薄膜電阻就是氧化鋁陶瓷基底上通過真空沉積形成鎳化鉻薄膜,通常只有0.1um厚,只有厚膜電阻的千分之一,然后通過光刻工藝將薄膜蝕刻成一定的形狀。Thin Film工藝在此前電容和電感的文章中已經(jīng)提到過多次了,光刻工藝十分精確,可以形成復雜的形狀,因此,薄膜電容的性能可以控制的很好。
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2.2 可變電阻
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可變電阻就是電阻值可以變化,可以有兩種:一是可以手動調(diào)整阻值的電阻;另一種就是電阻值可以根據(jù)其他物理條件而變化。
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2.2.1 可調(diào)電阻
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上中學的時候,應該都使用過滑動變阻器做實驗,動一動滑動變阻器,小燈泡可以變亮或變暗。滑動變阻器就是可調(diào)電阻,原理都是一樣的。
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可調(diào)電阻,通常分成了三種:
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電位器或分壓計,這是一種三端口器件。電位器被中間抽頭分成兩個電阻,通過中間抽頭可以改變兩個電阻的阻值,就可以改變分得的電壓。
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● Rheostat
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變阻器,其實就是電位器,唯一的區(qū)別就是變阻器只需要用到兩個端口,純粹一個可以精確調(diào)整阻值的電阻。
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● Trimmer
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微調(diào)器,其實也是電位器,只不過不需要經(jīng)常調(diào)整,例如設備出廠的時候調(diào)整一下即可,通常需要用螺絲刀等特殊工具才能調(diào)整。
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2.2.2 敏感電阻
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敏感電阻是一類敏感元件,這類電阻大都對某種物理條件特別敏感,該物理條件一變化,電阻值就會隨著變化,通常可以用作傳感器, 例如光敏電阻、濕敏電阻、磁敏電阻等等。在電路設計應用比較多的應該是熱敏電阻和壓敏電阻,常用作保護器件。
熱敏電阻
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上圖出自Murata Application Manual - PTC
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PTC就是正溫度系數(shù)電阻,通常有兩種:一種是陶瓷材料,叫CPTC,適用于高電壓大電流場合;另一種是高分子聚合物材料,叫PPTC,適用于低電壓小電流場合。
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陶瓷PTC,其電阻材料是一種多晶體陶瓷,是碳酸鋇、二氧化鈦等多種材料的混合物燒結(jié)而成。PTC溫度系數(shù)具有很強的非線性,當溫度超過一定閾值時電阻會變得很大,相當于斷路,從而可以起到短路和過流保護的作用。
同時還有負溫度系數(shù)電阻,即NTC就不詳細介紹了。
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壓敏電阻
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上圖出自Varistor and the Metal Oxide Varistor Tutorial
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壓敏電阻通常都是金屬氧化物可變電阻,即Metal Oxide Varistor(MOV),其電阻材料是氧化鋅顆粒和陶瓷顆粒混合后一起燒結(jié)成型。MOV的特性就是當電壓超過一定閾值的時候,電阻迅速下降,可以通過大電流,因此可以用于浪涌防護和過壓保護。
將氧化鋅陶瓷采用和MLCC類似的工藝制作成多層型壓敏電阻,即 MLV。MLV封裝較小,通常是片狀的,額定電壓和通流能力都比MOV小很多,適用于低壓直流場合。
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三、電阻的應用與選型
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電阻的廠商主要有國巨、松下、羅姆、威世、還有國內(nèi)的風華高科等等。
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3.1 電阻的應用
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基本上沒有電路板會不用電阻,任何電路板上使用最多的器件就是電容和電阻。各種上下拉電阻,反饋電阻等等。水平有限,簡單講述一下。
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熱效應
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根據(jù)焦耳定律,電流流過電阻就會發(fā)熱。電阻的熱效應的應用也有很多,電熱毯、電火桶、電水壺。
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對于一些室外應用的電子設備,特別對于一些集成有高性能CPU的SOC,對工作溫度要求很苛刻,大都只能滿足商業(yè)級應用,大冬天在東北,零下三十多度,溫度太低,很可能開不了機。通常都會加一個大功率電阻做預加熱功能,當溫度上來后,設備啟動了再關掉。之所有關掉,因為設備自己工作的功耗也會發(fā)熱,可以保持溫度。
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