什么是電阻器? 電阻器是最常見和最廣為人知的無源電氣元件。電阻器能阻擋或限制電路中的電流流動。電阻器有許多用途:可用來降低電壓、限制電流、減弱信號、充當加熱器、充當保險絲、提供電氣負載以及進行分壓。 ![]() 簡介 《電阻器 101》首先概要性介紹了電阻器的類型和常用術語,然后總結了電阻器產(chǎn)品和各種技術。 什么是歐姆定律? 歐姆定律是一個簡單的方程式,顯示了通過金屬線或其他類型的電阻性材料的電阻、電壓和電流之間的關系。用數(shù)學術語,歐姆定律表示為: ![]() 其中 I 是電流(安培),V 是電壓,R 是電阻。 歐姆定律也可以用以下公式顯示電阻、電壓和功率之間的關系。 ![]() 其中 P 是功率(瓦特),V 是電壓,R 是電阻。 ![]() 電阻器類型 定值電阻器 定值電阻器是指其電阻值不能改變的電阻器。 可變電阻器 可變電阻器是一種阻值可以通過轉動軸或滑動控制裝置進行調(diào)整的電阻器,亦稱電位器或變阻器,允許用手動改變器件的電阻。 非線性電阻器 非線性電阻是一種阻值隨著應用電壓、溫度或光線變化而顯著變化的電阻。非線性電阻的類型有壓敏電阻、熱敏電阻和光敏電阻。 常用電阻器術語 臨界阻值 在不超過最大工作電壓的情況下,可以加載額定功率的最大標稱阻值。額定電壓等于達到臨界阻值的最大工作電壓。 降額曲線 表示環(huán)境溫度與其工作溫度下連續(xù)可加載功率最大值之間關系的曲線,一般以百分比表示。 ![]() 介電耐壓 在電阻元件和外涂層或電阻元件和安裝表面之間的指定點上,可以施加的不會引起電介質擊穿的額定電壓。 最大過載電壓 在過載測試中,能夠在短時間內(nèi)施加在電阻上的最大電壓值。通常情況下,短時過載試驗中的施加電壓比額定電壓大 2.5 倍。但是它不應該超過最大過載電壓。 最大工作電壓(或最大限制因素電壓) 能夠連續(xù)施加在電阻器或元件上的直流電壓或交流電壓 (RMS) 的最大值。然而,適用電壓的最大值是在臨界阻值或更低阻值下的額定電壓。 噪聲 噪聲是來自電阻內(nèi)部的不需要的交流信號。阻性噪聲會對低電平信號、電荷放大器、高增益放大器和其他對噪聲敏感型應用產(chǎn)生破壞性影響。最好的方法是在對噪聲敏感型應用中,使用低噪聲或最小噪聲電阻類型。 額定功率 額定功率取決于器件的物理尺寸、壽命期間內(nèi)允許的電阻變化、材料的導熱性、絕緣和電阻材料以及環(huán)境操作條件。為了獲得最佳效果,應在低于其最大額定溫度和功率的情況下采用最大物理尺寸的電阻器。 額定環(huán)境溫度 電阻器在規(guī)定的額定功率下能夠連續(xù)使用的最高環(huán)境溫度。額定環(huán)境溫度指的是設備內(nèi)部電阻周圍的溫度,而不是設備外部的空氣溫度。 常用電阻器術語 額定功率 在額定環(huán)境溫度下,可以連續(xù)加載到一個電阻器上的最大功率。電阻排和陣列產(chǎn)品既有每個封裝的額定功率,也有每個元件的額定功率。 額定電壓 在額定環(huán)境溫度下,能夠連續(xù)施加到電阻器上的直流電壓或交流電壓 (RMS) 的最大值。 可靠性 可靠性是指一個電阻器(或任何其他設備)執(zhí)行其預期功能的概率。有兩種定義可靠性的方式:一個是平均無故障時間 (MTBF) ,另一個是每 1000 小時運行故障率。這兩種評估可靠性的方法都必須通過一組特定的測試來確定,并定義什么是器件壽命終點,如電阻的最大變化或災難性的故障(短路或開路)。人們通過各種統(tǒng)計研究,得出這些故障率,并在最高額定溫度和額定負載下對大樣本進行測試,測試時間長達 10,000 小時(每天 24 小時,約 13 個月)。功率水平越低,可靠性通常就越高。 電阻器公差 電阻器公差表示為與標稱值的偏差,以百分比表示,通常在 25℃ 下測量。電阻器的阻值也會隨著外加電壓 (VCR) 和溫度 (TCR) 的變化而變化。對于電阻排來說,絕對電阻公差是指電阻排的整體公差。比率公差是指封裝中每個電阻與其他電阻的關系。 穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是指在特定的負載、濕度、壓力或環(huán)境溫度下,電阻隨時間的變化。當這些影響因素最小化時,穩(wěn)定性就越好。 電阻溫度系數(shù)(TCR 也稱為 RTC) TCR 表示為溫度每變化一攝氏度電阻的變化,單位為 ppm (0.0001%)。TCR 通常指 +25˚C 時的值,并隨著溫度升高(或降低)而變化。一個 TCR 為 100ppm/°C 的電阻器在 10°C 的變化中會有 0.1% 的變化,在 100°C 的變化中會有 1% 的變化。對于電阻排,TCR 值被稱為絕對 TCR,因為它定義了一個特定電阻元件的 TCR。術語 TCR 跟蹤是指電阻排中每個特定電阻器之間的 TCR 差異。 額定溫度 額定溫度是指電阻器可使用的最大允許溫度。它一般用兩個溫度來定義。例如,一個電阻器的額定滿載溫度可達 +70°C,在 +125°C 時降至無載。這意味著,在電阻的使用壽命中,在某些允許的變化下,它可以在 +70℃ 下以額定功率運行。如果降低負載,它也可以在超過 +70℃ 的溫度下運行,但在任何情況下,在環(huán)境溫度和由于應用負載而產(chǎn)生的自熱的共同作用下,溫度不應超過 +125℃ 的設計溫度。 電阻電壓系數(shù) (VCR) 電壓系數(shù)是指隨外加電壓變化而產(chǎn)生的電阻變化。這是一個完全不同的概念,而且是在通電時自熱的影響之外。一個 VCR 為 100ppm/V 的電阻器在 10V 的變化中會有 0.1% 的變化,在 100V 的變化中會有 1% 的變化。對于電阻排,VCR 值被稱為絕對 VCR,因為它定義了一個特定電阻元件的 VCR。術語 VCR 跟蹤是指電阻排中每個特定電阻器之間的 VCR 差異。 ![]() 表 1:表面貼裝/襯底/打線式電阻器 ![]() 表 2:軸向引線式/通孔式電阻器 定值電阻器技術 繞線(表面貼裝/引線型) 一種由金屬線(如鎳鉻合金)纏繞在絕緣體(如陶瓷、塑料或玻璃纖維芯)上制成的電阻。 Power Metal Strip®/金屬元件(表面貼裝/引線式) 一種使用固體金屬合金(如鎳鉻合金或錳銅)作為電阻元件,然后焊接在銅端子上的電阻器。用于電流感應和分流應用。 薄膜(表面貼裝/引線式) 金屬薄膜(引線式/MELF) 一種圓柱形電阻器,通過將金屬或金屬合金(如鎳鉻合金)導電薄膜制成的電阻元件沉積在圓柱形陶瓷或玻璃芯上來制作。通過在導電膜上切割一個螺旋形的凹槽來控制電阻。 金屬氧化物(引線式) 一種圓柱形電阻器,使用氧化釕或氧化錫等材料作為電阻元件。這些電阻可以成為優(yōu)質高壓或大功率器件。 厚膜(片式電阻器/片式陣列/電阻排) 特制的表面貼裝薄膜電阻器,可承載大功率。對于厚膜電阻,氧化釕的“膜”是采用傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷技術。 薄膜(片式電阻器/片式陣列/電阻排) 一種表面貼裝薄膜電阻,其電阻元件相對較薄,以埃為單位(百萬分之一英寸)。薄膜電阻器是通過將電阻材料,如鎳鉻合金或氮化鉭,濺射(也稱為真空沉積)到襯底的表面而制成。 碳膜(引線式/MELF) 通過在中間核心絕緣體的表面上沉積碳膜而制成的圓柱形電阻器的一般類別描述。 金屬箔(表面貼裝/引線式) 一種通過在陶瓷襯底上以特定圖案光照制造同質金屬的電阻器。材料和結構的獨特組合使產(chǎn)品具有無可比擬的性能特點和高可靠性。 合成(引線式) 碳合成 對由碳混合物電阻芯和成型的外部絕緣芯組成的電阻器的一般類別描述。 陶瓷合成 一種由粘土、氧化鋁和碳混合物組成的電阻器,經(jīng)過混合和加壓成為一個電阻芯,然后用一個成型的外部絕緣芯覆蓋。 來源:Vishay Intertechnology, Inc. |