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超详细的电子元器件选型指南(电阻器)

2018-06-04 09:14 来源:采芯网 编辑:Janet

电阻器,简称电阻(Resistor,通常用“R”表示)是电路元件中应用最广的一种,其性能好坏对电路工作的稳定性有极大影响。它的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压,其次还可作为消耗电能的负载、分流器、分压器、稳压电源中的取样电阻 、晶体管电路中的偏置电阻等。

一、基础知识

1.电阻器的分类

电阻器的种类有很多,通常分为三大类:固定电阻、可变电阻、特殊电阻。固定电阻按照制作材料的不同,主要分为以下四大类:

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2.电阻器的型号命名方法

电阻器、电位器的命名由四部分组成:主称、材料、特征和序号。

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3.主要性能指标

(1)标称阻值

产品上标示的阻值,标称阻值都应符合下表所列数值乘以10ⁿ倍(n为整数)。

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(2)允许误差

电阻和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围,它表示产品的精度。

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(3)额定功率

在规定的环境温度和湿度下,假定周围的空气不流通,在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下,电阻器上允许消耗的最大功率,一般选用其额定功率比它在电路中消耗的功率高1-2倍。

(4)最高工作电压

电阻在长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。如果电压超过规定值,电阻器内部产生火花,引起噪声,甚至损坏。

(5)稳定性

稳定性是衡量电阻器在外界条件(温度、湿度、电压、时间、负荷性质等)作用下电阻变化的程度。

二、电阻器选型与运用

在电子电路设计的时候,应根据电子设备的技术指标、电路的具体要求和电阻的特性参数“因地制宜”地来选用电阻的型号和误差等级。下面是有关电阻的选型基本原则。

1.电阻器的归一化选型

归一化选型原则只是针对电阻选型的一个“轮廓”,根据以往工程师的选型经验总结出来的,具有大众化的选型意义,在要求严格的电路设计中,还需要根据具体电路设计中的电器要求对电阻选型进行进一步的考量。

(1)金属膜电阻器:1W以下功率优选金属膜电阻;1W及1W以上功率优选金属氧化膜电阻;

(2)熔断电阻器:不推荐使用。反应速度慢,不可恢复。建议使用反应快速、可恢复的器件,以达到保护的效果,并减少维修成本。

(3)绕线电阻器:大功率电阻器。

(4)集成电阻器:贴片化。插装项目只保留并联式,插装的独立式项目将逐步淘汰,用同一分类的片状集成电阻器替代。

(5)片状厚膜电阻器:在逐步向小型化、大功率方向发展,优选库会随着适应发展方向的变化而动态调整。这类电阻器是小功率电阻的优选对象。

(6)片状薄膜电阻器:建议使用较高精度类别。

2.选型与应用要求配对表

(1)性能要求——可选用种类

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(2)额定功率——电阻值范围

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3.电阻的一般特性参数选型要求

(1)精度

在设计中,即使高精度的电阻受环境的影响,也会超出其范围。所以,应该更加关注可靠性试验的指标。目前选择电阻的精度不建议超过0.1%,常用的厚膜电阻都是5%,1%以上精度要求电阻,建议选用厚膜电阻;1%以下精度要求电阻,建议选用薄膜电阻。

(2)不选用极限和边缘规格

不选用各分类电阻器的极限规格。如电阻器具体系列中的最大最小阻值的边缘规格。

(3)降额使用

降额使用是提高电阻器工作可靠性和寿命的最重要手段。电阻的功率取决于封装的大小,薄膜电阻的功率很小,一般小于1W,电阻在使用时,一定要对功率进行降额。不同类别的电阻具有不同的绝缘介质和自愈机制,对承受应力的降额程度要求有差异,但一般都在0.6倍额定承受应力下使用,不超过0.75倍。

(4)电阻值变化

电阻器在实际工作时的电阻值不同于标称电阻值,而与以下因素有关:

1.阻值偏差:

实际生产中电阻器的阻值会偏离标称阻值,此偏离应在阻值允许偏差范围内。

2.工作温度:电阻器的阻值会随温度变化而变化。此特性用TCR值即电阻温度系数来衡量。

3.电压效应:电阻器的阻值与其所加电压有关,变化可以用电压系数来表示。电压系数是外加电压每改变 1 V时电阻器阻值的相对变化量。

4.频率效应:随着工作频率的提高,电阻器本身的分布电容和电感所起的作用越来越明显。

5.时间耗散效应:电阻器随工作时间的延长会逐渐老化,电阻值逐渐变化(一般情况下增大)。

(5)额定工作温度

各种具体型号的电阻器都有规定的额定环境工作温度范围,在实际使用中不应超出规定的环境工作温度范围。不同材料电阻的TCR有很大的变化,大致范围可以从下表看出:

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(6)降功耗曲线

当工作环境温度高于70°C时,应在原使用基础上再进行降额。降额曲线如下图所示:

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(7)管脚表层金属

管脚表层金属采用Sn/Pb或Sn,焊接性能好,价格便宜。

(8)安装

尽量采用表面贴装的电阻器。表面贴装不仅生产效率高,体积小,且由于大量使用而价格低。为节省空间还可使用表面贴装的集成电阻器。

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