【導讀】電阻的成分屬性描述了制造電阻本身的材料，而不是安裝電阻的外部封裝材料或基板。不同的成分意味著結(jié)構(gòu)上存在一些差異，并導致有不同特征，使某些類型更適合某些應(yīng)用，又或不適用于某些環(huán)境。
電阻的成分屬性描述了制造電阻本身的材料，而不是安裝電阻的外部封裝材料或基板。不同的成分意味著結(jié)構(gòu)上存在一些差異，并導致有不同特征，使某些類型更適合某些應(yīng)用，又或不適用于某些環(huán)境。
圖1：各種1KΩ電阻。即使不同電阻具有相似成分，但它們在功 率和電阻額定值之間可能存在的物理尺寸變化。
碳化物電阻
碳膜電阻
碳膜電阻是一種薄膜類型的電阻，使用碳作為電阻材料生產(chǎn)。與碳化物電阻相比，碳膜電阻的一個重大改進是 : 它們放棄了對電氣穩(wěn)健性的測量，以提高精度、穩(wěn)定性、小型化，并改善電流噪聲特性。其他薄膜型電阻傾向于進一步往這個方向發(fā)展，或者在這樣做的同時獲得更好的價格，這或許是目前設(shè)計的首選。這一偏好的部分原因還在于碳相當易燃，而一般的替代品則不那么易燃，而且產(chǎn)品出現(xiàn)問題時避免起火是相當普遍的。
圖3：碳膜電阻示例（TE的CFR200系列）
陶瓷電阻
陶瓷電阻是基于其使用由陶瓷或陶瓷合成材料形成的電阻，這與其他電阻類型不同，后者可能在其結(jié)構(gòu)中使用陶瓷材料，但不是電流流過的主要材質(zhì)。它們是一種與碳化物電阻非常相似的塊體電阻，具有類似的脈沖耐受性、無電感特性。事實上，由于粉末陶瓷經(jīng)常被用作碳化物電阻的一個組成部分，這兩者在分類上存在一定程度的重疊。然而，可以根據(jù)所使用的導電材料和將合成材料混合在一起的方式進行區(qū)分；碳化物電阻僅將碳用作導電介質(zhì)，并使用有機粘合劑將其連接在一起，而陶瓷合成材料可包含金屬或金屬氧化物等其他導電材料，并通過燒結(jié)或熱熔工藝將其連接在一起?！敖饘偬沾伞保–ermet）是電位器中常用于此類材料的術(shù)語。相對于它們所取代的碳化物電阻，陶瓷電阻能夠在顯著更高的溫度下工作，盡管它們也往往表現(xiàn)出更大的溫度系數(shù)；這種組合，往往可轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品工作范圍內(nèi)30%左右的電阻變化。因此，它們不太適合小信號使用，因此主要用于額定功率至少大于1瓦特的場合。
圖4：陶瓷電阻示例（Ohmite的OX系列）
金屬元素電阻
具有“金屬”成分的電阻使用大塊金屬材料作為電阻材料，并且通常應(yīng)用于遠低于1歐姆的電阻。它們主要用于電流測量應(yīng)用中，在這種應(yīng)用中，穩(wěn)定、已知的低值電阻能夠準確測量大電流，而不會造成過大的電壓降和功率損耗。通常被稱為分流電阻（shunt），它們通常具有4引線端接，以實現(xiàn)開爾文式測量，從而允許測量電阻上出現(xiàn)的電壓，且與產(chǎn)品連接點處的接口電阻之間的干擾或誤差最小。
圖5：電阻示例：表面安裝（左）和底座安裝（右）的金屬（不按比例）
金屬膜電阻與薄膜電阻
金屬膜電阻和薄膜電阻基于類似的生產(chǎn)技術(shù)，其中電阻成分由通過氣相沉積工藝施加到陶瓷基板上的金屬?。ㄍǔ槲⒚准墸┠有纬桑缓笮拚了璧碾娮柚怠！敖饘倌る娮韬捅∧る娮柚g的區(qū)別似乎是一個語境；在通孔電阻中，“金屬膜”電阻似乎更常見，其中碳膜電阻是替代品，而在芯片格式電阻中，“厚膜”可能是替代品，而“薄膜”似乎是首選?！氨∧ぁ彼坪跏歉鼉A向于精確聚焦產(chǎn)品的術(shù)語，而“金屬膜”似乎更常用于通用應(yīng)用。
圖6：表面貼裝封裝中的薄膜電阻示例（Panasonic 的ERA-3A系列）
金屬箔電阻
金屬箔電阻是由附著在絕緣基板上的相對較厚（幾微米或更多）的金屬箔制成的。在撰寫本文時，當需要精度和穩(wěn)定性時，它們是首選技術(shù)，其公差可低至±0.005%，溫度系數(shù)低于1 PPM/°C。其他電阻的功耗等級為幾瓦或幾十瓦，同時隨時間和溫度保持極好的穩(wěn)定性；此類電阻非常適合用于貿(mào)易相關(guān)的計量和其他應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，在一系列條件下保持精度非常重要。
圖7：金屬箔電阻示例（Vishay的VHP100系列）
金屬氧化膜電阻
金屬氧化膜電阻是一種薄膜型電阻，其中電阻成分由某種金屬的氧化物而不是金屬本身形成。本質(zhì)上，金屬氧化物是母體金屬再氧氣中燃燒殘留的產(chǎn)物，可以預(yù)見，這些材料相當耐高溫；因為很難點燃已經(jīng)完全燃燒的東西……金屬氧化物電阻的主要優(yōu)點來源于這種特性；與通常的碳膜和金屬膜電阻相比，它們具有更高的最高工作溫度和更好的脈沖負載處理特性。初始公差與碳膜產(chǎn)品中的公差相當，氧化膜產(chǎn)品提供較低的溫度系數(shù)；與氧化膜產(chǎn)品相比，金屬膜產(chǎn)品在這兩方面都有所改進。與碳基電阻相比，氧化膜電阻有望提供更好的噪聲特性，盡管不如金屬膜類型提供的那樣好。在額定功率為1 - 5瓦的通孔封裝中最常見的情況是，氧化膜技術(shù)通常用于產(chǎn)生10 MΩ及更高范圍內(nèi)的非常高的電阻值，盡管可提供從小于1歐姆級到更高電阻值的全范圍產(chǎn)品。
圖8：金屬氧化膜電阻示例（Yageo的MFR系列）
厚膜電阻
厚膜電阻，其中電阻成分通過類似于絲網(wǎng)印刷的方法沉積在基板上。這種工藝的成本比薄膜沉積低，而且成分的厚度通常為幾十到幾百微米。雖然 “薄” 和 “厚” 薄膜產(chǎn)品之間的實際成分厚度可能會發(fā)生重疊，但沉積方法是區(qū)別的要素。
圖9：厚膜電阻示例（Ohmite 的HVC系列）
繞線電阻
繞線電阻以繞線的方式構(gòu)造，主要以通孔和底座安裝的形式存在。它們的特點是低電流噪聲、良好的短期過載耐受性，并且通常存在非常顯著的寄生電感，在某些產(chǎn)品中，寄生電感通過使用貼別的繞線配置來緩解。不同產(chǎn)品，公差和溫度系數(shù)各不相同；可以實現(xiàn)設(shè)計精度低于0.1%的公差和溫度系數(shù)為幾十PPM/°C的產(chǎn)品，盡管在撰寫本文時，多個可用產(chǎn)品的指定公差更接近1%和200PPM/°C或更低。
圖10: 2.5kW繞線電阻（TE的TE系列）
總結(jié)
電阻是電子電路中應(yīng)用數(shù)量很多的元件，我們根據(jù)電路要求，選擇合適的電阻器來優(yōu)化電路中調(diào)節(jié)和穩(wěn)定電流與電壓，使設(shè)計在應(yīng)用中獲得更精確可靠的結(jié)果。
（來源：得捷電子DigiKey，作者： Barley Li）
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