图解元器件识别、检测与应用
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1.1 电阻的分类

电阻的分类如下图所示。

在实际工作中,电阻器通常简称为电阻。常用电阻按在印制板上的安装方式分为通孔电阻(THT)和表面组装式(简称贴片式,SMT)电阻两大类。

1.1.1 通孔电阻的外形及特点

一、普通电阻的外形及特点

普通电阻是电子设备中应用最多的电子器件,其主要功能是通过分压电路提供其他元器件所需的电压或通过限流电路提供其他元器件所需的电流。常见的普通电阻器有以下几种。

1.碳膜电阻

碳膜电阻(见图)以碳膜作为基本材料,利用浸渍或真空蒸镀形成结晶的电阻膜(碳膜)。电阻值通过在碳膜上刻螺纹槽来标注,电阻体的两端用镀锡铜丝和镀锡环来连接,属于通用型电阻。

2.金属氧化膜电阻

金属氧化膜电阻(见图)是在陶瓷机体上蒸镀一层金属氧化膜,然后再涂一层硅树脂胶,使电阻的表面坚硬而不易损坏。金属氧化膜电阻的电感很小,与同样体积的碳膜电阻相比,其额定负荷大大提高。

3.金属膜电阻

金属膜电阻(见图)以特种稀有金属作为电阻材料,在陶瓷基体上,利用厚膜技术进行涂层和焙烧形成电阻膜,也可以采用薄膜技术中掩膜蒸镀的方法来形成电阻膜,电阻值的大小通过刻槽或改变金属膜的厚度来控制。金属膜电阻的工作稳定性高,噪声低,但成本较高,通常用于精度要求较高的场合。

4.线绕电阻

线绕电阻(见图)是将电阻线绕在耐热瓷体上,表面涂以耐热、耐湿、耐腐蚀的不燃性涂料保护层制作而成。线绕电阻与额定功率相同的薄膜电阻相比,具有体积小的优点,它的缺点是分布电感大。

5.水泥电阻

水泥电阻(见图)也是一种线绕电阻,它是将电阻线绕于无碱性耐热瓷体上,外面加上耐热、耐湿及耐腐蚀材料保护层固定而成的。水泥电阻通常把电阻体放入方形瓷框内,用特殊不燃性耐热水泥填充密封而成。

6.网络电阻

网络电阻(见图)又称排阻。网络电阻是一种将多个电阻按一定规律排列集中封装在一起,组合而成的复合电阻。网络电阻有单列式(SIP)和双列直插式(DIP)两种结构,其中单列式用得最多,排阻具有体积小,安装方便等优点,广泛应用于各种电子电路中,经常与大规模集成电路(如CPU等)配合使用。

二、可变电阻的外形及特点

可变电阻又称电位器,其分类如下图所示。

可变电阻通过调节转轴使它的输出电阻发生改变,从而达到改变电位的目的,这种连续可调的电阻又称为电位器。

电位器的共同特点是都有一个或多个机械滑动接触端,通过调节滑动接触端即可改变电阻值,从而达到调节电路中各种电压、电流的目的。

1.碳膜电位器

碳膜电位器(见图)是目前使用最多的一种电位器。其主要特点是分辨率高、阻值范围大,滑动噪声大、耐热耐湿性较差。

2.线绕式电位器

线绕式电位器(见图)是将电阻丝绕在圆柱形的绝缘体上构成的,通过滑动滑柄或旋转转轴实现电阻值的调节。线绕式电位器属于功率型电阻器,具有噪声低、温度特性好、额定负荷大等特点,主要用于各种低频电路电压或电流的调节。

3.贴片式电位器

贴片式电位器(见图)是一种无手动旋转轴的超小型直线式电位器,调节时需借助辅助工具。贴片式电位器的负荷能力较小,一般用于通信、家电等电子产品中。

4.微调电位器

微调电位器(见图)一般用于阻值不需频繁调节的场合,通常由专业人员完成调试,不允许用户随便调节。微调电位器有多个品种,其中精密多圈微调电位器的电阻丝匝数为2~40,它的误差很小,阻值变化的线性度好,分辨率高,并且有较大的负荷能力。

5.带开关电位器

带开关电位器(见图)是将开关与电位器合为一体,通常用在需要对电源进行开关控制及音量调节的电路中,主要用在收音机、随身听、电视机等电子产品中。

三、敏感电阻的外形及特点

敏感电阻种类较多,电子电路中应用较多的有热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻等。

1.热敏电阻

热敏电阻(见图)有正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)两种。正温度系数热敏电阻是一种具有温度敏感性的电阻,一旦温度超过一定数值(居里温度),其电阻值随温度的升高而呈阶跃式增大。负温度系数热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低。

2.光敏电阻

光敏电阻(见图)又叫光感电阻,是利用半导体的光电效应制成的,电阻值随入射光的强弱而改变;入射光强,电阻值减小,入射光弱,电阻值增大。光敏电阻一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)等场合。

3.压敏电阻

压敏电阻(见图)是利用半导体材料的非线性制成的一种特殊电阻,是一种在某一特定电压范围内其电导随电压的增加而急剧增大的敏感元件,主要用于电路稳压和过压保护,是家用电器中的“安全卫士”。当压敏电阻两端的电压低于其标称电压时,其内部的晶界层几乎是绝缘的,呈高阻抗状态;当压敏电阻两端的电压(遇到浪涌过电压、操作过电压等)高于其标称电压时,其内部晶界层的阻值急剧下降,呈低阻抗状态,外来的浪涌过电压、操作过电压就通过压敏电阻以放电电流的形式被泄放掉,从而对电路起到过压保护作用。

4.气敏电阻

气敏电阻(见图)是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一原理,将检测到的气体成分和浓度转换为电信号的电阻。

5.湿敏电阻

湿敏电阻(见图)是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理制成的电阻。

6.磁敏电阻

磁敏电阻(见图)是利用半导体的磁阻效应制成的电阻,常用InSb(锑化铟)材料加工而成。

7.保险电阻

保险电阻(见图)又叫安全电阻或熔断电阻,是一种兼电阻器和熔断器双重作用的功能元件。在正常情况下,保险电阻与普通电阻一样,具有降压、分压、耦合、匹配等多种功能和同样的电气特性。而一旦电路出现异常,如电路发生短路或过载,此时流过保险电阻的电流会大大增加。当流过保险电阻的电流超过它的额定电流,使其表面温度达到500~600℃时,电阻层便会迅速剥落熔断,从而保护电路中其他的元件免遭损坏,并防止故障的扩大。保险电阻的电阻值很小,一般为几欧至几十欧,并且大部分都是不可逆的,即熔断后不能恢复使用。

8.力敏电阻

力敏电阻(见图)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,合金电阻具有更高的灵敏度。力敏电阻是使用很广泛的一种传感器,它是生产过程中自动化检测环节的重要部件。力敏电阻的种类很多,

有直接将压力转换为电量的,如压电式、压阻式等;有将压力经弹性敏感元件转换后再转换成电量的,如电阻式、电容式和电感式等。力敏电阻主要用于测力和称重两个方面。

1.1.2 贴片电阻的外形及特点

一、贴片元器件的分类

贴片元器件的分类如下图所示。

二、贴片电阻的外形及特点

1.贴片元器件概述

近年来,表面贴片元器件(又称片状元器件,见图)被广泛应用于计算机、通信设备和音/视频产品中。手机、数码照相机、数码摄/录像机、MP3、CD随身听等数码电子产品功能越来越强,体积越来越小,片状元器件和表面贴片式安装技术(SMT)的采用在其中起着决定作用。片状元器件外形多呈薄片状,大部分没有引出线,有的元器件两端仅有非常短小的引出线,相邻电极之间的距离很小。片状元器件直接贴装在电路板表面,将电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。表面贴片元器件安装密度高,减小了引线分布参数的影响,降低了寄生电容和电感,高频特性好,并增强了抗电磁干扰和射频干扰的能力。

2.贴片电阻

贴片电阻(见图)又称表面安装电阻,是小型电子线路的理想元件。它是把很薄的碳膜或金属合金涂覆到陶瓷基底上,电子元件和电路板的连接直接通过金属封装端面,无须引脚,主要有矩形和圆柱形两种。

3.贴片电阻的分类

贴片电阻的分类如下图所示。

1.1.3 电阻的外形、特点及电路符号

电阻的外形、特点及电路符号参见表1.1。

表1.1 电阻的外形、特点及电路符号