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电子材料与元器件,电子材料与元器件,四川航天职业技术学院,电子材料与元器件,一、学习要求 1.掌握电阻器的电路符号、主要参数、型号命名和标识；2.了解常用固定电阻器的种类，理解其特性，学会其使用方法；3.了解常用敏感电阻器的种类特点和应用；4.掌握熔断电阻器的特点和应用。,二、学习重点 各种电阻器的特点及应用,三、学习难点 各种电阻器应用,电子材料与元器件,一、电阻器简介,电子器是最常用最基本的电子元件之一，利用电阻对电能的吸收作用，可使电路中各元件按需要分配电能，稳定和调节电路中的电流和电压。电阻器是一个限流元件，将电阻接在电路中后，它可限制通过它所连支路的电流大小。小功率电阻器通常为封装在塑料外壳中的碳膜构成，而大功率的电阻器通常为绕线电阻器，通过将大电阻率的金属丝绕在瓷心上而制成。一般地，电阻器可分为：固定电阻器、电位器、半可调电阻器、敏感电阻器和熔断电阻器。,电子材料与元器件,MO 不燃性金属氧化膜固定电阻器,KN-Z瓷棒涂漆绕线电阻,FL-UB分流电阻,贴片电阻,RX铝外壳电阻器,MPR 金属片无感水泥电阻器,AS-HS 大功率盒式散热片铝盒电阻,敏感电阻器,金属轴旋转式电位器（9mm）,保险丝电阻,绝缘轴旋转式电位器,半可调电阻器,电子材料与元器件,二、固定电阻器,1固定电阻器的电路符号和主要参数 固定电阻器是指阻值固定不变的电阻器，主要用于阻值固定而不需要调节变动的电路中。,（1）标称值 国家规定了一系列值作为电阻器的阻值标准，即标称阻值系列。在应用中选用电阻器要尽量按标称值系列选取，不在标称系列内应选允许误差范围内相近值。,常用系列有E6、E12、E24,电子材料与元器件,不同误差等级的电阻器有不同的标称值。误差越小，电阻器的标值越多。其标称值计算公式是：（n=16）（n=112）（n=124）等。,电子材料与元器件,（2）允许误差实际生产出来的电阻器的阻值无法做到与标称值完全一样，即阻值具有一定的离散性。,精密电阻器允许误差要求更高，如2%，1%等。,其他主要参数：（3）额定功率（4）额定电压（5）噪声（6）其他参数,电子材料与元器件,2电阻器的型号命名和标识,电子材料与元器件,电子材料与元器件,（2）固定电阻器的标识法在电子器上标注有电阻器的主要参数，如标称值、允许误差等，以便在使用中能识别。电子器的标识方法主要有直标法、文字符号法和色标法。A直标法用阿拉伯数字和单位符号在电阻器的表面直接标出标称阻值，用百分数表示允许误差。其优点是直观，易于判读。B文字符号法指用阿拉伯数字和字母符号两者按一定规律的组合来表示标称值，允许偏差也用方案符号表示，其优点是读识方便、直观，多用在大功率电阻器上。直标法就是将电阻器的类别、标称阻值、允许偏差及额定功率等直接标注在电阻器的外表面上，如下图所示。,电子材料与元器件,电阻器规格直标法实例图(a)表示标称阻值为20k、允许偏差为0.1%、额定功率为2W的线绕电阻器;图1(b)表示标称阻值为2k、额定功率为4W的线绕电阻器;图1(c)表示标称阻值为1.2k、允许偏差为10%、额定功率为0.5W的碳膜电阻器。直标法标志电阻值的单位标志符号见表1。,电子材料与元器件,表1标志电阻值单位的标志符号,表2表示允许误差的文字符号,电子材料与元器件,直标法一般用数字和单位符号直接地标称电阻值并标志在电阻器上。还有的用数字和单位符号组合在一起表示，文字符号前面的数字表示整数阻值，文字符号后面的数宇表示小数点后面的小数阻值。例如电阻器上标志符号“R33”表示0.33;“6k8”表示6.8k。文字符号组合标志电阻器标称阻值实例列入下表中以供参考。,电子材料与元器件,色标法：色标法是将电阻器的类别及主要技术参数的数值用颜色（色环或色点）标注在它的外表面上。色标电阻（色环电阻）器可分为三环、四环、五环三种标法。其含义如图1和图2所示。,电子材料与元器件,几种常用电阻器的结构和特点,电子材料与元器件,(4)固定电阻器的检测与选用固定电阻器的检测A将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的2080弧度范围内，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同。读数与标称阻值之间分别允许有5、10或20的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。B注意：测试时，特别是在测几十k以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。,电子材料与元器件,电阻器的选用A应尽可能选用原规格的电阻器；B在标称值相同时，只要安装空间允许，功率大的电阻器可代替功率小的；C可采用串联或并联的方法来获得所需标称值的电阻器。在有功率要求的情况下，不仅要考虑串联和并联后的阻值，还要考虑串联和并联后的功率是否达到要求。D没有同规格的电阻器时，要根据此电阻在电路中的具体作用和工作状态，灵活掌握代用。,电子材料与元器件,固定电阻器的选用选择哪一种材料和结构的电阻器，应根据应用电路的具体要求而定。高频电路应选用分布电感和分布电容小的非线绕电阻器高增益小信号放大电路应选用低噪声电阻器线绕电阻器的功率较大，电流噪声小，耐高温，但体积较大。普通线绕电阻器常用于低频电路或中作限流电阻器、分压电阻器、泄放电阻器或大功率管的偏压电阻器。所选电阻器的电阻值应接近应用电路中计算值的一个标称值，应优先选用标准系列的电阻器。一般电路使用的电阻器允许误差为5%10%。精密仪器及特殊电路中使用的电阻器，应选用精密电阻器。所选电阻器的额定功率，要符合应用电路中对电阻器功率容量的要求，一般不应随意加大或减小电阻器的功率。若电路要求是功率型电阻器，则其额定功率可高于实际应用电路要求功率的12倍。,电子材料与元器件,电阻器使用注意事项A对较大功率的电阻器应利用螺钉和支架将其固定，以防其引线折断或造成短路；B电阻器的功率大于10W时，应保证有足够散热空间；C电阻器焊接时引线不要从根部打弯，否则容易折断；D电阻器在存放和使用过程中，要保持漆膜的完整，电阻器的漆膜脱落后，防潮性变差，无法保证正常工作；E焊接电阻器时动作要快，不要使电阻器长期受热，以免阻值产生变化。,电子材料与元器件,三、电位器,电位器也称为可变电阻器，它是在一定的范围内阻值连续可变的一种电阻器，主要用于阻值需要经常变动的电路中。1电位器的电路符号,电子材料与元器件,2.电位器的种类（1）按调节方式划分：旋转式（或称转柄式）和直滑式电位器,（2）按联数划分：单联式和双联式电位器,电子材料与元器件,（3）按有无开关划分分为有开关和无开关两种。有开关的电位器常用做音量控制，其附设的开关则可作为电源开关。（4）按输出函数特性划分分为线性电位器（X型）、对数电位器（D型）和指数电位器（Z型）三种。,3电位器的结构及工作原理电位器由外壳、滑动轴、电阻体和3个引出端组成，如右图所示。转动轴旋转时，电位器的滑动片紧贴着电阻体转动，这样A，B或B，C引出端的阻值会随着轴的转动而变化。由于转动轴旋转时可能会干扰，使用时外壳应接地（转动轴与外壳相连），以抑制干扰。,旋转式电位器的结构,电子材料与元器件,4电位器的主要参数电位器的主要参数有标称阻值、额定功率、分辨率、滑动噪声、阻值变化特性、耐磨性、零位电阻及温度系数等。(1)电位器的标称阻值和额定功率电位器上标注的阻值叫标称阻值。电位器的额定功率是指在直流或交流电路中，当大气压为87107kPa，在规定的额定温度下长期连续负荷所允许消耗的最大功率。线绕和非线绕电位器的额定功率系列入表2所示。表2 电位器额定功率标称系列（单位：功率）,电子材料与元器件,(2)电位器的阻值变化特性阻值变化特性是指电位器的阻值随活动触点移动的长度或转轴转动的角度变化的关系，即阻值输出函数特性。常用的阻值变化特性有3种，如下图所示。,电子材料与元器件,电子材料与元器件,指数式（Z型）：电位器阻值的变化与动角点位置的变化成指数关系。如音量控制电路,直线式电位器的阻值变化与旋转角度成直线关系。当电阻体上的导电物质分布均匀时，单位长度的阻值大致相等。它适用于要求调节均匀的场合（如分压器）。指数式电位器因电阻体上的导电物质分布不均匀，电位器开始转动时，阻值变化较慢，转动角度增大时，阻值变化较陡。指数式电位器单位面积允许承受的功率不等，阻值变化小的一端允许承受的功率较大。它普遍应用于音量调节电路里，因为人耳对声音响度的听觉最灵敏，当音量大到一定程度后，人耳的听觉逐渐变迟钝。所以音量调节一般采用指数式电位器，使声音的变化显得平稳、舒适。对数式电位器因电阻体上导电物质的分布也不均匀，在电位器开始转动时，其阻值变化很快，当转动角度增大时，转动到接近阻值大的一端时，阻值变化比较缓慢。对数式电位器适用于与指数式电位器要求相反的电子电路中，如电视机的对比度控制电路、音调控制电路。,电子材料与元器件,(3)电位器的分辨率电位器的分辨率也称为分辨力，对线绕电位器来讲，当动接点每移动一圈时，输出电压不连续的发生变化，这个变化量与输出电压的比值为分辨率。(4)电位器的最大工作电压电位器的最大工作电压是指电位器在规定的条件下，长期可靠地工作而不损坏，所允许承受的最高点工作电压，也称为额定工作电压。(5)电位器的噪声电位器的噪声主要有热噪声、电流噪声和滑动噪声。热噪声和电流噪声是动片触点不滑动时两定片之间的噪声，所以又称为静噪声，静噪声一般很小。,电子材料与元器件,5电位器的选择及使用（1）电位器的检测：A测电位器AC固定端总阻值是否在标称值范围内。B测AB或AC可调端之间电阻，反复慢慢旋转电位器轴，观察指针是否连续、均匀变化。如有不连续的跳跃或指针不稳定，则说明接触不良。C测量电位器各端子与外壳及旋转轴之间是否相互绝缘。如测得电阻无穷大，说明各端子与外壳及旋转轴之间绝缘良好。D带开关的电位器，还要测量电位器的开关是否起作用，接触是否良好。（2）电位器的清洗：清洗时将无水酒精滴到电阻体上，反复滑动动片，使触点在电阻体上滑动，达到清洗电阻体和触点的目的。最后再滴入一滴润滑油，以减小摩擦，避免清洗后的电位器在使用不长的时间后会再度出现转动噪声大的故障。（3）电位器的选用电位器除转动噪声大的故障外，其他故障一般不能修复，需要换原型号新电位器。若替换需要如下原则：A阻值变化特性不同的，如X型、Z型、D型不能相互替代；B标称值选择相同或相近；C额定功率相同或新换电位器的功率可略大些；D同类型结构、尺寸相同的电位器才能替换。,电子材料与元器件,6电阻器的焊接 要完成电阻的焊接，首先要将电阻插装到电路板上。根据所焊电阻的两个焊盘的间距，来确定插装的方式，对于常用的1/4瓦的电阻，焊盘的间距在5mm以下的宜采用立式插装，焊盘间距在5mm以上的宜采用卧式插装。为了方便查看电阻的参数，立式插装时一般将色环电阻的第一道色环置于上端，卧式插装时一般将色环电阻的第一道色环置于左方或前方。然后采用送锡焊接法完成焊接过程，剪去多余的引线，并检查焊接质量。,电子材料与元器件,四、半可调电阻器,半可调电阻器又称微调电阻器，如图所示，它的结构及工作原理基本上与电位器相同。它主要用在阻值需在一定范围内调整，但在使用时一般固定在某一阻值上，又不需要经常变动的电路中。,电子材料与元器件,2半可调电阻器的应用半可调电阻器的主要参数与可调电阻器基本相同。在实际使用时主要注意其标称值及额定功率是否满足要求。其检测、选用与电位器相似，在更换微调电阻器时要采用相同或十分接近的标称值，如安装条件允许，卧式、立式微调电阻器之间可以互换。右图是半可调电阻器在晶体管偏置电路中的应用。R1为半可调电阻器，调节R1，晶体管VT1的基极电压产生变化，从而改变晶体管VT1的基极电流，改变晶体管静态偏置。,电子材料与元器件,下图是微调电阻器在限流电路中的应用。R1为可变电阻器，HD为录音机中的录放磁头。超音频振荡器输出固定的信号通过R1，C1产生偏磁电流加到录、放磁头HD上。调节R1，可改变偏磁电流大小。,电子材料与元器件,五、敏感电阻器,敏感电阻：敏感电阻是指器件特性对温度，电压，湿度，光照，气体，磁场，压力等作用敏感的电阻器。敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线，并在旁标注敏感电阻的类型，如：t.v等。,电子材料与元器件,命名方法：根据电子工业部的规定，敏感电阻的命名由4部分组成：,第一部分：M敏感元件；第二部分：类别；第三部分：用途和特征；第四部分：序号,是一种阻值随温度变化的元件，阻值随温度增加而上升的为正温度系数热敏电阻，简称PTC。反之称为负温度系数热敏电阻NTC。热敏电阻主要参数标称阻值：指在环境温度为25C时电阻的阻值。材料常数：描述电阻材料物理特性的一个参数，又称热灵敏度。单位，开（K）。耗散常数：温度每增加1度所耗散的功率，是电阻与外界环境热交换的量。温度系数：温度变化1度时电阻的相对变化量。时间常数：热敏电阻在无功耗状态下，环境温度从一个温度向另一个温度突然转变时，电阻体温度变化了这两个特定温度之差的63.2%所用时间。功率灵敏度：阻值变化1%所消耗的外加功率。取决于热敏电阻的温度系数于环境之间的热交换条件。,电子材料与元器件,热敏电阻：,PTC热敏电阻器（最大电压140V，用于过流过载保护）,电子材料与元器件,热敏电阻的检测选用：（1）选择万用表适当的欧姆档量程，测其常温下（约250C）阻值，应非常接近它的标称阻值，当环境温度偏离250C时，测得的阻值有偏差是正常的。（2）用通电的电烙铁放在热敏电阻器附近，改变它的温度，此时测得的阻值应有相应的变化，阻值增大为正温度系数热敏电阻器，阻值减小为负温度系数热敏电阻器。（3）如若测得是开路或短路，或阻值偏离标称阻值很多，或加温后阻值无变化的，均说明热敏电阻器已损坏。热敏电阻器选用时应使用同型号的，特别是一些精度要求很高的场合，否则电路将不能完成其应有的功能。,电子材料与元器件,压敏电阻：（MY）当电阻的外加电压增加到某一临界值时，其阻值急剧减小的电阻器称为压敏电阻。它与其他非线性器件（稳压管等）相比，具有温度系数小，范围宽（几伏-万伏）耐冲击，而且具有对称或非对称的伏安特性。压敏电阻主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻，氧化锌具有更多的优良特性。广泛用于稳压、过压保护，也可用于自动增益调节。,参数：标称电压：一般指在1ma下压敏电阻的端电压。非线性系数：表示压敏电阻偏离伏安特性的程度，该值越大越好。通流容量：用规定的时间和次数进行标准波形冲击（一般8/20us,2ms方波）压敏电阻标称电压变化率符合技术条件规定的最大电流称为通流容量。残压比：当流过脉冲电流时，两端的峰值电压与标称电压之比。电压比：10倍标称电流的电压与标称电流的电压之比。环形压敏电阻：MY10标称电压（1ma）34.5v允差：+-25%电压非线性系数：25 电压温度系数：0.5%c,压敏电阻的检测 用万用表的R1k挡测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻，均为无穷大，否则，说明漏电流大。若所测电阻很小，说明压敏电阻已损坏，不能使用。,电子材料与元器件,湿敏电阻：由感湿层，电极，绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻，碳湿敏电阻，氧化物湿敏电阻。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小。缺点为测试范围小，特性重复性不好，受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低，阻值受温度影响大，由老化特性，较少使用。氧化物湿敏电阻性能较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡，镍铁酸盐，等材料。湿敏电阻的主要参数与含义：灵敏度：相对湿度变化1%时阻值变化的百分率。单位为%/%RH 时间常数：湿敏电阻阻值增量从零变化到稳定增量的63%所需要的时间.温度系数：温度变化 1C时阻值变化相当于多少湿度变化称为温度系数。MSC1使用温度：0150度 测湿范围：1100%RH精度误差：4%RH 阻值范围：5K-5MOHM 灵敏度：200%/%RH 使用电压：3VAC响应时间：10S 温度系数：0.02%RH/C,光敏电阻：光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这就是光电导效应。主要参数的定义：亮电阻：一般规定在A光源，色温2854+-50K，照度100LX条件下测得。暗电阻：在0LX下测得，由于他会随时间延长而增加，所以规定时间30秒。时间常数：当光敏电阻在0上升到100LX时电阻到达稳定状态的63%所需的时间。也称为惯性。光谱特性：表示光敏电阻对不同波长的光照敏感程度，光谱响应最敏感的波长称为光谱响应峰值。温度系数：温度变化1C,亮电阻的相对变化，一般规定在100LX下测试。照度指数：表征光照与亮电阻的关系曲线称为照度指数，一般在照度为1，10，100，1000LX分段测试。光敏电阻：MG41-2 外径尺寸：%9.2mm 额定功率：20MW 亮电阻：1-10Kohm 暗电阻：0.110Mohm 使用环境温度:-4070C时间常数：20MS 最高工作电压：100V光敏电阻：MG41-4 外径尺寸：%9.2mm 额定功率：100MW 亮电阻：100-200ohm 暗电阻：50-1000Mohm 使用环境温度:-4070C时间常数：20ms 最高工作电压：150V,电子材料与元器件,光敏电阻的检测A用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能越好。若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。B将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减小。此值越小说明光敏电阻性能越好。若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开路损坏，也不能再继续使用。C将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。,电子材料与元器件,气敏电阻：利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物，主要品种有：金属氧化物气敏电阻，复合氧化物气敏电阻，陶瓷气敏电阻等。气敏电阻主要参数：电阻温度特性：气敏电阻的电阻与温度关系具一下特性，阻值随温度上升而急剧下降，到了200度时到达最低值，温度继续上升时，阻值又升高。到350-400度到达峰值，温度继续上升时，阻值又下降。当切断加热源，元件的降温曲线并不按以上曲线返回，而始终保持在高阻状态，这个现象说明气敏电阻具有两个特征，加热过程阻值不规则变化，降温过程阻值关系的不可逆性。电压电流特性：通气前和通气后通过电流大小均随电压增加，但斜率不同。QN-06 加热回路：电流0.6A+-0.05 电压：1.5+-0.3V 冷电阻：0.8+-0.2ohm 测量回路：电压：6V 电流：11000MA 通如标准气样后的变化：0.1%H21%CH4 灵敏度：ICX/ICO5 响应时间恢复：20秒 预热时间10分,电子材料与元器件,磁敏电阻：它是利用半导体材料的磁电阻效应制成的，主要品种有，锑化铟单晶磁敏电阻，锑化铟-锑化镍磁敏电阻等。半导体材料的电阻随着磁场的增大而增大，这种现象叫做磁电阻效应，磁敏可用于测量，探测，计算等方面。力敏电阻：力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻，国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，相对而言，合金电阻器具有更高灵敏度。,电子材料与元器件,六、熔断电阻器,（1）熔断电阻器的特点熔断电阻器又叫熔丝电阻器。它是一种双功能元件，在正常情况下具有电阻的特性，当电路出现故障，超过其额定功率时，具有熔断特性。它会在规定时间内熔断开路。目前熔断电阻器有线绕和膜式两种制作方式。线绕式的电阻常常在一部分绕线中采用细线或在部分绕线上不涂釉质保护层，这样在电阻器过负载时，细线部分或裸露部分就因过热而熔断。膜式熔断电阻器刚采用使膜层局部的螺纹槽间距缩小的方法及涂断反应段熔断的方法。熔断电阻器从工作方式上可分为不可修复（几欧到几十欧）和可修复两种，它们的外形如图a为不可修复的熔断电阻器，图b为可修复熔断电阻器。,电子材料与元器件,熔断电阻器外形a)不可修复 b)可修复,电子材料与元器件,a)不可修复b)可修复（2）熔断电阻器的电路符号熔断电阻器的符号我国规定为图a所示的符号。但国外使用的电路符号很不统一:图b为索尼公司用的符号;图c为东芝公司用的符号;图d为夏普、松下公司用的符号;图e为三洋公司用的符号;图f为日立公司用的符号;图g为波兰使用的符号;图h为三菱公司用的符号。,电子材料与元器件,C熔断电阻器的检测在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验做出判断：若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R1挡来测量，为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路，若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻变值，也不宜再使用。在维修实践中发现，也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象，检测时也应予以注意。D熔断电阻器的应用E熔断电阻器的代用熔断电阻器=R（固定电阻器）+FU（熔断丝）,电子材料与元器件,电阻器和电位器的简单测试方法当测量精度要求不高时，可用万用表的欧姆档直接测量电组值。测试的方法：首先将万用表的功能选择档拨至“”档，量程置合适档。将两根测试笔短路，表头指针应在刻度线零点，若不在零点，则要调节“”旋钮（零欧姆调整电位器）。调零后即可把被测电阻串接于两根测试笔之间，此时指针偏转（使指针尽量处于电阻标尺的1/22/3的位置，故误差最小），待稳定后可从刻度线上直接读出所示的数值，并乘上该档的倍率。当另换量程时，必须再次短接两根测试笔重新调零。电位器有三个线端子，在电路中可通过旋转轴能使电阻值在最大与最小之间变化。与电阻的测量方法相同，其阻值应与标称值相同。若用万用表的“”档测量时，指针不动，说明已断路。,