下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
电阻类元器件包括普通电阻器、精密电阻器、熔断电阻器、敏感电阻器、排阻、可变电阻器和电位器，这类元器件都与电阻有关。电阻器通常简称为电阻。
2.1.1 电阻类元器件种类综述
了解电阻类元器件的种类以及它们的基本情况，有利于学好电阻类元器件，分析电阻类电路的工作原理。
如图2-1所示是电阻类元器件种类示意图。
图2-1 电阻类元器件种类示意图
普通电阻器为最常用的电阻器，精密电阻器的阻值更为精密，熔断电阻器具有过流保护功能，可变电阻器的阻值可在一定范围内改变，电位器的阻值也可以改变（与可变电阻器类似），敏感电阻器在受光或磁等影响下阻值也可以改变，排阻将一个电阻网络集成于一体。
如表2-1所示是部分普通电阻器实物图，供识别时参考。
表2-1 部分普通电阻器实物图
如表2-2所示是部分常用普通电阻器特点解说。
表2-2 部分常用普通电阻器特点解说
续表
所谓精密电阻器是指电阻的阻值误差、电阻的热稳定性（温度系数）、电阻的分布参数（分布电容和分布电感）等项指标均达到一定标准的电阻器。
精密电阻器按材料分主要有金属膜精密电阻器、线绕精密电阻器和金属箔精密电阻器三种。金属膜精密电阻器通常为圆柱形，线绕精密电阻器则有圆柱形、扁柱形和长方框架形等几种，金属箔精密电阻器则常呈方块形或片形。
（1）金属膜精密电阻器的精度较高，但是阻值温度系数和分布参数指标略低。精密测量仪器中常用这种电阻器。
（2）线绕精密电阻器的阻值精度和温度系数指标很高，但是分布参数指标偏低。线绕精密电阻器的匝数较多时，往往采用无感绕制法绕制，即正向绕制的匝数和反向绕制的匝数相同，以尽量减小分布电感。
（3）金属箔精密电阻器的精度、阻值温度系数和分布参数的各项指标都很高，精度可达10 − 6 ，温度系数可达±0.3×10 − 6 ℃，分布电容可低于0.5pF，分布电感可低于0.1μH，但是价格在这三种电阻器中最高。
精密电阻器也可应用于金属膜熔断丝电阻器。
熔断电阻器是一种具有电阻器和熔断丝双重作用的元件，主要以过电流保护为主，它又称熔断丝电阻器。熔断电阻器按其工作方式可分为可修复型和不可修复型。
（1）可修复型电阻器。 它是用低熔点焊料焊接在一根弹性金属片上，当负荷过大、温度过高时，低熔点焊料的焊点就会熔化，弹性金属片便会自动脱开焊点，使电路开路。
（2）不可修复型电阻器。 它在通过超负荷电流时，便会使电阻膜层或绕阻丝熔断。常见的熔断电阻器外形比普通电阻器略粗、长一些，它的两根引脚不分正、负极性。它的标称阻值较小，只有几欧姆到一百欧姆，采用色标方式。
熔断电阻器按其材料又可分为氧化膜型、金属膜型、线绕型、碳膜型等。其中膜式熔断电阻器使用最多。
熔断电阻器主要用于直流电源电路中，电路中安装方式同普通电阻器一样。
如表2-3所示是几种熔断电阻器实物照片。
表2-3 几种熔断电阻器实物照片
超低阻值电阻器的叫法很多，如采样电阻、取样电阻、电流感应电阻、电流感测电阻、电流分流电阻、超低阻值电阻、毫欧电阻、大功率低阻值电阻、小阻值电阻、贴片低阻值电阻、贴片高功率低阻值电阻、贴片毫欧电阻、微欧姆电阻等。
超低阻值电阻器主要应用于功率模组、充电器及通信资讯等产品电源管理、开关电源供应器、自动化应用的过流保护器、直流转换器、电池保护板、充电器、采集器、磁盘驱动器、手机、计算机等。
如图2-2所示是康铜毫欧电阻、锰铜毫欧电阻，它们看上去没有普通电阻器的形态，它们的功率大。
如图2-3所示是几种贴片式超低阻值电阻器实物图，主要有0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812、1218、2010、2512、1225、3720、7520。阻值范围为0.001Ω（1mΩ）～1Ω，功率范围为3W、2.5W、2W、1.5W、1W、1/2W、1/3W、1/4W、1/6W、1/8W、1/10W、1/16W、1/20W，精度范围为±0.5%、±1%、±5%。
图2-2 康铜毫欧电阻、锰铜毫欧电阻
图2-3 几种贴片式超低阻值电阻器实物图
贴片式超低阻值电阻器的标称阻值识别方法是：标称阻值标注中主要出现两个字母R和M，其中R表示小数点，单位是Ω。例如，R001表示0.001Ω，R003表示0.003Ω，R047表示0.047Ω，R020表示0.02Ω。
用字母M表示时单位也是Ω，M为10 − 3 。例如，3M5表示0.003 5Ω（3.5毫欧），0M50表示0.000 5Ω（0.5毫欧）。
如图2-4所示是零欧姆电阻器实物图，它的外形特征与普通电阻器一样，只是阻值为零。
图2-4 零欧姆电阻器实物图
众所周知，电阻器提供的就是电阻值，低阻值电阻器也是有电阻值的，可是零欧姆电阻器的阻值理论上为零，那它在电路中有什么用处呢？
零欧姆电阻器在电路中的作用主要有以下几个方面。
（1）PCB上布线需要。如果PCB上布线时实在无法绕过，可以用一个零欧姆电阻器跨过，如图2-5所示。因为两条铜箔电路无法垂直通过，此时就可以使用零欧姆电阻器。
图2-5 PCB上布线示意图
（2）预留电流测量口。如图2-6所示是电流测量口示意图，因为测量电流需要断开铜箔电路，此时可以在铜箔电路中先预留一个测量口，然后用一只零欧姆电阻器焊上，需要进行电流测量时取下这只零欧姆电阻器，将万用表电流挡串入电路即可。
图2-6 电流测量口示意图
（3）连接两种不同的地线。如图2-7所示电路中有两种地，一种是数字地，另一种是模拟地，电路中出现数字地和模拟地两种地是为了防止数字电路和模拟电路之间的相互干扰。但是，数字地和模拟地最后是要通过一个点连在一起的，就是通过电路中的零欧姆电阻器R2连接起来的。
图2-7 两种地连接电路
（4）作为电路中的过流保险电阻器。零欧姆电阻器理论上的电阻值为零，实际上还是存在很小电阻的，当流过零欧姆电阻器的电流达到一定程度时，零欧姆电阻器会烧断，能起到一个过流保险电阻器的作用。
不同尺寸零欧姆电阻器允许通过的电流不同，一般0603贴片零欧姆电阻器的工作电流是1A，0805的是2A，所以不同电流会选用不同尺寸的零欧姆电阻器。
另外，零欧姆电阻器还有其他用途。
排阻又称网络电阻、电阻网络。排阻是一排电阻的简称，它将一排电阻网络像集成电路那样封装起来，内电路通过许多引脚引出，是一种组合电阻器，所以也称为集成电阻器。
排阻有单列式（SIP）和双列直插（DIP）两种外形结构，此外还有贴片式排阻（SMD），它的内部电阻器的排列又有多种电路形式。
如表2-4所示是排阻实物照片及特点解说。
表2-4 排阻实物照片及特点解说
2.1.2 可变电阻器实物认识及特点综述
可变电阻器又称微调电阻器、可调电阻器。顾名思义，可变电阻器的阻值可以在一定的范围内任意改变。在一些要求电阻值可变动而又不常变动的场合，可使用可变电阻器。
由于可变电阻器结构与普通电阻器有着明显的不同，所以它的外形特征也与普通电阻器大不相同。
可变电阻器按制作材料可分为膜式可变电阻器和线绕式可变电阻器；按结构形式可分为立式可变电阻器和卧式可变电阻器。如表2-5所示是几种可变电阻器解说。
表2-5 几种可变电阻器解说
续表
如表2-6所示是可变电阻器实物照片及特点解说。
表2-6 可变电阻器实物照片及特点解说
如表2-7所示是可变电阻器的特点解说。
表2-7 可变电阻器的特点解说
可变电阻器的外形与普通电阻器有很大的区别，如表2-8所示是可变电阻器的外形特征解说，通过这些特征可以方便地分辨出可变电阻器。
表2-8 可变电阻器的外形特征解说
2.1.3 电位器实物认识及特点综述
电位器与可变电阻器工作原理相近，只是结构更为牢固，在电路中的调整更为频繁。在电路中，电位器作为分压电路，对信号进行分压输出。
电位器的种类较多，如表2-9所示是电位器种类解说。
表2-9 电位器种类解说
电位器的体积比可变电阻器大得多，具体的电位器也有大有小。各种电位器的具体特征有所不同。如表2-10所示是几种常见电位器的外形特征解说。
表2-10 几种常见电位器的外形特征解说
续表
如表2-11所示是不同材料电位器特点解说，供电路设计和使用中参考。
表2-11 不同材料电位器特点解说
续表
光敏电位器又称光电电位器（photo potentiometer），它是一种非接触式电位器。非接触式电位器的特点是没有普通电位器的活动滑点，即电刷（又称动触点）。
光电电位器最大的优点是，由于它是非接触型电位器，不存在磨损问题，也不存在任何摩擦力矩，从而有效地提高了电位器的精度、分辨力、可靠性和使用寿命，同时不存在普通电位器的转动噪声。
光电电位器的缺点是阻值范围不大、温度系数较大（电阻型光电电位器的温度系数在−22～+70℃范围内高达0.001～0.01/℃）。
光电电位器有两种：一种是电阻型光电电位器，另一种是结型光电电位器。
（1）电阻型光电电位器。如图2-8所示是一种电阻型光电电位器的原理结构示意图。电阻型光电电位器主要由电阻体、光电导层和导电电极等组成。电阻体相当于普通碳膜电位器中的碳膜电阻体，导电电极相当于普通电位器中的动触点。光电电位器用一束光代替一般电位器上的活动触点，即电刷。
图2-8 一种电阻型光电电位器的原理结构示意图
在电阻体和导电电极之间留有一个狭窄的间隙。在电阻体的两端接上直流电压E，当无光照时，电阻体和导电电极之间由于光电导层阻值很大而呈绝缘状态；当光束照射到电阻体某部位时，电阻体上的该部位与导电电极导通（相当于普通电位器动触点接触到电阻体上的某一个部位），于是光电电位器的输出端便有直流电压输出，输出电压的大小与光束位移照射到的电阻体上的具体位置有关，从而实现了将光束位移转换为电压输出。利用光电电位器的工作原理可以将它作为位移传感器使用。
（2）结型光电电位器。结型光电电位器是用半导体制成的二极管取代光敏材料而制成的光电电位器。结型光电电位器可通过光刻控制条型区的宽度，以得到不同的输出特性。
在两种光电电位器中，结型光电电位器的优点如下。
① 制造成本低，工艺成熟，成品率高。
② 通过光刻控制条型区的宽度，可以获得所需要的输出特性精度，以适应光源的要求。
③ 响应时间短，可达微秒级。
④ 采用不同的半导体可以使用不同波长的光。
磁敏电位器（magneto potentiometer）是一种利用磁阻效应制成的无触点式电位器，它是一种通过改变磁场强度来改变输出参量的电位器，如图2-9所示是一种磁敏电位器实物图。
图2-9 一种磁敏电位器实物图
磁敏电位器具有一般无触点电位器的优点，它分辨率高、可靠性好、寿命长，没有普通电位器的转动噪声。它的缺点是阻值范围不大，温度系数较大。
如图2-10所示是两种磁敏电位器结构示意图，它主要由磁敏元件、可转动磁铁等组成。磁敏电位器中的磁敏元件可以使用磁敏电阻、磁敏二极管或霍尔线性集成传感器。
图2-10 两种磁敏电位器结构示意图
磁敏电位器的工作原理是：磁敏元件放置在单个磁铁的下方或两个磁铁之间，当转动电位器转柄时，磁铁随之转动，从而使磁敏元件表面的磁感应强度发生变化，这样磁敏元件的阻值或输出电压将随电位器转柄的转动而变化，起到电位调节的作用。
对于磁敏电阻器而言，电阻器的阻值随穿过它的磁通量增大而增大，利用这一原理可以制成磁敏电位器。
磁敏电阻材料采用了单晶半导体，为了增强磁阻效应，在半导体材料表面沉积了许多彼此平行、与外加电磁场垂直的金属电极（称为短路条）。短路条的作用是在没有加磁场时，电流因为洛仑磁力而发生偏转，延长了电流路径，增加了磁敏电位器的高阻，提高了磁敏电位器的灵敏度。
一般磁敏电位器由两个磁敏电阻器串联而成，为了提高阻值和灵敏度，可以将多个磁敏电阻器串联起来。
环形磁敏电位器有两个输入端、两个输出端，所以称为差动式电位器。