn)的需要，電抗組件產(chǎn)品的規(guī)格是按特定數(shù)列提供的?？紤]到技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的合理性，目前主要采用E數(shù)列作為電抗組件規(guī)格。常用的系列有E6, E12, E24, E96系列。電阻器的實(shí)際阻值與標(biāo)稱阻值之間可以有偏差，這一偏差的最大允許范圍叫做阻值允許偏差，也稱為精度。通常用標(biāo)稱阻值的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。對(duì)標(biāo)稱阻值和阻值允許偏差有了認(rèn)識(shí)之后，下面我們對(duì)電阻的選用要求進(jìn)行概論。電阻的一般特性參數(shù)選型要求1、精度在設(shè)計(jì)中不要盲目的追求電阻本身的精度，即使高精度的電阻受環(huán)境的影響，也會(huì)超出其范圍。所以應(yīng)該更加的關(guān)注可靠性試驗(yàn)的指標(biāo)。目前選擇電阻的精度不建議超過(guò)0.1%，常用的厚膜電阻都是5%，1%以上精度要求電阻建議選用厚膜電阻，1%以下精度要求電阻建議選用薄膜電阻。2、不選用極限和邊緣規(guī)格不選用各分類電阻器的極限規(guī)格。如電阻器具體系列中的最大最小阻值的邊緣規(guī)格。3、降額使用降額使用是提高電阻器工作可靠性和壽命的最重要手段。電阻的功率取決于封裝的大小，薄膜電阻的功率很小，一般小于1W，電阻在使用時(shí)，一定要對(duì)功率進(jìn)行降額。不同類別的電阻具有不同的絕緣介質(zhì)和自愈機(jī)制，對(duì)承受應(yīng)力（主要是工作電壓、消耗功率和工作環(huán)境溫度）的降額程度要求有差異，但一般都在0.6倍額定承受應(yīng)力下使用，不超過(guò)0.75倍。建議在降額曲線再降80%，繞線電阻據(jù)有很大的功率特性。其中電阻的額定功率計(jì)算方法：當(dāng)電阻阻值小于額定阻值時(shí)，額定電壓：當(dāng)電阻阻值小于額定阻值時(shí)額定電壓等于最高電壓。4、電阻值變化電阻器在實(shí)際工作時(shí)的電阻值不同于標(biāo)稱電阻值，而與以下因素有關(guān)：(1) 阻值偏差。實(shí)際生產(chǎn)中電阻器的阻值會(huì)偏離標(biāo)稱阻值，此偏離應(yīng)在阻值允許偏差范圍內(nèi)。(2) 工作溫度。電阻器的阻值會(huì)隨溫度變化而變化。此特性用T.C.R值即電阻溫度系數(shù)來(lái)衡量。(3) 電壓效應(yīng)。電阻器的阻值與其所加電壓有關(guān)，變化可以用電壓系數(shù)來(lái)表示。電壓系數(shù)是外加電壓每改變 1 V時(shí)電阻器阻值的相對(duì)變化量。(4) 頻率效應(yīng)。隨著工作頻率的提高，電阻器本身的分布電容和電感所起的作用越來(lái)越明顯。(5) 時(shí)間耗散效應(yīng)。電阻器隨工作時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)逐漸老化，電阻值逐漸變化(一般情況下增大)。外加應(yīng)力下電阻值漂移應(yīng)在電路要求的范圍內(nèi)，同時(shí)還應(yīng)考慮老化因素。應(yīng)給出設(shè)計(jì)裕度(一般為電路要求變化范圍的一半，如電路要求可在10%范圍內(nèi)變化，應(yīng)選擇在5%內(nèi)變化的電阻器)。5、額定工作溫度各種具體型號(hào)的電阻器都有規(guī)定的額定環(huán)境工作溫度范圍，在實(shí)際使用中不應(yīng)超出規(guī)定的環(huán)境工作溫度范圍。目前TCR小的電阻器只有薄膜電阻，一般情況下，碳膜與陶瓷電阻器TCR為負(fù)，對(duì)于低TCR設(shè)計(jì)，首選推薦10ppm。不同材料電阻的TCR有很大的變化，大致范圍可以從下表看出：6、降功耗曲線當(dāng)工作環(huán)境溫度高于70C時(shí)，應(yīng)在原使用基礎(chǔ)上再進(jìn)行降額。降額曲線如圖1所示：7、管腳表層金屬管腳表層金屬采