电阻认知 - 图文

电阻认知

一、 基本知识

1、电阻定义。电阻—用电阻材料制成的，有一定形状结构的，

能在电阻中起到限流作用的元器件，理想的电阻是线性的，即通过电阻的瞬时电流与电阻两端的瞬时电阻成正比，但特殊的电阻，如压敏电阻、热敏电阻等除外。

2、电阻的单位。通常用以标明电阻阻值大小的单位有：欧（Ω）、千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）。

3、电阻的分类。

按照伏安特性分类:一定温度范围内，电阻可分为线性电阻和

非线性电阻。即使是线性电阻，通常情况下随温度的升高阻值会增加。

按照材料分类:

1)、绕线电阻。由电阻线绕成电阻器 用高阻合金线绕在绝缘

骨架上制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数，阻值精度高，稳定性好，耐热耐腐蚀，主要做精密大功率电阻使用，缺点是高频性能差，时间常数大。

几种常见的绕线电阻如下图：

2）、碳合成电阻由碳及合成塑胶压制成而成。用有机粘合剂

将碳墨、石墨和填充料配成悬浮液涂覆于绝缘基体上，经加热聚合而成。它的电性能和稳定性较差，噪声大，频率特性不好。一般不适于作通用电阻器。但由于它容易制成高阻值的膜，适用于制造百兆以上高阻值和10KV以上高压电阻器。

3）、碳膜电阻器在瓷管上镀上一层碳而成，将结晶碳沉积在

陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低，是目前应用最广泛的电阻器。

4）、金属膜电阻器在瓷管上镀上一层金属而成，用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高，稳定性好，噪声，温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。

5）、金属氧化膜电阻器在瓷管上镀上一层氧化锡而成，在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物，所以高温下稳定，耐热冲击，负载能力强 按用途分，有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。

二、 电阻认识延伸

1、 电阻的时间常数。表征电阻元件的非理想程度（残量）。电

阻元器件在低频下主要表现电阻特性，在高频下还表现有电

抗特性的一面。一个电阻元器件在高频下的等效电路图如下：

上图中CR为电阻的分布电容，LR为电阻的引线电感，R为电阻。分布电容和引线电感越小，电阻的高频特性越好。电阻的高频特性与制作电阻的材料、尺寸、封装形式有密切关系。 残量的影响以时间常数τ表示，表达式为τ=L/R－RC，单位为秒。

2、 电阻的噪声。电阻的噪声主要由两大类组成：热噪声和过剩

噪声。

热噪声的产生原理是电子的热运动，电阻的热噪声满足如下公式：

Vt = √（4KTBR）

式中Vt为热噪声峰值电压，K为玻尔兹曼常数（1.38*10^-23），T为热力学温度，B为噪声带宽，R为电阻阻值大小。

热噪声存在于任何电阻中，与温度成正比，与频率无关，热噪声属于一种白噪声。

电阻除了热噪声外还会产生一些附加的噪声，因此实际噪声要比热噪声大，通常把附加噪声称为过剩噪声。

电阻中最主要的过剩噪声是低频噪声，来源于电阻中导电微

粒的不连续性。电阻元件从微观看，是由很多不连续颗粒组成的（这在碳质电阻和碳膜电阻中更明显），电流通过不连续点就会产生电火花，使电阻的电导率发生变化，从而引起电流噪声。典型的低频噪声具有1/f噪声谱形式，又称闪烁噪声或者接触噪声，电压谱密度可表示为： Se(f) = (Ut^2)/Δf = (K*Id^2*R^2)/f

式中Id为流过电阻的直流电流，不同材料的电阻K值不同。可见若电阻中没有直流电流时，电阻只有热噪声。 一个实际的电阻的噪声在低频段主要以过剩噪声为主，在高频段以热噪声为主。

绕线电阻的过剩噪声小于金属膜电阻，其次金属氧化膜、碳膜、碳心。

粒的不连续性。电阻元件从微观看，是由很多不连续颗粒组成的（这在碳质电阻和碳膜电阻中更明显），电流通过不连续点就会产生电火花，使电阻的电导率发生变化，从而引起电流噪声。典型的低频噪声具有1/f噪声谱形式，又称闪烁噪声或者接触噪声，电压谱密度可表示为： Se(f) = (Ut^2)/Δf = (K*Id^2*R^2)/f

式中Id为流过电阻的直流电流，不同材料的电阻K值不同。可见若电阻中没有直流电流时，电阻只有热噪声。 一个实际的电阻的噪声在低频段主要以过剩噪声为主，在高频段以热噪声为主。

绕线电阻的过剩噪声小于金属膜电阻，其次金属氧化膜、碳膜、碳心。

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