1.1 电阻器

1.1.1 电阻器的基本知识

电阻器是电路中应用最多的电子元器件之一，它在电路中起到限流、降压、偏置、负载、匹配和取样等作用，其质量的好坏对电路工作的稳定性有很大影响。

电阻器用符号R表示，单位为欧姆（Ω）。常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），其换算关系为：1kΩ=10³Ω，1MΩ=10³ kΩ=10⁶Ω。

1.电阻器的种类

电阻器的种类繁多，按阻值特性分为：固定电阻、可变电阻（电位器）和敏感电阻。按材料种类可分为：碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻和线绕电阻等。

固定电阻器是指阻值固定不变的电阻器，主要用在阻值固定而不需要调节变动的电路中；阻值可以调节的电阻器称为可变电阻器（又称为变阻器，有些类型称为电位器），其又分为可变和半可变电阻器，半可变（或微调）电阻器主要用在阻值不经常变动的电路中；敏感电阻器是指其阻值对某些物理量表现敏感的电阻元件，常用的有热敏、光敏、压敏、湿敏、磁敏、气敏和力敏电阻器等，它们是利用某种半导体材料对某个物理量敏感的性质而制成的，也称为半导体电阻器。

常用电阻器的电路符号如图1-1所示。

2.电阻器的主要技术参数

（1）标称阻值

在电阻器表面所标注的阻值称为电阻器的标称阻值，电阻器的阻值通常是按照国家标准中的规定进行生产的。目前，电阻器标称阻值系列有E6、E12、E24系列，其中E24系列最全。表1-1所示为通用电阻器的标称阻值系列和允许偏差。

电阻的标称阻值为表中所列数值的10ⁿ倍。以E12系列中的标称值1.5为例，它所对应的电阻标称阻值为1.5Ω、15Ω、150Ω、1.5kΩ、15kΩ、150kΩ和1.5MΩ等，其他系列以此类推。

（2）允许误差

在电阻的实际生产中，由于所用材料、设备和工艺等方面的原因，电阻的标称阻值往往与实际阻值有一定的偏差，这个偏差与标称阻值的百分比称为电阻器的相对误差，允许相对误差的范围称为允许误差，也称为允许偏差，普通电阻的允许误差可分三级，Ⅰ级（±5%），Ⅱ级（±10%），Ⅲ级（±20%）。精密电阻的允许误差可分为±2%、±1%、…、±0.001%等10多个等级。电阻的精度等级可以用符号标明，如表1-2所示。误差越小，电阻器的精度越高。

（3）额定功率

额定功率是指电阻器在产品标准规定的大气压和额定温度下，电阻长时间安全工作所允许消耗的最大功率。一般常用的有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W和5W等多种规格。在使用过程中，电阻的实际消耗功率不能超过其额定功率，否则会造成电阻器过热而烧坏。在电路图中，电阻器额定功率采用不同符号表示，如图1-2所示。

（4）温度系数

温度每变化1℃时，引起电阻阻值的相对变化量称为电阻的温度系数，用α表示。

上式中，R₁、R₂是同一个电阻器分别为温度在t₁、t₂时的阻值。

温度系数可正、可负。温度升高，电阻值增大，称该电阻具有正的温度系数、温度升高，电阻值减小，称该电阻具有负的温度系数。温度系数越小，电阻的温度稳定度越高。

3.电阻器的识别

（1）电阻器的命名

我国电阻器的命名由4部分组成，如图1-3所示。

第一部分是产品的主称，用字母R表示一般电阻器，用W表示电位器，用M表示敏感电阻器。

第二部分是产品的主要材料，用一个字母表示。

第三部分是产品的分类，用一个数字或字母表示。

第四部分是生产序号，一般用数字表示。

电阻器的型号命名中字母和数字的意义如表1-3所示。

例如，有一电阻为RJ71-0.25-4.7kⅠ型，其表示含义如下：

R—主称，电阻；J—材料为金属膜；7—分类，为精密型；1—序号为1；0.25—额定功率为0.25W；4.7k—标称阻值为4.7kΩ；Ⅰ—允许误差等级，±5%。

WSW-1-0.5-4.7k±10%型，其表示含义如下：

W—主称，电位器；S—材料为有机实心；W—分类，为微调型；1—序号为1；0.5—额定功率0.5W；4.7k—标称阻值为4.7kΩ；±10%—允许误差为±10%。

（2）电阻器的标志方法

1）直标法。直标法主要用在体积较大（功率大）的电阻器上，它将标称阻值和允许偏差等直接用数字标在电阻器上。例如，图1-4中所示的电阻器采用直标法标出其阻值为2.7kΩ，允许偏差为5%。

2）文字符号法。用文字符号和数字有规律的组合，在电阻上标示出主要参数的方法。具体方法为：用文字符号表示电阻的单位（R或Ω表示Ω，k表示kΩ，M表示MΩ），电阻值（用阿拉伯数字表示）的整数部分写在阻值单位前面，电阻值的小数部分写在阻值单位的后面。用特定字母表示电阻的偏差，可见表1-2。例如R12表示0.12Ω，1R2或1Ω2表示1.2Ω，1k2表示1.2kΩ。

如图1-5所示，电阻器采用文字符号法标出8R2J表示阻值为8.2Ω，允许偏差为±5%。

3）数码法。数码法是用3位数码来表示电阻值的方法，其允许偏差通常用字母符号表示。识别方法是，从左到右第1、2位为有效数值，第3位为乘数（即零的个数），单位为Ω，常用于贴片元件。

例如：103k，“10”表示两位有效数字，“3”表示倍乘为10³ ，k表示允许偏差为±10%。同理222J表示阻值标称值为2.2kΩ，允许偏差为±5%。

电阻值的4位数码表示法中，前3位表示有效数字，第4位表示有多少个0，单位是Ω，如1502=15000Ω=15kΩ。

4）色环标志法。用不同颜色的色环表示电阻器的阻值和误差，简称为色标法。色标法的电阻器有四色环标注和五色环标注两种，前者用于普通电阻器，后者用于精密电阻器。

电阻器四色环标志时，四色环所代表的意义为：从左到右第一、二色环表示有效值，第三色环表示乘数（即零的个数），第四色环表示允许偏差，单位为Ω。其表示方法如图1-6a所示。

电阻器五色环标志时，五色环所代表的意义为：从左到右第一、二、三色环表示有效值，第四色环表示乘数（即零的个数），第五色环表示允许偏差，单位为Ω。其表示方法如图1-6b所示。色标符号规定如表1-4所示。

色环顺序的识读：从色环到电阻引线的距离看，离引线较近的一环是第一环；从色环间的距离看，间距最远的一环是最后一环即允许偏差环；金、银色只能出现在色环的第三、四位的位置上，而不能出现在色环的第一、二位上；若均无以上特征，且能读出两个电阻值，可根据电阻的标称系列标准，若在其内者，则识读顺序是正确；若两者都在其中，则只能借助于万用表来加以识别。

如：红、红、红、银四环表示的阻值为22×10² =2200Ω，允许偏差为±10%。

如：棕、黑、绿、棕、棕五环表示阻值为105×10¹ =1050Ω =1.05kΩ，允许偏差为±1%。

4.电位器

电位器是一种阻值连续可调的电阻器，在电子产品中，经常用它进行阻值、电位的调节。

（1）电位器的种类

电位器的种类很多，按材料不同分为碳膜、线绕、金属膜、碳质实心和玻璃釉电位器等；按结构不同分为单圈式和多圈式电位器、单联式和双联式电位器；按调节方式划分为旋转式（或转轴式）和直滑式电位器；按有无开关分为开关和无开关电位器。

电位器对外有3个引出端，其中两个为固定端，一个为滑动端（也称为滑动触头）。滑动端在两个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。图1-7所示的碳膜电位器，转动电位器的转柄时，动片在电阻体上滑动，动片到两定片之间的阻值大小发生改变。当动片到一个定片的阻值增大时，动片到另一个定片的阻值减小。

（2）电位器的主要技术指标

1）标称值。标称阻值是标注在电位器表面上的阻值，即电位器两个固定端之间的电阻值。

2）额定功率。额定功率是指电位器两个固定端上允许消耗的最大功率。

3）滑动噪声。当电位器的滑动端在电阻体上滑动时，滑动端触点与电阻体的滑动接触时所产生的噪声。滑动噪声要求越小越好。

4）分辨率。分辨率是指电位器对输出量可实现的最精细的调节能力，一般线绕电位器的分辨率较差。

5）阻值变化规律。电位器的阻值变化规律有按线性变化、指数变化或者对数变化等形式。

1.1.2 常用电阻器及选用

1.常用电阻器

（1）碳膜电阻器

碳膜电阻器有良好的稳定性、负温度系数小、能在70℃的温度下长期工作、高频特性好、受电压频率影响较小、噪声电动势较小、脉冲负荷稳定、阻值范围宽、阻值范围一般为1Ω～10MΩ，额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W和10W等，其制作容易、生产成本低，广泛应用在电视机、音响等家用电器产品中。实物外形如图1-8a所示。

（2）金属膜电阻器

金属膜电阻器除具有碳膜电阻器的特点外，还具有比较好的耐高温特性（能在125℃的高温下长期工作），当环境温度升高后，其阻值随温度的变化很小，工作频率较宽，高频特性好，精度高，但成本稍高、温度系数小。在精密仪表和要求较高的电子系统中使用。实物外形如图1-8b所示。

（3）金属氧化膜电阻器

金属氧化膜电阻与金属膜电阻性能和形状基本相同，而且具有更高的耐压、耐热性能。金属氧化物的化学稳定性好，具有较好的机械性能，硬度大、耐磨、不易损伤，功率大（可高达数百千瓦），电阻阻值范围窄，温度系数比金属膜电阻大，稳定性高等特点。实物外形如图1-8c所示。

（4）线绕电阻器

线绕电阻器是用康铜、锰铜等特殊的合金制成细丝绕在绝缘管上制成的，外面有一层保护层，保护层有一般釉质和防潮釉质两种。这种电阻的优点是：阻值精确；有良好的电气性能、工作可靠、稳定；温度系数小，耐热性好；功率较大。缺点是阻值不大、成本较高。线绕电阻适用于功率要求较大的电路之中，有的可用于要求精密电阻的地方。但因存在电感，不宜用于高频电路。实物外形如图1-8d所示。

（5）水泥电阻器

水泥电阻是将电阻线绕在耐热瓷片上，用特殊不燃性耐热水泥填充密封而成。其特点是：散热多；功率大；具有优良的绝缘性能，绝缘电阻可达100MΩ；具有优良的阻燃、防爆特性；在负载短路的情况下，可迅速在压接处熔断，进行电路保护。水泥电阻具有多种外形和安装方式，可直接安装在印制电路板上，也可利用金属支架独立安装焊接。实物外形如图1-8e所示。

（6）碳膜电位器

碳膜电位器是用经过研磨的碳黑、石墨、石英等材料涂敷于基体表面而成，该工艺简单，是目前应用最广泛的电位器。其优点是分辨力高、耐磨性好，寿命较长，阻值范围宽，为100Ω～4.7MΩ。功率一般不大于2W，有0.125W、0.5W、1W和2W等。若做到3W，体积显得很大。缺点是有电流噪声、非线性大、耐潮性以及阻值稳定性差、精度较差（一般为±20%）。实物外形如图1-9a所示。

（7）线绕电位器

线绕电位器是由康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体，并把它绕在绝缘骨架上制成。其优点是接触电阻小、精度高、温度系数小。主要用做分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。其缺点是分辨力较差、阻值偏低、高频特性差、可靠性差、不适于高频电路。实物外形如图1-9b所示。

（8）带开关的电位器

带开关的电位器常常在收音机中使用。其电位器上的开关用于电源的切断和导通，电位器用于音量控制，其动触点的位置改变与开关的导通与切断用同一个轴进行控制。有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器，其外形有多种。实物外形如图1-9c所示。

（9）直滑式电位器

直滑式电位器的形状一般为长方体，电阻体一般为板条形，通过滑动触头来改变电阻值。直滑式电位器多用于收录机、电视机等家用电子产品中。它的功率小，阻值范围一般为470Ω～2.2MΩ。实物外形如图1-9d所示。

（10）热敏电阻

热敏电阻器大多由单晶或多晶半导体材料制成，它的阻值会随温度的变化而变化。热敏电阻器在电路中的文字符号用“R”或“RT”表示。

按温度变化特性可分为：正温度系数（PTC）热敏电阻和负温度系数（NTC）热敏电阻器。PTC型热敏电阻器广泛应用于彩色电视机消磁电路、电冰箱压缩机起动电路及过热保护、过电流保护等电路中，还可用于如电子驱蚊器、卷发器等小家用电器中作为加热元件。实物外形如图1-10a所示。

NTC热敏电阻器广泛应用于电冰箱、空调器、微波炉、电烤箱、复印件和打印机等家用电器和办公电气产品中，做温度检测、温度补偿、温度控制、微波功率测量及稳压控制之用。实物外形如图1-10b所示。

（11）压敏电阻器

压敏电阻器简称为VSR，其阻值随加到电阻两端的电压高低变化而变化。加到压敏电阻器两端电压低于一定值时，压敏电阻器的阻值很大。当它两端的电压高到一定程度时，压敏电阻器的阻值迅速减小。压敏电阻器在电路中的文字符号用“R”或“RV”表示。实物外形如图1-10c所示。

压敏电阻器广泛地应用在家用电器及其他电子产品中，起过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪和保护半导体元器件等作用。

（12）光敏电阻器

光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，它通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成。它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。光敏电阻器在电路中用字母“R”或“RL”“RG”表示。实物外形如图1-10d所示。

由于光敏电阻器对光线有特殊的敏感性，因此，广泛应用于各种自动控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、家用电器（如电视机中的亮度自动调节，照相机中的自动曝光控制等）及各种测量仪器中。

（13）排电阻器

排电阻器也称为集成电阻器或网络电阻器，它是一种按一定规律排列，集成多只分立电阻于一体的组合式电阻器。常见的排电阻分为单列式（SIP）和双列直插式（DIP）两种外形结构，此外还有贴片式排阻（SMD）。实物图如图1-11所示。排电阻内部电路结构有多种形式，如图1-12所示。排电阻具有体积小、安装方便、阻值一致性好等优点，广泛应用在各类电子产品中。

2.电阻器的选用

（1）按用途选择电阻器的种类

电路中使用什么种类的电阻器，应按其用途进行选择。如果电路对电阻器的性能要求不高，可选用碳膜电阻；如果电路对电阻器的工作稳定性、可靠性要求较高，可选用金属膜电阻；对于要求电阻器功率大、耐热性好和频率不高的电路，可选线绕电阻；精密仪器及特殊要求的电路中选用精密电阻器。

（2）电阻器额定功率的选用

在电路设计和使用中，选用电阻器的功率不能过大，也不能过小。如选用功率过大，势必增大电阻的体积；选用过小，就不能保证电阻器安全可靠的工作。一般选用电阻的额定功率值应是电阻在电路工作中实际消耗功率值的1.5～2倍。

（3）电阻器的阻值和误差的选择

在选择电阻器时，要求参数符合电路的使用条件，所选电阻器的阻值应接近电路设计的阻值，优先选用标准系列的电阻器。一般电路使用的电阻器允许误差为±5%～±10%；在特殊电路中根据要求选用。

另外，选用电阻时还要考虑工作环境与可靠性，首先要了解电子产品整机工作环境条件，然后与电阻器技术性能中所列的工作环境条件相对照，从中选用条件相一致的电阻器；还要了解电子产品整机工作状态，从技术性能上满足电路技术要求，保证整机的正常工作。

1.1.3 电阻器的检测

1.电阻器的检测

电阻器的阻值一般用万用表进行检测，检测方法有开路测试法和在线测试法。开路测试法是对单独电阻器的检测；在线测试是对在印制电路板上的电阻器进行检测。

（1）电阻器的开路测试

1）指针式万用表对电阻器的测试。用指针式万用表测量阻值前应先将万用表调零，即把万用表的红表笔与黑表笔相碰，调整调零旋钮，使万用表指针准确地指0Ω。

万用表的电阻量程分为几档，其指针数值与量程数值相乘即为被测电阻器的实测阻值。例如，把万用表的量程开关拨至R×1kΩ档时，把红、黑表笔进行短接，调整调零旋钮使指针指0Ω，然后将表笔分别接触被测电阻器的两个引脚，此时若万用表指针指示在“8”上，则该电阻器的阻值为8×1kΩ=8kΩ。

在测试中，如果万用表指针停在接近∞处，则可能是所选量程太小，此时可把万用表的量程开关拨到更大的量程上，并重新调零后再进行测试。如果测试时万用表指针摆动幅度太小，则说明所选量程太大。量程选择宜使测量时指针指示值在刻度线的中间偏右区域。

注意在测量较大阻值电阻的过程中，不要用双手同时触及电阻器的引线两端，以免将人体电阻并联到被测电阻器上，影响测量的准确性。

2）数字万用表对电阻器的测试。用数字万用表测试电阻器时无需调零，根据电阻器的标称值将数字万用表档位旋转到适当的“Ω”档位，测量时，黑表笔插在“COM”插孔，红表笔插在“VΩ”插孔，两表笔分别接被测电阻器的两端，则显示屏显示被测电阻器的阻值。如果显示“000”，则表示电阻器已经短路；如果仅最高位显示“1”，则说明电阻器开路或超出所选量程范围。如果显示值与电阻器标称值相差很大，超过允许误差，这说明该电阻器质量不合格。

（2）电阻器的在线测试

在线测试印制电路板上电阻器的阻值时，印制电路板不得带电（称为断电测试），而且还需对电容器等储能元件进行放电。通常，需对电路进行详细分析，估计某一电阻器有可能损坏时，才能进行测试。此方法常用于维修中。

例如，怀疑印制电路板上的某一只阻值为10kΩ的电阻器烧坏时，用万用表红、黑表笔并联在10kΩ的电阻器的两个焊接点上，如指针指示值接近（由于电路存在总的等效电阻，通常是略低一点）10kΩ 时，则可排除该电阻器出现故障的可能性；若测试后的阻值与10kΩ相差较大时，则该电阻器可能已经损坏。进一步确定，可将这个电阻器的一个引脚从焊盘上脱焊，再进行开路测试，以判断其好坏。

2.电位器的测试

（1）检测标称阻值

尽可能采用指针式万用表进行测试。

根据电位器标称阻值的大小，将万用表置于适当的“Ω”档位，用红、黑表笔与电位器的两固定引脚相接触，观察万用表指示的阻值是否与电位器外壳上的标称值一致。

（2）检测电位器的动端与电阻体接触是否良好

将万用表的一个表笔与电位器的动端相接，另一表笔与任一个定端相接，然后，慢慢地将转轴从一个极端位置旋转至另一个极端位置，被测电位器的阻值应从零（或标称值）连续变化到标称值（或零）。

在旋转转柄的过程中，若指针万用表的指针平稳移动，或用数字万用表测量的数字连续变化，则说明被测电位器是正常的；若指针万用表的指针抖动（左、右跳动），或数字万用表的显示数值中间有不变或显示“1”的情况，则说明被测电位器有接触不良现象。

3.敏感电阻的检测

（1）热敏电阻器的检测

用万用表Ω档测量热敏电阻器的阻值的同时，用电烙铁烘烤热敏电阻器，此时热敏电阻器的阻值慢慢增大，表明是正温度系数的热敏电阻器，而且是好的；当被测的热敏电阻器阻值没有任何变化时，说明该电阻器已损坏；当被测的热敏电阻器的阻值超过原阻值的很多倍或无穷大，表明电阻器内部接触不良或断路；当被测的热敏电阻器阻值为零时，表明内部已经击穿短路。

（2）光敏电阻器的检测

可用万用表的R×1kΩ档，将万用表的两只表笔分别与光敏电阻器的两个引脚接触，当有光照射时，看其亮电阻值是否有变化；当用遮光物挡住光敏电阻器时，看其暗电阻有无变化。如果有变化说明光敏电阻器是好的；或者使照射光线强弱变化，如果万用表的指针随光线的变化而进行摆动，说明光敏电阻器是好的。

（3）压敏电阻检测方法

用万用表的R×1kΩ档测量压敏电阻两引脚之间正反向绝缘电阻，均应为无穷大，否则，说明漏电流大，如果所测电阻很小，说明压敏电阻器已损坏。

图1-13所示为测量压敏电阻的标称电压接线示意图。万用表DCV档置于500V的位置，摇动绝缘电阻表，在电流表偏转时读出万用表显示的直流电压值，这一电压即为压敏电阻的标称电压。然后将压敏电阻两根引脚相互调换后再次进行同样的测量，正常情况下正向和反向的标称电压值是相同的。