★★★ Resistor-1---通用電阻器 ★★★

€1.電阻原理

電阻的數(shù)值取決于電阻體物質(zhì)的固有電阻系數(shù)及其截面積和長度， 圖1-1 ：

圖1-1：電阻模擬簡圖

如上述公式所示，固有電阻ρ(Ω?cm)乘以電阻體的長度L所得的數(shù)值除以截面積S后就得到電阻值。

其中：

R：電阻值（Ω）

L：長度（cm）

W：寬度（cm）

T：高度/厚度（cm）

S：截面積（W?T）

ρ：電阻率（Ω?cm）

€2.電阻的參數(shù)

電阻溫度系數(shù)：

Temperature coefficient of resistance， 簡稱TCR，表示電阻當(dāng)溫度改變1℃時，電阻值的相對變化，單位為ppm/℃（即10E（-6）/℃）。實際應(yīng)用時，通常采用平均電阻溫度系數(shù)，定義式：TCR（平均）=(R2-R1)/R1（T2-T1），有負(fù)溫度系數(shù)、正溫度系數(shù)及在某一特定溫度下電阻只會發(fā)生突變的臨界溫度系數(shù)，TCR越小表明該電阻受溫度影響越小。

額定功率：

最高使用溫度下（一般取70℃）可連續(xù)施加的功率的最大值，表征了電阻能安全消耗的功率。當(dāng)電流經(jīng)過電阻時，產(chǎn)生熱量。電阻把電能轉(zhuǎn)換為熱能。如果電流過大，就會造成電阻過熱而燒壞。為安全起見，在選用電阻時其額定功率要大于此電阻在電路中功率的實際值。通常可按電阻在電路中功率的實際值或計算值的兩倍確定選用電阻的額定功率。

額定電壓：

由阻值和額定功率換算出的電壓。

老化系數(shù)：

電阻器在額定功率長期負(fù)荷下，阻值相對變化的百分?jǐn)?shù)，它是表示電阻器壽命長短的參數(shù)。

電壓系數(shù)：

在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，電壓每變化1伏，電阻器的相對變化量。

噪聲：

產(chǎn)生于電阻器中的一種不規(guī)則的電壓起伏，包括熱噪聲和電流噪聲兩部分，熱噪聲是由于導(dǎo)體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運動，使導(dǎo)體任意兩點的電壓不規(guī)則變化。

注意點：

可以使用電阻器電壓在合理范圍內(nèi)和電流的任何組合，只要不超過其耗散功率額定值或吸收多少功率而不會對其自身造成任何損害，并被定義為電阻元件無限期消散的熱量而不會降級它的性能。可以使用下面的公式來計算直流電路中任何電阻的功耗：

其中V是電阻兩端的電壓，I是流過電阻本體的電流。鑒于上面的公式參數(shù)，我們代入標(biāo)準(zhǔn)P值（1/16W，1/8W，1/4W等）可以計算出安全電流或者安全電壓。

€3.電阻的分類

電阻器的種類可大致分為固定電阻器、可變電阻器、半固定電阻器。從材料的角度來看，分別有碳類和金屬類。從電阻體的形狀而言，有膜狀、絲狀、板狀，其中金屬膜還有薄膜與厚膜之分。表1-1和表1-2給出電阻的分類：

表1-1：電阻按材質(zhì)分類

表1-2：電阻按用途分類

€4.高精度電阻

高精度電阻器雖然沒有嚴(yán)格的定義或種類，一般是指電阻值精度（允許差小）高，溫度系數(shù)（TCR）小的電阻器。此外，有時也將其叫做精密電阻器。可通過制造時的調(diào)整工序來提高電阻器的初期精度。但是，電阻值會隨著溫度等環(huán)境條件而發(fā)生變動，因而必須是溫度系數(shù)小，且具有能夠?qū)囟茸儎右簿S持穩(wěn)定精度的性能。

利用電阻器的高精度，來進(jìn)行高精度的測量和控制。例如，圖1-2所示的基于運算放大器的反相放大器的輸出電壓Vout，是附式來決定的。此外，圖1-3電壓調(diào)節(jié)器的Vout也一樣。如式子所示，假設(shè)運算放大器和電壓調(diào)節(jié)器沒有誤差達(dá)到理想的要求，則兩個電阻器的比決定希望獲得的輸出電壓。這種情況下，也存在著只要相對地為同值即可的思路，而如果兩個電阻的絕對精度高，溫度系數(shù)小，則可減少確認(rèn)和調(diào)整等步驟。此外，在電流檢測用途中，電阻器的精度直接成為電壓轉(zhuǎn)換的誤差而體現(xiàn)出來。

圖1-2：放大器使用電阻調(diào)節(jié)參數(shù)

圖1-3：電源IC上的誤差放大器反饋

€5.抗硫化電阻

“耐硫化貼片電阻”，如其名稱所示，指提高了對“硫化”的耐受性的貼片電阻。“硫化”，一般情況下是指與硫化氫等空氣中所含有的硫磺成分化合。貼片電阻中，硫磺成分有可能從保護(hù)膜和電極間進(jìn)入，導(dǎo)致電極材料的銀（Ag）硫化而成為硫化銀（Ag2S），造成斷線。因此，在硫含量高的環(huán)境中，必須使用經(jīng)過硫化處理的貼片電阻。可以采取一些方法來防止硫化，例如采用硫不容易進(jìn)入內(nèi)部電極部分的結(jié)構(gòu)，以及使用在電極中耐硫化的金屬。

為了在硫磺成分較多的環(huán)境下維持并提高可靠性而使用耐硫化電阻。作為硫磺成分較多的場所，可列舉以下場所，如火山或溫泉附近、汽車尾氣多的干線公路旁、使用切削油或橡膠產(chǎn)品的附近。此外，即使在一般環(huán)境下，有的情況下使用部件材料中也會含有硫磺成分。例如，冷卻風(fēng)扇的過濾器或密封墊用、防振用的橡膠產(chǎn)品、模塑樹脂等也需要注意，有的硅系涂層材料等中也含有促進(jìn)硫化的成分。耐硫化電阻被應(yīng)用在機(jī)床、工業(yè)機(jī)械、服務(wù)器、基站、照明、安防、工業(yè)用馬達(dá)、控制設(shè)備、汽車等多暴露于外界的用途、在氣體介質(zhì)中硫磺成分較多的環(huán)境下使用的設(shè)備或裝置等方面。

€6.薄膜與厚膜

下表1-3列出對薄膜貼片電阻器與厚膜貼片電阻器的構(gòu)造和特點進(jìn)行的比較。薄膜貼片電阻器和厚膜貼片電阻器，基本構(gòu)造大致上都相同，但是電阻體材料和電阻體形成方法則有著較大的差異。薄膜貼片電阻器，通過濺射來均勻地形成極薄的金屬合金膜，實現(xiàn)高精度且較低的TCR。相比之下，厚膜貼片電阻器是通過印刷在涂布了導(dǎo)電粒子和玻璃的混合物后予以燒結(jié)來形成電阻體，電阻體厚度不均勻引起的電阻值偏差大，而且玻璃 (絕緣體)引起的電流散射大，因而TCR和噪聲也增大。但是，隨著電阻體材料的進(jìn)化和修整技術(shù)的進(jìn)展，厚膜貼片電阻器也能夠?qū)崿F(xiàn)精確到±0.1%的高精度化：

表1-3：厚膜薄膜關(guān)鍵項對比

此外，表1-4列出薄膜貼片電阻器與厚膜貼片電阻器的精度和TCR的數(shù)值示意圖、及特性和性能的比較：

表1-4：厚膜薄膜精度、TCR對比

如上所示，薄膜貼片電阻器與厚膜貼片電阻器相比，精度更高，TCR更小。對于可靠性，薄膜貼片電阻器的長時變化率也非常小，可以說是一款長壽命的電阻器。另外，薄膜貼片電阻器還具有噪聲非常小的特點，有望用于智能手機(jī)和音頻設(shè)備，實現(xiàn)高音質(zhì)。