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电阻虽小,工艺和结构却不是那么简单

时间:2018-03-07 来源:

电阻的工艺种类繁多,可以根据阻值是否可以变化,分成两大类介绍:

2.1

,顾名思义就是电阻值是定值,不可变。大多数时候,我们使用的电阻都是固定值的。可以根据封装的不同大致再分类。

 

 

2.1.1 轴向引线电阻(Axial Leaded Resistor)

轴线引线电阻通常都是圆柱形,两个外电极是圆柱体两端的轴向导线,根据材料和工艺的不同还可以再分为多种。

绕线电阻(Wire Wound Resistor)

 

 

 

 

绕线电阻是将镍铬合金导线绕在氧化铝陶瓷基底上,一圈一圈控制电阻大小。绕线电阻可以制作为精密电阻,容差可以到0.005%,同时温度系数非常低,缺点是绕线电阻的寄生电感比较大,不能用于高频。绕线电阻的体积可以做的很大,然后加外部散热器,可以用作大功率电阻。

碳合成电阻(Carbon Composition Resistor)

 

 

碳合成电阻主要是由碳粉末和粘合剂一起烧结成圆柱型的电阻体,其中碳粉末的浓度决定了电阻值的大小,在两端加镀锡铜引线,最后封装成型。碳合成电阻工艺简单,原材料也容易获得,所以价格最便宜。但是碳合成电阻的性能不太好,容差比较大(也就是做不了精密电阻),温度特性不好,通常噪声比较大。碳合成电阻耐压性能较好,由于内部是可以看作是碳棒,基本不会被击穿导致被烧毁。

特点:

1、适用于高压大功率应用

2、短时间可承受高能量

3、已经在通常场景不再使用,因为价格

应用场景:

1、接地电阻

2、气体断路器

3、大型电机

4、感性加热器

碳膜电阻(Carbon Film Resistor)

 

 

碳膜电阻主要是在陶瓷棒上形成一层碳混合物膜,例如直接涂一层,碳膜的厚度和其中碳浓度可以控制电阻的大小;为了更加精确的控制电阻,可以在碳膜上加工出螺旋沟槽,螺旋越多电阻越大;最后加金属引线,树脂封装成型。碳膜电阻的工艺更加复杂一点,可以做精密电阻,但由于碳质的原因,还是温度特性不太好。

碳膜电阻器是膜式电阻器(FilmResistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小,通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。

特点:

1.性能稳定、阻值范围广、极限电压较高;

2.表面涂为土黄色面漆,小型化为土黄色或粉红色;

3.使用环境温度:-55℃~+125℃;

4.精度范围:±5%,±2%。

金属膜电阻(Metal Film Resistor)

 

 

与碳膜电阻结构类似,金属膜电阻主要是利用真空沉积技术在陶瓷棒上形成一层镍铬合金镀膜,然后在镀膜上加工出螺旋沟槽来精确控制电阻。金属膜电阻可以说是性能比较好的电阻,精度高,可以做E192系列,然后温度特性好,噪声低,更加稳定。

金属膜电阻是是用镍铬或类似的合金真空电镀技术,着膜于白瓷棒表面,经过切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值。金属膜电阻器提供广泛的阻值范围,有着精密阻值,公差范围小的特性。亦可应用于金属膜保险丝电阻器。而碳膜电阻是 目前电子、电器、资讯产品使用量最大,价格最便宜,品质稳定性信赖度高。其是从高温真空中分离出有机化合物之碳,紧密附着于瓷棒表面之碳膜体,而加以适当 之接头后切割调适而成,并在其表面涂上环氧树脂密封以保护。碳膜电阻从外观上,金属膜的为五个环(1%),碳膜的为四环(5%)。金属膜的为蓝色,碳膜的 为土黄色或是其他的色。

特点:

金属膜电阻,稳定,误差小,精度高, 体积小。

碳膜电阻,反之。

金属氧化物膜电阻(Metal Oxide Film Resistor)

 

 

与金属膜电阻结构类似,金属氧化物膜主要是在陶瓷棒形成一层锡氧化物膜,为了增加电阻,可以在锡氧化物膜上加一层锑氧化物膜,然后在氧化物膜上加工出螺旋沟槽来精确控制电阻。金属氧化物膜电阻最大的优势就是耐高温。

 

 

特点:

1、低噪声

2、高频特性好

3、工作稳定

2.1.2 片状电阻

金属箔电阻(Metal Foil Resistor)

 

 

金属箔电阻是通过真空熔炼形成镍铬合金,然后通过滚碾的方式制作成金属箔,再将金属箔黏合在氧化铝陶瓷基底上,再通过光刻工艺来控制金属箔的形状,从而控制电阻。金属箔电阻是目前性能可以控制到最好的电阻。

厚膜电阻(Thick Film Resistor)

 

 

厚膜电阻采用的丝网印刷法,就是再陶瓷基底上贴一层钯化银电极,然后在电极之间印刷一层二氧化钌作为电阻体。厚膜电阻的电阻膜通常比较厚,大约100微米。具体工艺流程如下图所示。

 

 

厚膜电阻是目前应用最多的电阻,价格便宜,容差有5%和1%,绝大多数产品中使用的都是5%和1%的片状厚膜电阻。

薄膜电阻(Thin Film Resistor)

 

 

薄膜电阻就是氧化铝陶瓷基底上通过真空沉积形成镍化铬薄膜,通常只有0.1um厚,只有厚膜电阻的千分之一,然后通过光刻工艺将薄膜蚀刻成一定的形状。Thin Film工艺在此前电容和电感的文章中已经提到过多次了,光刻工艺十分精确,可以形成复杂的形状,因此,薄膜电容的性能可以控制的很好。

 

 

薄膜电阻和厚膜电阻是电阻类应用广泛,外型也极为相似,很多用户都将他们混淆或者直接把它们当成同一样的元器件,那么它们究竟是不是一样的呢?有什么区别呢?且听小编给大家解答。

两者的最大区别是:首先当然是膜厚的区别,厚膜电阻的膜厚通常大于10μm,而薄膜电阻通常小于10μm,而且大多更是小于1μm; 其次是制造工艺的区别,厚膜电阻通常是采用丝网印刷工艺制作而成,薄膜电阻采用的是真空蒸发、磁控溅射等工艺方法将具有一定电阻率的材料蒸镀于绝缘材料表面制成电阻器。再有就是厚膜电阻一般精度不如薄膜电阻高,厚膜电阻常见精度是10%,5%,1%等,而薄膜电阻精度可达到0.1%、0.01%等;同时,在温度系数上,厚膜电阻通常较大,而薄膜电阻的温度系数可以做到非常低,如5PPM/℃,10 PPM/℃等,因此薄膜电阻的阻值随温度变化小,更加稳定可靠。

综上所述,薄膜电阻具有更多的优点,价格也相对贵些,常用于各类仪器仪表,医疗器械,电源,电力设备,电子数码产品等。在电阻选型时,当然不能盲目的选择最贵的,而是根据实际需要选择合适的,当温度系数和精度要求高时,就使用薄膜工艺的电阻,如果是一般要求就可使用厚膜工艺的。

2.2

就是电阻值可以变化,可以有两种:一是可以手动调整阻值的电阻;另一种就是电阻值可以根据其他物理条件而变化。

2.2.1 可调电阻

上中学的时候,应该都使用过滑动变阻器做实验,动一动滑动变阻器,小灯泡可以变亮或变暗。滑动变阻器就是可调电阻,原理都是一样的。

可调电阻,通常分成了三种:

Potentiometer

电位器或分压计,这是一种三端口器件。电位器被中间抽头分成两个电阻,通过中间抽头可以改变两个电阻的阻值,就可以改变分得的电压。

 

 

Rheostat

变阻器,其实就是电位器,唯一的区别就是变阻器只需要用到两个端口,纯粹一个可以精确调整阻值的电阻。

Trimmer

微调器,其实也是电位器,只不过不需要经常调整,例如设备出厂的时候调整一下即可,通常需要用螺丝刀等特殊工具才能调整。

2.2.2 敏感电阻

敏感电阻是一类敏感元件,这类电阻大都对某种物理条件特别敏感,该物理条件一变化,电阻值就会随着变化,通常可以用作传感器, 例如光敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻等等。在电路设计应用比较多的应该是热敏电阻和压敏电阻,常用作保护器件。

热敏电阻

 

 

PTC就是正温度系数电阻,通常有两种:一种是陶瓷材料,叫CPTC,适用于高电压大电流场合;另一种是高分子聚合物材料,叫PPTC,适用于低电压小电流场合。

陶瓷PTC,其电阻材料是一种多晶体陶瓷,是碳酸钡、二氧化钛等多种材料的混合物烧结而成。PTC温度系数具有很强的非线性,当温度超过一定阈值时电阻会变得很大,相当于断路,从而可以起到短路和过流保护的作用。

同时还有负温度系数电阻,即NTC。

压敏电阻

 

 

压敏电阻通常都是金属氧化物可变电阻,即Metal Oxide Varistor(MOV),其电阻材料是氧化锌颗粒和陶瓷颗粒混合后一起烧结成型。MOV的特性就是当电压超过一定阈值的时候,电阻迅速下降,可以通过大电流,因此可以用于浪涌防护和过压保护。

将氧化锌陶瓷采用和MLCC类似的工艺制作成多层型压敏电阻,即 MLV。MLV封装较小,通常是片状的,额定电压和通流能力都比MOV小很多,适用于低压直流场合。

换一批

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