1.1.1 电阻器
物质对电流通过的阻碍作用称为电阻（resistance）。利用这种阻碍作用做成的元件称为电阻器（resistor），简称电阻。电阻是电子产品中使用最多的基本元件，一般约占到元件总数的30%以上，其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。电阻主要用于稳定、调节、控制电压或电流的大小，在电路中起到限流、降压、偏置、取样、调节时间常数、抑制寄生振荡等作用。
电阻器的图形符号如图1.1所示。
图1.1 电阻器的图形符号
1.电阻器的命名方法及分类
根据国家标准GB 2470—81的规定，电阻器的型号由主称、材料、分类、序号和区别代码构成。其中，主称用字母表示，R表示一般电阻，W表示电位器，M表示敏感电阻；电阻器的材料、分类代号及其意义见表1.1。
表1.1 电阻器的材料、分类代号及其意义
从表1.1可知，电阻器按照制造工艺或材料，电阻器可分类如下。
（1）合金型：用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金箔制成的电阻，如线绕电阻、精密合金箔电阻等。
（2）薄膜型：在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜，膜的厚度一般在几微米以下，薄膜材料有碳膜、金属膜、化学沉积膜及金属氧化膜等。
（3）合成型：电阻体由导电颗粒和化学黏合剂混合而成，可以制成薄膜或实心两种类型，常见有合成膜电阻和实心电阻。
电阻器按照使用范围及用途可分类如下。
（1）普通型：指能适应一般技术要求的电阻，额定功率范围为0.05 W～2 W，阻值为1 Ω～22 Ω，允许偏差±5%、±10%、±20%等。
（2）精密型：有较高精密度及稳定性，功率一般不大于2 W，标称值在0.0l Ω～20 MΩ之间，精度在±2%～±0.001%之间。
（3）高频型：电阻自身电感量极小，常称为无感电阻。用于高频电路，阻值小于1 kΩ，功率范围宽，最大可达100 W。
（4）高压型：用于高压装置中，功率在0.5 W～15 W之间，额定电压可达35 kV以上，标称阻值可达1 GΩ。
（5）高阻型：阻值在10 MΩ 以上，最高可达1014Ω。
（6）集成电阻：这是一种电阻网络，具有体积小、规整化、精密度高等特点，特别适用于电子仪器仪表及计算机产品中。
例如，RJ71型精密金属膜电阻器和WSW1A型微调有机实心电位器的含义如下：
对于敏感电阻，其材料的分类及意义见表1.2。
表1.2 敏感电阻材料的分类及意义
例如，MF41旁热式热敏电阻器的含义如下：
2.电阻器的主要参数
电阻器的参数很多，有额定功率、标称阻值、允许误差（精度等级）、温度系数、非线性度、电阻温度系数、噪声系数等。选用时必须根据电路的要求考虑相关的特性参数。通常情况下考虑标称阻值、允许误差和额定功率三项，对于特殊要求的才考虑温度系数和热稳定性、最大工作电压、噪声和高频特性（电阻器工作在高频激励源情况下，有寄生电容和寄生电感的效应）等参数。
1）额定功率
电阻器属于耗能元件，根据规定，电阻在电路中长时间连续工作不损坏，或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率，称为电阻器的额定功率。电阻器的额定功率并不是电阻器在电路中工作时一定要消耗的功率，而是电阻器在电路中工作时，允许消耗功率的限额。电阻器的额定功率系列见表1.3。
表1.3 电阻器的额定功率系列 （单位：W）
从表1.3知，电阻器的额定功率有19系列，实际中应用较多的是0.125 W, 0.25 W, 0.5 W, 1 W, 2 W。
2）标称阻值
阻值是电阻器的主要参数之一，不同类型的电阻器，阻值范围不同；不同精度等级的电阻器，其数值系列也不相同。根据部颁标准，常用电阻的标称阻值系列见表1.4。在设计电路时，应该尽可能选用阻值符合标称系列的电阻。电阻器的标称阻值，用文字符号或色环标志在电阻的表面上。
表1.4 标称阻值系列
3）阻值精度（允许偏差）
实际阻值与标称阻值的相对误差为电阻精度。允许相对误差的范围叫做允许偏差（简称允差，也称为精度等级）。普通电阻的允许偏差可分为±5%、±10%、±20%等，精密电阻的允许偏差可分为±2%、±1%、±0.5%直到±0.001%等十多个等级。在电子产品设计中，应该根据电路的不同要求，选用不同精度的电阻。
电阻的精度等级可以用符号标明，见表1.5。
表1.5 电阻的精度等级符号
4）温度系数
所有材料的电阻率都会随温度变化，电阻的阻值同样如此。在衡量电阻器的温度稳定性时，使用温度系数：
式中，R1为t1时的阻值，R2为t2时的阻值。
金属膜、合成膜电阻具有较小的正温度系数，碳膜电阻具有负温度系数。适当控制材料及加工工艺，可以制成温度稳定性很高的电阻。
一般情况下，应该采用温度系数较小的电阻；而在某些特殊情况下，则需要使用温度系数大的热敏电阻器，这种电阻器的阻值随着环境和工作电路的温度而敏感地变化。它有两种类型，一种是正温度系数型，另一种是负温度系数型。热敏电阻一般在电路中用做温度补偿或测量调节元件。
5）非线性
通过电阻的电流与加在其两端的电压不成正比关系时，叫做电阻的非线性。电阻的非线性用电压系数表示，即在规定的范围内，电压每改变1 V，电阻值的平均相对变化量：
式中，U1为额定电压，U2为测试电压；R1、R2分别是在U1、U2条件下测得的电阻值。
一般情况下，金属型电阻线性度很好，非金属型电阻常会出现非线性。
6）极限电压
电阻两端电压加高到一定值时，电阻会发生电击穿使其损坏，这个电压值叫做电阻的极限电压。极限电压是由电阻的最大电流密度、电阻体击穿及其结构等因素所规定的工作电压限度。对阻值较大的电阻器，当工作电压过高时，虽然功率不超过规定值，但内部会发生电弧火花放电，导致电阻变质损坏。一般1/8 W碳膜电阻器或金属膜电阻器的最高工作电压分别不能超过150 V或200 V。
3.电位器（可调电阻器）
电位器是一种可调电阻器，对外有三个引出端，其中两个为固定端，另一个是滑动端（也称中心抽头）。滑动端可以在固定端之间的电阻体上做机械运动，使其与固定端之间的电阻发生变化。在电路中，常用电位器来调节电阻值或电位。电位器的种类很多，可从不同的角度进行分类，介绍电位器的手册也往往是各厂家根据生产的品种而编排的，规格、型号的命名及代号也有所不同。因此，在产品设计中必须根据电路特点及要求，查阅产品手册，了解性能，合理选用。几种常用电位器如下。
1）线绕电位器（型号：WX）
结构：用合金电阻线在绝缘骨架上绕制成电阻体，中心抽头的簧片在电阻丝上滑动。可制成精度达±0.1%的精密线绕电位器和额定功率达100 W以上的大功率线绕电位器。线绕电位器有单圈、多圈、多联等几种结构。
特点：根据用途，可制成普通型、精密型、微调型线绕电位器；根据阻值变化规律，有线性、非线性（例如对数或指数函数）的两种。线性电位器的精度易于控制，稳定性好，电阻的温度系数小，噪声小，耐压高，但阻值范围较窄，一般在几欧到几十千欧之间。
2）合成碳膜电位器（型号：WTH）
结构：在绝缘基体上涂覆一层合成碳膜，经加温聚合后形成碳膜片，再与其他零件组合而成。阻值变化规律有线性和非线性的两种，轴端结构分为带锁紧与不带锁紧的两种。
特点：这类电位器的阻值变化连续，分辨率高，阻值范围宽（100 Ω～5 MΩ）；对温度和湿度的适应性较差，使用寿命较短。但由于成本低，因而广泛用于收音机、电视机等家用电器产品中。额定功率有0.125 W、0.5 W、l W、2 W等，精度一般为±20%。
3）有机实心电位器（型号：WS）
结构：由导电材料与有机填料、热固性树脂配制成电阻粉，经过热压，在基座上形成实心电阻体。轴端尺寸与形状分为多种规格，有带锁紧和不带锁紧的两种。
特点：这类电位器的优点是结构简单、耐高温、体积小、寿命长、可靠性高；缺点是耐压稍低、噪声较大、转动力矩大。有机实心电位器多用于对可靠性要求较高的电子仪器中。阻值范围为47 Ω～4.7 MΩ，功率多在0.25 W～2 W之间，精度有±5%、±10%、±20%等几种。
4）多圈电位器
多圈电位器属于精密电位器，调整阻值需使转轴旋转多圈（可多达40圈），因而精度高，当阻值需要在大范围内进行微量调整时，可选用多圈电位器。多圈电位器的种类也很多，有线绕型、块金属膜型、有机实心型等；调节方式也可分成螺旋（指针）式、螺杆式等不同形式。
5）导电塑料电位器
导电塑料电位器的电阻体由碳黑、石墨、超细金属粉与磷苯二甲酸、二烯丙酯塑料和胶粘剂塑压而成。这种电位器的耐磨性好，接触可靠，分辨力强，其寿命可达线绕电位器的一百倍，但耐潮性较差。
除了上述各种接触式电位器以外，还有非接触式（如光敏、磁敏）电位器。非接触式电位器没有电刷与电阻体之间的机械性接触，因此克服了接触电阻不稳定、滑动噪声及断线等缺陷。
4.电阻器的正确选用与质量判别
1）电阻器的正确选用
在选用电阻时，不仅要求其各项参数符合电路的使用条件，还要考虑外形尺寸和价格等多方面的因素。一般来说，电阻器应该选用标称阻值系列，允许偏差多为±5%，额定功率大约为在电路中的实际功耗的1.5～2倍以上。
在研制电子产品时，要仔细分析电路的具体要求。在那些稳定性、耐热性、可靠性要求比较高的电路中，应该选用金属膜或金属氧化膜电阻；如果要求功率大、耐热性能好，工作频率又不高，则可选用线绕电阻；对于无特殊要求的一般电路，可使用碳膜电阻，以便降低成本。表1.6对各种电阻的特性进行了比较，可以在选用时参考。
表1.6 电阻的特性及选用
2）电阻器的质量判别方法
（1）看电阻器引线有无折断及外壳烧焦现象；
（2）再用万用表欧姆挡测量阻值，合格的电阻值应该稳定在允许的误差范围内，若超出误差范围或阻值不稳定，则不能选用；
（3）根据“电阻器质量越好，其噪声电压越小”的原理，使用“电阻噪声测量仪”测量电阻噪声，判别电阻质量的好坏。
焊接前要对电位器焊点做好镀锡处理，去除焊点上的漆皮与污垢；焊接时间要适宜，不得加热过长，避免引线周围的壳体软化变形。安装电位器时要注意检查定位柱是否正确装入安装面板上的定位孔里，避免壳体变形；用螺钉固定的矩形微调电位器，螺钉不可压得过紧，避免破坏电位器的内部结构。安装在电位器轴端的旋钮不要过大，应与电位器的尺寸相匹配，避免调节转动力矩过大而破坏电位器内部的止档。插针式引线的电位器，为防止引线折断，不得用力弯曲或扭动引线。