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电阻
电阻
1 分类
表1.1
固定电阻
排电阻
数码电阻
敏感电阻
贴片电阻
碳膜电阻
A型电阻排
数字电阻
压敏电阻
常规系列厚膜电阻
金属膜电阻
B型电阻排
数字电位器
热敏电阻
常规系列薄膜电阻
金属氧化膜电阻
光敏电阻
高精度高稳定性电阻
实芯碳质电阻
气敏电阻
低阻值电阻
金属玻璃釉电阻
湿敏电阻
电阻阵列
绕线电阻
磁敏电阻
贴片电流传感器
贴片网络电阻器
1.1 碳膜电阻器(RT型)
结构:
以小瓷棒或瓷管作骨架,通过真空和高温,热分解出的结晶碳沉积生成碳膜(导电膜),瓷管两端装上金属帽盖和引线,外涂保护漆。
改变碳膜的厚度和长度,获得不同阻值。
优点:
稳定性好,噪声低,价格低,阻值范围宽(几欧~几兆欧)。
1.2 金属膜电阻器(RJ型)
结构:
以小瓷棒或瓷管作骨架,由合金粉蒸发而成的金属膜形成导电膜,瓷管两端装上金属帽盖和引线,外涂保护漆。
优点:
各项指标均优于碳膜电阻。
稳定性好,噪声低,价格低,阻值范围宽(10Ω~10MΩ)。
1.3 金属氧化膜电阻(RY型)
结构:
用锑或锡等金属盐溶液喷雾到炽热的陶瓷骨架表面,沉积形成导电膜,瓷管两端装上金属帽盖和引线,外涂保护漆。
优点:
性能可靠,过载能力强,额定功率大(最大达15KW)
缺点:
阻值范围小(1Ω~20KΩ)。
1.4 实芯炭质电阻器--有机实芯炭质电阻器(RS型)、无机实芯炭质电阻器(RN型)
结构:
用碳质颗粒导电物质(炭黑、石墨)做导电材料,用云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛做填料,另加粘合剂经加热压制而成。
按照粘合剂的不同,分为有机实芯和无机实芯电阻器。
优点:
无机实芯电阻器温度系数大,可靠性较高;
有机实芯电阻器过负荷能力强。
缺点:
无机实芯电阻器阻值范围小;
有机实芯电阻器噪声大、稳定性较差、分布电容和分布电感大、
1.5 金属玻璃釉电阻器(RI型)
结构:
金属氧化物(如钌、银、钯、锡、锑等)和玻璃釉粘合剂混合后,涂敷在陶瓷骨架上,经高温烧结而成;属于厚膜电阻。
优点:
耐高温、耐潮湿、温度系数小、负荷稳定性好、噪声小、阻值范围大(4.7Ω~200MΩ)。
1.6 绕线电阻器(RX型)
结构:
用金属电阻丝绕制在陶瓷或其它绝缘材料的骨架上,表面涂以保护漆或玻璃釉。
优点:
阻值精确(5Ω~56KΩ)、功率范围大、工作稳定可靠、噪声小、耐热性能好。
(主要用于精密和大功率场合)。
缺点:
体积较大、自身电感大,使高频性能差、时间常数大。
只适用于频率在50KHz以下的电路。
1.7 热敏电阻器RT
特性:
电阻值随温度显著变化。
优点:
对温度灵敏、热惰性小、寿命长、体积小、结构简单。
用途:
测温、控温、报警、气象探测、微波和激光功率测量等。
主要参数:
额定功率、标称阻值、允许偏差、测量功率、材料常数、电阻温度系数、最高工作温度、开关温度、标称电压、工作电流、最大电压、绝缘电阻。
1.8 光敏电阻器RL或RG
特性:
电阻值随外界光照强度大小变化而变化。
优点:
对光敏感。
无光照时呈高阻,光照时阻值随光照强度增大而变小。
用途:
照明控制、报警、相机自动曝光控制及测量仪器等。
主要参数:
亮电阻RL、暗电阻RD、最高工作电压VM、亮电流IL、暗电流ID、时间常数、温度系数、灵敏度。
1.9 压敏电阻器RV
特性:
电阻值随电压非线性变化。
当两端电压低于标称额定值时,电阻值接近无穷大;当两端电压略高于标称额定值时,压敏电阻被击穿导通,由高阻态变低阻态。
用途:
过压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪和保护半导体元器件等。
主要参数:
标称电压、电压比、最大限制电压、残压比、通流容量、漏电流、电压温度系数、电流温度系数、电压非线性系数、绝缘电阻、静态电容。
2 标识
2.1 插件电阻标识
电阻的类别和符号
表2.1
顺序
类别
名称
简称
符号
第一个字母
主称
电阻器
电位器
阻
位
R
W
第二个字母
导体材料
碳膜
金属膜
金属氧化膜
绕线
碳
金
氧
线
T
J
Y
X
第三个字母
形状性能等
大小
精密
测量
高功率
小
精
量
高
X
J
L
G
色标法
电阻色环颜色代表数字
a)两位有效数字的色标法:
普通电阻用四条色带表示标称阻值和允许偏差,其中前三条表示阻值,第四条表示偏差,第一、二条色带表示有效数字,第三条色带表示倍率(10的乘方数),第四条色带表示允许偏差。
如下图所示。
b)三位有效数字的色标法:
精密电阻用五条色带表示标称阻值和允许偏差,其中前四条表示阻值,第五条表示偏差,第一、二、三条色带表示有效数字,第四条色带表示倍率(10的乘方数),第五条色带表示允许偏差。
如下图所示。
c)色环电阻第一色带(环)的确定方法:
1)偏差环与其它环间距较大。
2)偏差环较宽。
3)第一环距端部较近。
4)有效数字环无金、银色。
(解释:
若从某端环数起第1、2环有金或银色,则另一端环是第一环。
四色环电阻的偏差环一般是金、银、白)
5)偏差环无橙、黄色。
(解释:
若某端环是橙或黄色,则一定是第一环。
)
6)试读:
一般成品电阻器的阻值不大于22MΩ,若试读大于22MΩ,说明读反。
7)试测。
用上述还不能识别时可进行试测,但前提是电阻器必须完好。
应注意的是有些厂家不严格按第1、2、3条生产,以上各条应综合考虑。
d)电阻底色含义:
1)蓝色代表金属膜电阻;
2)灰色的通常代表氧化膜电阻;
3)米黄色(土黄色)代表炭膜电阻;
4)棕色代表实心电阻;
5)绿色通常代表线绕电阻;
6)白色代表水泥电阻;
7)红色、棕色塑料壳的,那是无感电阻。
e)色环电阻与色环电感的外观区别:
色环电感底色为绿色,两头尖,中间大,读数也与色环电阻一样,只是单位为微亨(μH)。
2.2 贴片电阻标识
贴片电阻上面的印字绝大部分标识其阻值大小。
各个厂家的印字规则虽然不完全相同,但绝大部分遵照一定规则。
常见的印字标注方法有“常规3位数标注法”、“常规4位数标注法”、“3位数乘数代码标注法、“R表示数点位置”、“m表示小数点位置”。
0201,0402由于面积太小,通常上面都不印字。
0603,0805,1206,1210,1812,2010,2512上面印有3位数或者4位数。
常规3位数标注法:
XXY
XXY=XX*10Y
前两位XX代表2位有效数,后1位Y代表10的几次幂。
多用于E-24系列。
精度为±5%(J),±2%(G),部分厂家也用于±1%(F)。
常规4位数标注法:
XXXY
XXXY=XXX*10Y
前三位XXX代表3位有效数,后1位Y代表10的几次幂。
多用于E-24,E-96系列,精度为±1%(F),±0.5%(D)。
33位数乘数代码(MultiplierCode)标注法:
XXY
xxxy=xxx*10y
前两位XX指有效数的代码,具体值从E-96乘数代码表查找,转换为xxx;后一位Y指10的几次幂的代码,具体指从E-96阻值代码表查找,转换为y。
用于E-96系列。
精度为±1%(F),±0.5%(D)。
R表示小数点位置
单位为Ω时,R表示小数点位置。
例如:
4R7=4.7Ω。
m表示小数点位置
单位为mΩ时,m表示小数点位置。
例如:
36m=36mΩ,5m1=5.1mΩ。
2.3 国巨常规贴片电阻命名方法
表2.2
R
X
XXXX
X
X
X
XX
XXXX
L
电阻
C表示普通电阻;L表示超低电阻;T表示高精密电阻
封装尺寸
0201
0402
2512
精度:
F=1%
J=5%
包装:
R=纸编带
温度系数
-=根据规格书
编带尺寸:
07=7英寸
10=10英寸
13=13英寸
阻值
比如:
5R6
56R
560R
L=无铅
如RC0402FR-0756RL:
封装0402,56Ω,1%,7英寸编带,无铅产品。
温度系数根据规格书
3 贴片电阻
3.1 贴片电阻器的种类及特点
我司常用贴片电阻属于厚膜电阻,其导体是高温烧结的玻璃釉膜。
贴片电阻器的英文名称是ChipResistor,是应用的最成熟的表面贴装元件(SMC)之一。
按照尺寸来分类,贴片电阻有0402、0603、0805、1208、1210、2512等六种尺寸规格,各尺寸的片阻能承受的额定功率有所不同,其中0402、0603、0805是常用尺寸规格。
另外还有片状电阻网络(也称做贴片排阻)
贴片电阻的特点:
—体积小,重量轻,利于整机产品的小型化、微型化
—温度系数小,电性能稳定,可靠性高
—机械强度高,尺寸稳定,很适SMT技术要求
—高频特性优异
—具有优异的适应载流焊和回流焊,很适合SMT技术要求
—尺寸稳定,装配成本低并与自动贴装设备匹配好
3.2 贴片电阻的主要性能指标
贴片电阻的主要电性能指标有标称阻值及偏差、额定功率、最大工作电压;主要机械性能指标是尺寸(长L、宽W)。
贴片电阻的尺寸对所能承受额定功率起着决定性作用,其导电部分反到成了次要作用。
0402、0603、0805、1208、1210、2512这些规格是以英寸为单位的,注意与公制单位mm之间的换算关系。
标称阻值及偏差
贴片电阻生产过程采用激光调阻,加之其电阻膜是高稳定的玻璃釉材料,因此贴片电阻的精度比较高,最普通阻值系列的是E24系列,即±5%的偏差;另外还比较常用的E96阻值系列(即±1%的偏差),称做精密贴片电阻;也有极少数场合用到的E192系列(即±0.5%精度的);其他系列基本不采用。
(关于电阻系列标称值详见《普通电阻》部分)
贴片电阻的阻值一般标注在电阻体表面上,阻值代码规则如下:
E24系列:
两位有效数字+零的个数
E96系列:
三位有效数字+零的个数
举例如下:
E24:
8.20Ω=8R2
10KΩ=103
E96:
10.2KΩ=1022
额定功率:
是指在70℃环境温度下进行耐久性试验,而且阻值变化不超过该试验的允许值时所允许的最大功耗。
各规格尺寸的额定功率如表所示。
需要注意的是,有些尺寸的功率是可以兼容的,比如0603在某些阻值范围内可以做到1/10W,在这种情况下一定要参考生产厂家的规格书及相关技术资料。
最大工作电压
可以连续施加在电阻两端的最大直流电压或交流有效值电压;元件极限电压取决于电阻器的尺寸和制造工艺。
一般情况下该参数不被提起,但是在进行环境试验时必须参考此参数。
需要指出的是在贴片电阻的中零欧姆电阻的应用很广泛,应用时注意各尺寸片阻允许的额定电流这一参数。
表3.1
尺寸
额定电流
导体阻值
使用温度范围
0402
0.5A(70℃)
50mΩ
-55℃~125℃
0603、0805、12066
1A(70℃)
50mΩ
-55℃~125℃
2010、2512
2A(70℃)
50mΩ
-55℃~125℃
温度系数(T.C.R)
电阻的阻值随着工作温度的变化而变化,这种变化用温度系数来表达,单位是ppm/℃。
在厂家的技术资料或相关标准中应明确给出,其定义为α=(R1-R2)/(R1.△T);这种变化对电路的工作稳定性将产生不良影响,电路要求越高,选用的电阻温度系数越小,特别是作为基准电压和提供工作点的电阻,更应该注意这一点。
贴片电阻的温度系数比较小,大概在(100~500)ppm/℃,选用时注意参考厂家提供的技术资料。
各尺寸规格及阻值段温度系数可以不同,这些一定注意。
3.3 贴片电阻的结构
贴片电阻是由基板、电阻膜层、电极、保护介质四部分组成,其中电极部分又分为内电极(银-钯)、过渡层(镍)、外电极(主要是锡-锶)。
片状电阻的基板是高纯度的氧化铝陶瓷材料,具有极高的机械强度和绝缘强度,又具有优良的导热性和耐高温性;电阻膜层主要是氧化钌系的玻璃釉浆料经高温烧结而成;内层电极一般是丝印或者浸再烧结的银层,过度层和外电极一般是电镀镍、锡而成的;而保护层一般是低温烧结的玻璃釉。
图3.1
图3.2
3.4 贴片电阻的生产过程
背电极印刷→烧结→面电极印刷→烧结→电阻体印刷→烧结→一次玻璃印刷→烧结→激光调阻→二次玻璃印刷→标记印刷→烧结→一次切割→封端→烧结→二次切割→电镀电极→测试分选→编带包装。
图3.3
3.5 贴片电阻的选用原则
片状电阻属于微型元件,有许多优点,可以大幅度减小PCB的尺寸和板间距离,充分利用双面PCB来缩小整机体积,利于自动化生产装配。
片状电阻选用是应注意以下几点:
f)注意片状电阻的阻值系列,最常用的是E24、E96系列,选择阻值是应选择接近计算值的标称值。
g)片状电阻功率一般都较小,选取是一定要留有裕量,必要时采用降功率设计;
h)有些尺寸的功率是可以兼容的,比如0603在某些阻值范围内可以做到1/10W,在这种情况下一定要参考生产厂家的规格书及相关技术资料。
i)片状电阻因尺寸很精密,在设计PCB焊盘时注意焊盘尺寸公差要合适;
j)片状电阻一般采用自动贴片机进行装配,个别情况下在手工焊接时注意调整烙铁温度;
k)零欧姆电阻本质上相当跳线,以片式零欧姆电阻应用最为广泛,在SMT设计中应用很广泛,作用很大,给设计上带来方便。
1——连接模拟地数字地
2——解决布线中的冲突
3——隔离测试,隔离信号地、电源地、模拟地、数字地等,布线时形成不同的地网络
4——自动化表面贴装工艺需要
5——出于变更考虑,以便以后增加电阻。
6——兼容设计中的选择跳线
7——原来设计中有用到,现在不用了,但要连接起来
8——测试电流时的开路接入点
9——地线或电源分隔后又连接到一起
10——为了走线方便和其它PCB设计的需要而专门添加的开路连接点
3.6 应用中常见问题
贴片电阻一般都是采用自动化大规模生产,产品一致性好,来料中最常见的问题不是很多,使用过程中经常出现以下问题:
电极脱落
焊接后如果出现这种情况,应从两方面分析原因:
一是电阻本身的电极附着强度不好,二是焊接过程温度过高造成电极灼伤,特别是手工焊接时更容易发生这种情况。
第一点可以通过耐焊接热试验来验证(260℃*10S,显微镜下检查)。
基体断裂
这种情况多数是电阻受到外界机械应力破坏所致,当然热应力也可能造成基体断裂,但实际中不多见。
电阻阻值变异
一般都是阻值变大而失效。
这种情况大部分是长期过载造成的。
贴片电阻应用的线路往往元件密度都比较高,散热条件也就差一些,长期工作在这种恶劣条件下,为了延长片阻寿命,选用电阻时要进行降功率设计。
外电极氧化
这种情况会影响贴片电阻的焊接效果,容易造成虚焊。
可以从两个方面判断外电极是否氧化,一是在显微镜下观察,可以看见外电极发黑;二是进行可焊性试验(235℃*3s),观察外电极上锡情况(要求端头被焊锡覆盖面积大于90%)
电子设备用固定电阻器、固定电容器型号命名方法
电子设备固定电阻器
第一部分:
总规范
第二部分:
低功率非线绕固定电阻器
第三部分:
第四部分:
带散热器的功率电阻器功率型固定电阻
第五部分:
精密固定电阻器
第六部分:
各电阻器可单独测量的固定电阻网络
第七部分:
各电阻器不可单独测量的固定电阻网络
第八部分:
片式固定电阻器
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