第一講　電子元器件種類及功能

一、電阻器

電阻器是用電阻材料制成的、有一定結構形式、能在電路中起限制電流通過作用的兩端電子元件，其在電路中的主要作用是用來調節和穩定電流、電壓和匹配負載的。電阻的單位是歐姆，用符號“Ω”表示。電阻其他單位的換算關系：1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω。1GΩ（千兆歐）=109Ω，1TΩ（兆兆歐）=1012Ω。以下按電阻器的幾種分類方法介紹電阻器的功能簡介如下：

1.按用途分類的幾種電阻器

（1）通用電阻器。這類電阻器又稱為普通電阻器，功率一般在0.1～10W之間，電阻器的阻值為100Ω～10MΩ，工作電壓一般在1kV以下.可供一般電子設備使用。

（2）精密電阻器。這類電阻器的精度一般可達0.1%～2%，箔式電阻器的精度較高，可達0.005%。電阻器的阻值為1Ω～1MΩ。精密電阻器主要用于精密測量儀器及計算機設備。

（3）高阻電阻器。這類電阻器的阻值較高，一般在1×107～1×1013Ω之間，但它的額定功率很小，只限用于弱電流的檢測儀器中。

（4）功率型電阻器。這類電阻器的額定功率一般在300W以下，其限值較小（在幾千歐以下），主要用于大功率的電路中。

（5）高壓電阻器。這類電阻器的工作電壓為10～100kV，外形大多細長，多用于高壓設備中。

（6）高頻電阻器。這類電阻器固有的電感及電容很小，因而它的工作頻率高達10MHz以上，主要用于無線電發射機及接收機。

2.根據制作材料的不同分類的幾種電阻器

（1）碳膜電阻器。碳膜電阻器（見圖1-1）是應用最早的一種薄膜電阻器，是用有機黏合劑將碳墨、石墨和填充料配成懸浮液涂覆于絕緣基體上，經加熱聚合而成。主要職能就是阻礙電流流過，應用于限流、分流、降壓、分壓、負載與電容配合作濾波器等。碳膜電阻成本較低，電性能和穩定性較差，一般不適于作通用電阻器；但由于它容易制成高阻值的膜，所以主要用作高阻高壓電阻器，其用途等同高壓電阻器。

（2）金屬膜電阻器。金屬膜電阻器（見圖1-2）是膜式電阻器（Film Resistors）中的一種，采用高溫真空鍍膜技術將鎳鉻或類似的合金緊附在瓷棒表面形成皮膜，著膜于白瓷棒表面，經過切割調試阻值，以達到最終要求的精密阻值，然后加以適當的接頭切割，并在其表面涂上環氧樹脂密封保護而成。金屬膜電阻器提供廣泛的阻值范圍，有著精密阻值，公差范圍小的特性，主要應用在對電阻阻值要求較高的場合。

（3）實心碳質電阻器。實心電阻器（見圖1-3）可分為有機實心電阻器和無機實心電阻器兩種。有機實心電阻器是由顆粒狀導體（如炭黑、石墨）、填充料（如云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化鈦等）和有機黏合劑（如酚醛樹脂等）等材料，經專用設備熱壓成型后裝入塑料殼內制成的，具有較強的抗負荷能力。無機實心電阻器是由導電物質（如炭黑、石墨等）、填充料與無機黏合劑（如玻璃釉等）混合壓制成型后再經高溫燒結而成的，其溫度系數較大，但阻值范圍較小。

（4）繞線電阻器。線繞電阻器是用康銅、錳銅或鎳絡合金絲在陶瓷骨架上繞制而成的一種電阻器，表面有保護漆或玻璃釉（見圖1-4）。這種線繞電阻器的特點是耗散功率大，可達數百瓦，主要用作大功率電路中作降壓或負載等用（能工作在150～300℃溫度的環境中）。另外，由于結構上的原因，其分布電容和電感系數都比較大，不能在高頻電路中使用。

（5）玻璃釉膜電阻器。玻璃釉膜電阻器又稱玻璃釉電阻器、金屬陶瓷電阻器或厚膜電阻器，是將金屬氧化物（如銀、鈀、錫、銻等）和玻璃釉電阻漿料用黏合劑混合后，涂覆在陶瓷骨架上，經高溫燒結而成的一種電阻器。該電阻器的特點是能耐高溫，阻值范圍較寬，溫度系數較小，既能制造成一般的電阻器，又能制造成精密的電阻器，應用范圍較廣泛，主要應用在高功率設備、高可靠性的電路中。

玻璃釉膜電阻器除了普通型以外，還有精密型玻璃釉膜電阻器。在外形結構上常見的有圓柱形及片狀兩種形式，如圖1-5所示。圖中圓柱形的色環標志：黃色色環和白色色環取代金色和銀色色環，以提高高壓工作性能；精度色環之后的白色色環作為玻璃釉膜電阻的特殊標志，用于區別玻璃釉膜電阻器。

（6）水泥電阻器。所謂水泥電阻就是用水泥（其實不是水泥是耐火泥，這是俗稱）灌封的電阻器（見圖1-6），即將電阻線繞在無堿性耐熱瓷件上，外面加上耐熱、耐濕及耐腐蝕之材料保護固定并把繞線電阻體放入矩形瓷器框內，用特殊不燃性耐熱水泥充填密封而成。水泥電阻器也是一種繞線電阻器，具有體積小、耐震、耐濕、耐熱及良好散熱，低價格等特性，廣泛應用于電源適配器、音響設備、音響分頻器、儀器、儀表、電視機、汽車等設備中。

（7）保險電阻器。保險電阻器又名熔斷電阻器、安全電阻，是一種具有電阻器和熔斷器雙重作用的特殊元器件。正常情況下，保險電阻器具有普通電阻降壓、分壓、耦合等多種和同樣的電氣特性，當電路負載發生短路故障、出現過電流時，保險電阻器的溫度在很短的時間內就會升高到500～600℃，這時電阻層便會受熱剝落而熔斷，從而保護電路中其他元器件免遭損壞，并防止故障的擴大。

保險電阻器用符號“F”表示，形狀如同貼片電阻器，有的像圓柱形電阻器，主板中常見的是貼片保險電阻器，接口電路中用的最多。保險電阻器一般都是用在供電電路中，此電阻器的特性是阻值小，只有幾歐，超過額定電流時就會燒壞，在電路中起到保護作用。保險電阻器的形狀有多種，既有像普通電阻器的，也有其他形狀的，如圖1-7所示。

（8）排電阻器。排電阻器又稱網絡電阻器、集成電阻器，簡稱排阻，就是將多個參數完全相同的電阻器集中封裝在一起，組合制成的一種復合電阻。排電阻器通常都有一個公共端（將它們的一個引腳都連到一起，作為公共引腳，其余引腳正常引出，所以如果一個排電阻器是由n個電阻構成的，那么它就有n+1只引腳，一般來說，最左邊的那個是公共引腳），在排電阻器表面用一個小白點表示。排電阻器的外觀顏色通常為黑色或黃色，如圖1-8所示為排電阻器的外形。

排電阻器有單列式（SIP）和雙列直插式（DIP）兩種外形結構。排電阻器是通過在陶瓷基片上絲網印制形成電極和電阻并印有玻璃保護層。有堅硬的鋼夾接線柱，用環氧樹脂包封。適用于密集度高的電路裝配，如軍用、航空、航天、兵器、船舶等各重點工程用電源、電路及儀器儀表中；民用電器方面，可用于電視機、立體聲、收音機、錄音機、電子調諧器等；工業方面，可用于汽車收音機、自動售貨機、復印機、電子測距儀、終端機等；數字電路，可用于計算機、數控儀、存儲器等各種數字儀器。

（9）表面安裝電阻器。表面安裝電阻器又稱無引線電阻器、片狀電阻器，俗稱貼片電阻器（SMD Resistor），是金屬玻璃鈾膜電阻器中的一種，是將金屬粉和玻璃鈾粉混合，采用絲網印刷法在基板上印制成的電阻器，主要適用于厚、薄膜集成電路及微型外貼元器件電路，如有貼片熔斷電阻器、貼片排電阻器等。

貼片熔斷電阻器在電路中起到熔絲的保護作用，一般串聯在某單元電路的供電支路中，當流過該電阻的電流超過一定數值時，其電阻層快速熔斷，切斷該單元電路的供電源，避免故障擴大化。該類電阻器的阻值標注多為“000”或“0”，其正常電阻值為0Ω。貼片熔斷電阻器是貼片電阻器中的一個特殊類型，出于電路安全考慮，不宜換用普通貼片電阻器，或用導線短接。

貼片排電阻器是另一類型的貼片電阻器（見圖1-9），用于集中使用相同阻值電阻器的電路中，如MCU引腳的上拉電阻器，即在MCU的接口電路中應用較多。最常見的貼片排電阻器有：4引腳2元件貼片排電阻器，8引腳4元件貼片排電阻器，和10引腳5元件貼片排電阻器，分別表示內含2只、4只或5只阻值相同且相互獨立的電阻器，如某8引腳4元件貼片排電阻器標注為“472”，表示該排電阻器內部含有4只阻值為4.7kΩ的貼片電阻器。

表面安裝電阻器主要有矩形和圓柱形兩種形狀，如圖1-10所示。

矩形表面安裝電阻器主要由陶瓷基片、電阻膜、保護層、金屬端頭電極四大部分組成。陶瓷基片一般采用96%的三氧化二鋁陶瓷制作；電阻膜通常用由RuO2組成的電阻漿印制在基片上，再燒結而成；覆蓋在電阻膜上的保護層一般采用玻璃漿材料印制后再燒成釉；金屬端頭電極由三層材料組成：內層（即接觸電阻膜的部分）采用接觸電阻小、附著力強的Ag-Pd合金；中層為Ni，主要用來防止端頭電極脫離；外層是由Sn或Sn-Pd或Sn-Ce合金組成的可焊層。

圓柱形表面安裝電阻器是在高鋁陶瓷基體上涂上金屬或碳質電阻膜，而后再在兩端壓上金屬電極帽，用刻螺紋槽的方法確定電阻后再刷一層耐熱絕緣漆并在表面噴上色碼標志而成。