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电阻器(电位器)种类及选用 电阻是电子产品、设备中使用最多的电子元件,约占总数的 35%,而有些产品如彩电则占50%以上,因此电阻器质量对产品影响很大。根据材料,可将电阻分为:碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、实心(碳质)电阻和绕线电阻。一、种类 按电阻器(电位器)构成材料分类,常见电阻器(电位器)有以下三种: 1.碳膜(包括合成碳膜)电阻 阻值范围宽(110M);耐高压;精度差(误差为 5%、10%、20%) ,高频特性较差,常用作放大电路中的偏置电阻、数字电路中的上拉及下拉电阻。由于精度低,因此标称阻值及误差用 E6(精度为 20%)、E12(精度为 10%) 、E24(精度为 5%)分度。额定功率范围从 1/8W 到 10W,其中耗散功率为 1/4W、1/2W,偏差为 5%和 10%的碳膜电阻器用得最多。热稳定性较差,温度系数典型值为 5000ppm/。即温度升高 1,阻值的变化量为百万分之 5000,即千分之五。例如一个标称阻值为 10K 的碳膜电阻,当温度升高 10时,阻值增加 10K510,约 0.5K。2.金属膜(包括金属氧化膜)电阻用真空镀膜或阴极溅射工艺,将特定金属或合金(例如镍铬合金、氧化锡或氮化钽)淀积在绝缘基体(如模制酚醛塑料)表面上形成薄膜电阻体,构成的电阻器成为金属膜电阻或金属氧化膜电阻。阻值范围也宽 (从 1010M) , 精度高 (误差为 0.1%1%) , 温度系数小 (金属膜电阻为 10100ppm/C;金属氧化膜电阻典型值为 300ppm/C) ,噪声低,体积小,频率响应特性好,常用作电桥电路、RC 振荡电路及有源滤波器的参数电阻、高频及脉冲电路、运算放大电路中的匹配电阻。但耐压较低。由于精度高,因此标称阻值及误差用 E48(精度为 1%)、E116(精度为 0.5%1%)分度。阻值用 3 位有效数字表示。金属氧化膜电阻温度系数比金属膜电阻大一些(300400ppm/C) ,耗散功率较大。3.线绕电阻线绕电阻阻值范围宽(从 0.0110M)精度高(0.05%),温度系数小(1GHz 的微波电路中,一般均使用几十欧几百欧的电 阻。七、电容 实际电容等效电路如图所示,寄生电感 L 包括了由引线寄生电感与内部寄生电感(大小 与电容内部结构,即工艺有关)组成,电解电容来说,内部寄生电感远大于引线寄生电感;对瓷片电容,内部寄生电感较小。寄生电阻sR包括了介质极化损耗等效电阻(极化损耗与频率有关,频率越高,介质极化损耗越大,如图所示) 、引线寄生电阻两部分。一般情况下,介质损耗电阻比引线电阻大,因此寄生电阻sR也统称为损耗电阻,用损耗角表征,大小与介质种类有关,其中云母电容、聚苯乙烯电容最小。绝缘电阻PR与引脚间距、表面洁净度、环境湿度等因素有关。在空气干燥、表面干净情况下,PR一般很大,可忽略。RsLCRpCRsCXRs 0损耗角正切与频率的关系对于特定系列、型号电容来说,寄生参数sR、L 是一定的,如容量关系不大。例如相同材料、相同尺寸、相同工艺制作的贴片电容,103 容量与 104 容量电容相同。 对电容来说,正切角损耗是一个非常重要的参数:通常在 1KHz 频率下测量,因此寄生 电感的影响可忽略不计,根据定义tan=XRs=sfcR2即寄生电阻sR=tanX=fC 2tan例如某材料tan=0.1%, 则寄生电阻sR=C2001. 0, 其中 C 为电容容量。 当 C 单位取F时,sR单位为 K。对于 1u 电容来说,sR=0.16;当材料正切角降为 0.01%时,则寄生电阻sR=0.016。可见,寄生电阻sR与材料正切角成正比、与容量成反比。容量为 0.1u(损耗电阻sR为 0.3,寄生电感 20nH)薄膜电容频率特性如图所示,其共振频率0f=LC21=3.56MHz显然频率f0f时,呈感性,失去了电容特性。可见不同种类、工艺电容寄生电感不同,共振频率0f不同,寄生电感 L 大的电容,如电解电容,共振频率0f很低,甚至0.1uF),而 Y 电容容量一般较小, 只有 103333 之间(1 时,0LC1(0fLC21)(3) 当角频率0时,呈容性。实际线圈电抗 Z 特性与理想电感 L 差别很大。当频率f接近0f时,寄生电容 C 的影响不能忽略。当频率f=0f时,呈阻性;而当频率f0f时,呈容性,失去了电感特性。因此,为使线圈在电路中逼近理想电感特性,最高工作频率f一般取021f。例如某线圈电感 L=10mH,寄生电阻sR=100,寄生电容 C=2pF,则共振频率0fLC21=1.126MHzQ= sRL071在滤波电路中,电感线圈引线也不宜长,引线寄生电感对滤波有益,但引线寄生电阻会 消耗额外功率。九、
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