一文搞懂電阻

1 電阻

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電阻是三個最常用的無源元器件（電容、電感）之一。

1.1 什么是電阻

材料通常都具有阻止電荷流動的特性。阻礙電流的能力，這種物理特性，稱之為電阻（resistance），用符號R表示。

電阻符號

均勻截面積為A的任一材料的電阻取決于截面積A和長度L。電阻的數(shù)學表達式為：

ρ為電阻率，單位為Ω.m。

在電路中，電阻值定義為R=U/I，U為電阻兩端電壓，I為流過電阻的電流。 基于電阻的電氣特性，電阻在電路中主要有以下四個方面的作用：1. 限流；電阻在電路中限制電流的經(jīng)過，電壓相同的情況下，電阻值越大電流越小。2. 降壓；電流流過電阻，在電路兩端會產生電壓降。電流相同的情況下，電阻值越大，電壓降越大。3. 分壓；不同電阻組合在電路中可以很容易組成分壓器，實現(xiàn)分壓。 4.防護；壓敏電阻主要用來浪涌防護和過壓防護；熔斷電阻可以起到熔斷防護的作用。 在第4章節(jié)會詳細描述多種敏感電阻的特性和應用。 1.2電阻命名方法

電阻型號命名方法

1.3 電阻分類 電阻的種類有很多，從材料上劃分，線繞型、非線繞型，非線繞型又分為合成型、薄膜型；從用途上劃分，通用型、精密型、高阻型、功率型、高壓型、高頻型；還有一類特殊用途劃分，熱敏電阻、光敏電阻、力敏電阻、濕敏電阻、壓敏電阻、氣敏電阻、熔斷電阻等。

電阻分類

常見電阻分類與實物對照圖，可以放大查看。

電阻分類對照

2 電阻主要技術指標

選擇電阻時，對于常規(guī)用途的電阻來說，主要關注電阻值、精度、功率、封裝等參數(shù)。特殊用途的場合，還需要關注耐壓、機械強度等。

2.1 額定功率

電阻器在電路中長時間連續(xù)工作不損壞，或不顯著改變其性能所允許消耗的最大功率稱為電阻器的額定功率。電阻器的額定功率并不是電阻器在電路中工作時一定要消耗的功率，而是電阻器在電路工作中所允許消耗的最大功率。不同類型的電阻具有不同系列的額定功率。

2.2 標稱阻值

阻值是電阻的主要參數(shù)之一，不同類型的電阻，阻值范圍不同，不同精度的電阻其阻值系列亦不同。根據(jù)國家標準，常用的標稱電阻值系列如表3所示。E24、E12 和 E6 系列也適用于電位器和電容器。

2.3 允許誤差等級

2.4電阻器的標志內容及方法

（1）文字符號直標法：用阿拉伯數(shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示標稱阻值，額定功率、允許誤差等級等。符號前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值，其文字符號所表示的單位如表 5 所示。如 1R5 表示 1.5Ω，2K7 表示 2.7kΩ。

由標號可知，它是精密金屬膜電阻器，額定功率為 1/8W，標稱阻值為 5.1kΩ，允許誤差為±10%。 (2)色標法：色標法是將電阻器的類別及主要技術參數(shù)的數(shù)值用顏色（色環(huán)或色點）標注在它的外表面上。色標電阻（色環(huán)電阻）器可分為三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)三種標法。其含義如圖 1 和圖 2 所示。

三色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標稱電阻值（允許誤差均為±20%）。例如，色環(huán)為棕黑紅，表示 10×10^2＝1.0kΩ±20%的電阻器。四色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標稱值（二位有效數(shù)字）及精度。例如，色環(huán)為棕綠橙金表示15×10^3＝15kΩ±5%的電阻器。五色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標稱值（三位有效數(shù)字）及精度。例如，色環(huán)為紅紫綠黃棕表示 275×10^4＝2.75MΩ±1%的電阻器。 一般四色環(huán)和五色環(huán)電阻器表示允許誤差的色環(huán)的特點是該環(huán)離其它環(huán)的距離較遠。較標準的表示應是表示允許誤差的色環(huán)的寬度是其它色環(huán)的（1.5~2）倍。有些色環(huán)電阻器由于廠家生產不規(guī)范，無法用上面的特征判斷，這時只能借助萬用表判斷。

3 貼片電阻

3.1貼片電阻

貼片電阻(SMD Resistor)學名叫片式固定電阻器，是從 Chip Fixed Resistor 直接翻譯而來的，特點是耐潮濕、耐高溫、可靠度高、外觀尺寸均勻，精確且溫度系數(shù)與阻值公差小。按生產工藝分厚膜片式電阻 (Thick Film Chip Resistor) 和薄膜片式電阻 (ThinFilm ChipResistor)兩種。 厚膜貼片電阻是采用絲網(wǎng)印刷將電阻性材料淀積在絕緣基體(例如化鋁陶瓷)上，然后燒結形成的。 薄膜片式電阻，通常為金屬薄膜電阻，是在真空中采用蒸發(fā)和濺射等工藝將電阻性材料濺鍍(真空鍍膜技術)在絕緣基體 上制成，特點是溫度系數(shù)低，溫漂小，電阻精度高。

按封裝分0105、0201、0402、0603、0805、1206、1210、2010、2512 等，其常見序列的精度為1%、5%，標準阻值有E24 和E96序列，常見功率有 1/20W、1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W等。

3.2 生產工藝流程

貼片電阻工藝流程圖

視頻第19秒開始出現(xiàn)，電阻實物切開后的模樣

3.3 E系列標準電阻

E系列也是一種由幾何級數(shù)構成的數(shù)列。E系列首先在英國的電工工業(yè)中應用，故采用Electricity的第一個字母E標志這一系列，它是以6√10 、12√10 、24√10 為公比的幾何級數(shù)，分別稱為E6系列、E12系列和E24系列。（基本值見下表）。即： E6系列的公比為 6√10≈1.5 E12系列的公比12√10≈1.21 E24系列的公比為24√10≈1.1 “E”表示“指數(shù)間距”(Exponential Spacing) 在上個20世紀的電子管時代,電子元器件廠商為了便于元件規(guī)格的管理和選用、大規(guī)模生產的電阻符合標準化的要求，同時也為了使電阻的規(guī)格不會太多,協(xié)商采用了統(tǒng)一的標準組成元件的數(shù)值。它的基礎是寬容一定的誤差,并以指數(shù)間距為標準規(guī)格。 這種標準已在國際上廣泛采用，這一系列的阻值就叫做電阻的標稱阻值。電阻的標稱阻值分為E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列，分別適用于允許偏差為±20%、±10%、±5%、±2%、±1%和±0.5%的電阻器。其中E24系列為常用數(shù)系，E48、E96、E192系列為高精密電阻數(shù)系。 E6系列電阻標稱阻值，對應允許偏差為±20%。 E12系列電阻標稱阻值，對應允許偏差為±10%。 E24系列電阻標稱阻值，對應允許偏差為±5%。 E48系列電阻標稱阻值，對應允許偏差為±2%。 E96系列電阻標稱阻值，對應允許偏差為±1%。 E192系列電阻標稱阻值，對應允許偏差為±0.5%, ±0.25%, ±0.1%。 E24系列電阻阻值序列：1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1

E96系列電阻阻值序列：1.00、1.02、1.05、1.07、1.10、1.13、1.15、1.18、1.21、1.24、1.27、1.30、1.33、1.37、1.40、1.43、1.47、1.50、1.54、1.58、1.62、1.65、1.69、1.74、1.78、1.82、1.87、1.91、1.96、2.00、2.05、2.10、2.15、2.21、2.26、2.32、2.37、2.43、2.49、2.55、2.61、2.67、2.74、2.80、2.87、2.94、3.01、3.09、3.16、3.24、3.32、3.40、3.48、3.57、3.65、3.74、3.83、3.92、4.02、4.12、4.22、4.32、4.42、4.53、4.64、4.75、4.87、4.99、5.11、5.23、5.36、5.49、5.62、5.76、5.90、6.04、6.19、6.34、6.49、6.65、6.81、6.98、7.15、7.32、7.50、7.68、7.87、8.06、8.25、8.45、8.66、8.87、9.09、9.31、9.53、9.76

4 特殊用途電阻

4.1 特殊用途分類

各類敏感電阻，按其信息傳輸關系可分為緩變型和突變型，廣泛應用于多種物理量檢測、自動化控制領域。 4.2 各類敏感電阻特性-壓敏電阻，主要有氧化鋅、碳化硅和氧化鋅壓敏電阻。

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。

-濕敏電阻，由感濕層、電極、絕緣體組成。氯化鋰濕敏電阻隨濕度上升而電阻減小，缺點為測試范圍小、特性重復性不好、受溫度影響大。碳濕敏電阻缺點為低溫靈敏度低、阻值受溫度影響大，較少使用。氧化物濕敏電阻性能較優(yōu)越，可長期使用，受溫度影響?。柚蹬c濕度變化呈線性關系。

-光敏電阻，大多是由半導體材料制成的，它利用半導體的光導電特性使電阻器的阻值隨特定波長的入射光線的強弱發(fā)生變化。當入射光線增強時，電阻值明顯減??；當入射光線減弱時，阻值顯著增大。

-氣敏電阻，利用某些半導體吸收某種氣體后發(fā)生氧化還原反應制成，主要成分是金屬氧化物，主要品種有金屬氧化物氣敏電阻、復合氧化物氣敏電阻、陶瓷氣敏電阻等。

-力敏電阻，是一種阻值隨壓力變化而變化的電阻，可制成各種力矩計、半導體話筒、壓力傳感器等。主要品種有硅力敏電阻器、硒碲合金力敏電阻器，相對而言，合金力敏電阻器具有更高靈敏度。

-磁敏電阻，是利用磁電效應能改變電阻器的電阻值的原理制成的，其阻值會隨穿過它的磁通量密度的變化而變化。它的顯著特點是，在弱磁場中阻值與磁場強度的關系呈平方關系，并有很高的靈敏度。

-熱敏電阻，熱敏電阻的電阻值會隨著本體溫度的變化呈現(xiàn)出階躍性的變化，具有半導體特性。熱敏電阻按照溫度系數(shù)的不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻（簡稱PTC熱敏電阻）和負溫度系數(shù)熱敏電阻（簡稱NTC熱敏電阻）。超過一定的溫度（居里溫度）時，PTC熱敏電阻的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性增高。

一般情況下，有機高分子PTC熱敏電阻適用于過流保護，陶瓷PTC熱敏電阻可適用于各種用途。 NTC熱敏電阻的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性減小。NTC熱敏電阻以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成。溫度低時，這些氧化物材料的載流子數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。

-熔斷電阻，俗稱熔絲電阻器，是一種具有熔斷絲及電阻器作用的雙功能元件。在正常情況下具有普通電阻器的功能，一旦電路出現(xiàn)故障時，該電阻器因過負荷會在規(guī)定的時間內熔斷開路，從而起到保護其他電路的作用。