1.概述
电阻、电感和电容组成电子学三个基本无源器件;从能量的角度来看,电阻是将电能转化为热能的能耗原件。官方的描述是,导体对电流的阻碍被称为电阻,用R表示单位是欧姆;导体电阻越大,对电流的阻碍就越大。
2.电阻分类
电阻的工艺与结构等特点可以将电阻分成很多种,我们常用的就是根据阻值是否发生变化,可以将电阻分成以下两大类。
1.固定电阻
所谓固定电阻是指电阻值是固定值,在大多数情况下电阻值是不变的。当然,固定电阻可以分为:
碳合成电阻主要由碳粉和粘合剂烧结成圆柱形电阻体。碳粉的浓度决定了电阻值的大小。在两端加入镀锡铜线,最后封装成型。
碳合成电阻工艺简单,原材料容易获得,所以价格最便宜。
但碳合成电阻阻的性能不是很好,容差比较大(即不能做精密电阻),温度特性不好,通常噪音比较大。
碳合成电阻具有良好的耐压性,因为它可以被视为碳棒,基本上不会被击穿和烧毁。
绕线电阻是将镍铬合金线绕在氧化铝陶瓷基底上,一圈一圈地控制电阻。
绕线电阻可制成精密电阻,容差可达0.005%,温度系数很低,缺点是绕线电阻寄生电感大,不能用于高频。
绕线电阻的体积可以很大,然后加入外部散热器作为大功率电阻。
金属氧化物膜主要在陶瓷棒上形成锡氧化物膜。为了增加电阻,可以在锡氧化物膜上加入锑氧化物膜,然后在氧化物膜上加工螺旋槽,准确控制电阻。金属氧化物膜电阻的最大优点是耐高温。
金属箔电阻是通过真空熔化形成镍铬合金,然后通过滚动制成金属箔,然后将金属箔粘附在氧化铝陶瓷基础上,然后通过光刻工艺控制金属箔的形状,从而控制电阻。金属箔电阻是目前最好的电阻。
薄膜电阻是在氧化铝陶瓷基真空沉积形成镍化铬膜,通常只有0.1um厚度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。
厚膜电阻的丝网印刷方法是在陶瓷基础上粘贴一层钯银电极,然后在电极之间印刷一层二氧化锌作为电阻体。厚膜电阻的电阻膜通常较厚,约100微米。
厚膜电阻是目前应用最广泛的电阻,价格便宜,容差5%和1%,绝大多数产品使用5%和1%的片状厚膜电阻。
2.可变电阻
可变电阻是电阻值可变的电阻,在实际应用中主要分为两种:一种是手动调节电阻的电阻;另一种是根据其他物理条件可变的电阻。
这种器件是我们常用的可变电阻器件,以滑动变阻器为例,这是一种三端器件,通过中间抽头可以改变两个电阻的阻值,因此就可以改变分得的电压。
PTC正温系数电阻通常有两种:一种是陶瓷材料,称为CPTC,适用于高压大电流场合;另一种是聚合物材料,称为PPTC,适用于低压小电流场合。
陶瓷PTC,其电阻材料是由碳酸钡、二氧化钛等材料的混合物烧结而成的多晶陶瓷。
PTC温度系数非线性强,当温度超过一定阈值时,电阻会变大,相当于断路,从而起到短路和过流保护的作用。
还有负温度系数电阻,即NTC。
压敏电阻通常是金属氧化物的可变电阻,其电阻材料是氧化锌颗粒与陶瓷颗粒混合后烧结而成。
MOV其特点是当电压超过一定阈值时,电阻迅速下降,可通过大电流,因此可用于浪涌保护和过压保护。
氧化锌陶瓷和MLCC类似的工艺制作成多层型压敏电阻,即MLV,MLV封装小,通常是片状的,额定电压和通流能力都比较好MOV适用于低压直流场合。
3.总结:
本文主要解释了无源设备中电阻的分类和一些电阻的原理。它基本上包含了市场上常用的电阻类型。由于空间有限,下一期将继续解释电阻的选择和应用部分。下次见!