1.1 电阻器

电阻器是电子产品中使用得最多且必不可少的一种元件，它在电路中具有限流、分压、检测和阻抗匹配等作用。可将电阻器分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器。下面就这3类电阻器的基本特性进行具体介绍。

1.1.1 固定电阻器

1.常见固定电阻器实物、单位与电路符号

1）常见固定电阻器实物如图1-1所示。

2）常见固定电阻器的单位与电路符号

常见固定电阻器在使用中常用的单位有：欧[姆]（Ω）、千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）和吉欧（GΩ）等，其换算关系为1GΩ=103MΩ=106kΩ=109Ω。

固定电阻器的文字符号用“R”来表示。在电子产品中，固定电阻器的电路符号如图1-2所示。

2.常见固定电阻器的结构特征与命名方法

（1）常见固定电阻器的结构特征

1）碳膜电阻器（RT）——在陶瓷骨架表面上沉积成碳结晶导电膜而形成。其结构如图1-3所示。

碳膜电阻的阻值范围在1Ω～10MΩ之间，价格低廉，广泛用于各种电子产品中。

2）金属膜电阻器（RJ）——在陶瓷骨架表面，经真空高温或烧渗工艺蒸发沉积一层金属膜或合金膜而形成。其结构如图1-4所示。

金属膜电阻的阻值范围在1Ω～10MΩ之间，温度系数小，稳定性好，噪声低，与同功率下的碳膜电阻相比，体积较小，但价格稍贵，常用于要求低噪、高稳定性的电路中。

3）线绕电阻器（RX）——在磁管上用康铜丝或镍铬合金丝绕制而成。其阻值范围在0.01Ω～10MΩ之间，可以制成精密型和功率型电阻。

常在高精度或大功率电路中使用，但不适用于高频电路。

4）金属玻璃釉电阻器（RI）——以无机材料做粘合剂，用印刷烧结工艺在陶瓷基体上形成电阻膜。

其电阻值范围为5.1Ω～200MΩ，具有耐高温、功率大、温度系数小、耐湿性好的特点。常用它制成小型化贴片电阻。

5）实心电阻器（RS）——在用有机树脂和碳粉合成电阻率不同的材料后热压而成。

其电阻值范围为4.7Ω～22MΩ，过负荷能力强，不易损坏，可靠性高，价格低廉，但其他性能都较差，常用在高可靠性的电路中。

6）合成碳膜电阻器（RH）——有高压型和高阻型的电阻器。

高压型电阻的阻值范围为47～103MΩ，耐压分成10kV和35kV的两档；高阻型电阻的阻值范围更大，在10～106MΩ范围之间。

7）电阻排（集成电阻）——运用掩膜、光刻、烧结等工艺技术，在一块基片上制成多个参数、性能一致的电阻器。目前广泛应用在微控制器的电子产品中。

（2）常用固定电阻器的命名方法

根据国家标准GB/T 2470-1995的规定，电阻器的命名方法示意图如图1-5所示。其中电阻器的材料、分类代号及其含义如表1-1所示。

主称常用R表示一般电阻器，用W来表示电位器，用M表示敏感电阻器。

例如，RJ71型为精密金属膜电阻器。

3.电阻器的主要参数

（1）标称值与允许偏差

标注在电阻体上的标准值称为电阻器的标称值。但是，电阻器的实际值往往与标称值不完全相符，即存在一定的误差，如果误差在允许的范围内，该电阻器就是合格器件。

按规定，电阻器的标称阻值应符合阻值系列中的数值。常用电阻器标称值系列表如表1-2所示。

电阻器的标称值和偏差在电阻体上标注的方法有以下几种。

1）直标法。将主要参数直接标注在元件表面上的方法。这种方法主要用于体积较大的元器件，其表示方法如图1-6a所示。

2）文字符号法。将主要参数用文字符号和数字有规律的组合来表示的方法。标称值中常用符号是R、K、M等，允许偏差中的文字符号如表1-3所示。其表示方法如图1-6b所示。

例如，2R2K即（2.2±0.22）Ω；R33J即（0.33±0.0165）Ω。

3）数码法。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10的指数），单位为Ω，常用于贴片元件。其表示方法如图1-6c所示。

例如，103K标称值为10kΩ，允许偏差为K。222J标称值为2.2kΩ，允许偏差为J。

4）色标法。用不同的颜色点或环来表示电阻器主要参数的方法。其中的颜色是有具体规定的。色标符号的规定如表1-4所示。

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。

四色环电阻器的识别方法是：从左到右第一、二色环表示有效值，第三色环表示乘数（即10的指数），第四色环表示允许偏差，单位为Ω。其表示方法如图1-6d所示。

五色环电阻器的识别方法是：从左到右第一、二和三色环表示有效值，第四色环表示乘数（即10的指数），第五色环表示允许偏差，单位为Ω。电阻器标称值与偏差的表示方法示意图如图1-6e所示。

色环电阻识读技巧：①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。②从色环间的距离看，距离最远的一环是最后一环即允许偏差环。③从色环距电阻引线的距离看，离引线较近的一环是第一环。④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判别，若在其内者，则识读顺序是正确的；若两者都在其中，则只能借助于万用表来加以识别。

（2）额定功率

电阻器额定功率是指在正常条件下，电阻器长期连续工作并满足规定的性能要求时，所允许消耗的最大功率。电阻器额定功率系列如表1-5所示。

额定功率2W以下的电阻一般不在电阻器上标出，额定功率2W以上的电阻才在电阻器上用数字标出，而在电路图上没有特别标记功率的电阻器，则一般为1/8W。电阻器额定功率符号如图1-2所示。

1.1.2 可变电阻器

1.常见可变电阻器实物与电路符号

1）常见可变电阻器实物如图1-7所示。

2）常用可变电阻器的电路符号如图1-8所示。

2.可变电阻器（电位器）的命名方法

据我国行业标准《电子设备用电位器型号命名方法》（ST/T 10503-94）的规定，电位器的命名方法示意图与电阻器相同，如图1-5所示。电位器的主称用W来表示。电位器的材料、分类代号及其含义如表1-6所示。

例如，WXD2型为多圈线绕电位器，2表示序号。WIW101型为玻璃釉螺杆驱动预调电位器，101表示序号。WSW1A型为有机实芯螺杆驱动预调电位器，1表示序号，A表示区别代号。

3.常用可变电阻器的分类与结构特点

（1）常用可变电阻器（电位器）的分类

电位器种类有很多，按材料、调节方式、结构特点、阻值变化规律、用途等可分成多种类型。电位器的种类如表1-7所示。

（2）常用可变电阻器的结构特点

1）熔断电阻（水泥电阻）——常用陶瓷或白水泥封装，内有热熔性电阻丝，当工作功率超过其额定功率时，会在规定的时间内熔断。

主要起保护其他电路的作用。

2）线绕电位器（WX）——用合金电阻线在绝缘骨架上绕制成电阻体，靠中心抽头的簧片在电阻丝上滑动而形成。

它具有相对额定功率大、耐高温性能稳定、精度易于控制的特点，但阻值范围小（4.7Ω～100kΩ）、分辨力低和高频特性差。

3）合成碳膜电位器（WTH）——在绝缘基体上涂覆一层合成碳膜，经加温聚合后形成碳膜片，再与其他零件组合而成。

它的阻值范围宽（100Ω～4.7MΩ），分辨力高，但滑动噪声大，对温度、湿度适应性差。

由于生产成本低，所以广泛用于收音机、电视机、音响等家电产品中。

4）有机实心电位器（WS）——由导电材料与有机填料、热固性树脂配制成电阻粉，在基座上经过热压处理而形成。

它具有结构简单、耐高温、体积小、寿命长、可靠性高等优点，阻值变化范围在100Ω～4.7MΩ之间。多用于对可靠性要求较高的电子仪器中。

5）多圈电位器——属于精密电位器，调整阻值需使转轴旋转多圈（可多达40圈），因而精度高。

当阻值需要在大范围内进行微量调整时，可选用多圈电位器。

多圈电位器的种类也很多，有线绕型、块金属膜型、有机实心型等；其调节方式也可分成螺旋（指针）式、螺杆式等不同形式。

4.电位器的内部结构与主要参数

（1）碳膜电位器的内部结构如图1-9所示。

（2）电位器的主要参数

1）标称阻值和允许偏差。标称阻值是指电位器两个固定端的阻值，其规定的标称值与电阻器规定中的标称值的E6、E12系列相同，具体标称值见表1-2。允许偏差有±20%、±10%、±5%、±2%、±1%和±0.1%等几种。

2）电位器额定功率。在相同体积情况下，线绕电位器功率比一般电位器的功率大。

3）电位器其他参数有：①滑动噪声；②电位器分辨力；③电阻膜耐磨性；④双联电位器同步性；⑤电位器阻值的变化规律（如图1-10所示）。

1.1.3 敏感电阻器

敏感电阻器是使用不同材料及工艺制造的半导体电阻器，具有对温度、光照度、湿度、压力、磁通量和气体浓度等非电物理量敏感的性质，通常有热敏、光敏、湿敏、磁敏、气敏和力敏等不同的类型。

利用这些敏感电阻器，可以制作用于检测相应物理量的传感器及无触点开关，因此它被广泛应用于检测和自动化控制领域。

1.常用敏感电阻器实物与电路符号

1）常用敏感电阻器实物如图1-11所示。

2）常用敏感电阻器的电路符号如图1-12所示。

2.常用敏感电阻器的型号命名方法

根据SJ/T 11167—1998标准可知，敏感电阻器的型号命名由4部分组成。其方法示意图如图1-13所示。

第1部分用字母“M”表示敏感电阻器的主称，第2部分用字母表示类别，第3部分用字母或数字表示用途或特征，第4部分用数字表示序号。

敏感电阻器型号的含义如表1-8～表1-10所示。

举例说明：

MF11型表示为普通负温度系数热敏电阻器，后面的“1”表示序号。

MG41型表示为可见光光敏电阻器，“1”表示序号。

MS01-A型表示为通用湿敏电阻器，“01-A”表示序号。

MYL1-1型表示为防雷用压敏电阻器，“1-1”表示序号。

MY31-270/3型表示为普通压敏电阻器，“31”表示序号，“270”表示270V，“3”表示通流容量为3kA。

3.常见敏感电阻器的功能与特点

（1）压敏电阻器

压敏电阻器（简称为VSR），是利用半导体材料的非线性特性制成的、电阻值与电压之间为非线性关系的过电压保护半导体元件。

压敏电阻器在电路中的文字符号用“R”或“RV”表示。

1）压敏电阻器的类型。

压敏电阻器按结构、制造过程、使用材料和伏安特性可分为多种类型。

按结构和制造过程可分为结型、体型、单颗粒层、薄膜压敏电阻器等多种类型。其中，结型压敏电阻器是因为电阻体与金属电极之间的特殊接触，才具有了非线性特性；体型压敏电阻器的非线性是由电阻体本身的半导体性质决定的。

按使用材料的不同可分为氧化锌、碳化硅、金属氧化物、锗（或硅）、钛酸钡压敏电阻器等多种类型。

按伏安特性可分为对称型（无极性）和非对称型（有极性）压敏电阻器。

2）压敏电阻器的特点。

压敏电阻器的电压与电流呈现特殊的非线性关系。

当压敏电阻器两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器的电阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过。

当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时，压敏电阻器将迅速击穿导通，由高阻状态变为低阻状态，工作电流也急剧加大。

当其两端电压低于标称额定电压时，压敏电阻器又能恢复为高阻状态。

当压敏电阻器超过其最大限制电压时，压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再自行恢复。

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、消噪及保护半导体元器件等方面的作用。

（2）热敏电阻器

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。热敏电阻器根据其结构、形状、灵敏度、受热方式及温变特性的不同可分为多种类型。

按结构及形状可分为圆片形（片状）、圆柱形（柱形）、圆圈形（垫圈状）热敏电阻器。

按温度变化的灵敏度可分为高灵敏度（突变型）、低灵敏度（缓变型）热敏电阻器。

按受热方式可分为直热式、旁热式热敏电阻器。

按温度变化特性可分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻器。下面分别加以介绍：

1）正温度系数（PTC）热敏电阻器。

PTC型热敏电阻器，属于直热式热敏电阻器。它是由钛酸钡和锶、锆等材料制成的，其主要特性是电阻值与温度变化成正比例关系，即当温度升高时，电阻值随之增大。在常温下，其电阻值较小，仅有几欧至几十欧。

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，还可作为加热元件用于电子驱蚊器和卷发器等小家用电器产品中。

2）负温度系数（NTC）热敏电阻器。

NTC型热敏电阻器使用锰、钴、铜和铝等金属氧化物（具有半导体特性）或碳化硅等材料采用陶瓷工艺制成，其主要特性是电阻值与温度变化成反比，即当温度升高时，电阻值随之减小。

NTC型热敏电阻器被广泛应用于电冰箱、空调器、微波炉、电烤箱、复印件、打印机等家用电器和办公产品中，用做温度检测、温度补偿、温度控制、微波功率测量及稳压控制。

（3）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。当无光照射时，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。可以根据光敏电阻器的制作材料和光谱特性来进行分类。

按制作材料的不同可分为多晶、单晶、硫化镉、硫化铅光敏电阻器等多种类型。

按光谱特性可分为可见光、紫外光、红外光光敏电阻器。其中，可见光敏电阻器主要用于各种光电自动控制系统、电子照相机和光报警器等电子产品中。紫外光光敏电阻器主要用于紫外线探测仪器。红外光光敏电阻器主要用于天文、军事等领域的有关自动控制系统中。

由于光敏电阻器对光线有特殊的敏感性，所以被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。

（4）气敏电阻器

气敏电阻器通常是采用氧化锡（SnO2）等金属氧化物材料制成的一种对特殊气体敏感的元件，它可以将被测气体的浓度和成分信号转变为相应的电信号。

气敏电阻器的文字符号用“R”来表示。有N型气敏电阻器和P型气敏电阻器之分。N型气敏电阻器在检测到甲烷、一氧化碳、天然气、煤气、液化石油气、乙烷、氢气等气体时，其电阻值将减小。P型气敏电阻器在检测到可燃气体时，其电阻值将增大；而在检测到氧气、氯气及二氧化氮等气体时，其电阻值将减小。

气敏电阻器广泛应用于各种可燃气体、有毒气体和烟雾等方面的检测及自动控制。

（5）湿敏电阻器

湿敏电阻器是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的元件。其文字符号用字母“R”或“RS”表示。

湿敏电阻器一般由基体、电极和感湿层等组成，有的还设有防尘外壳。感湿层为微孔型结构，具有电解质特性。根据感湿层使用的材料和配方不同，可将它分为正电阻湿度特性（即当湿度增大时，电阻值增大）和负电阻湿度特性（即当湿度增大时，电阻值减小）。

工业上流行的湿敏电阻器主要有：半导体陶瓷湿敏元件、氯化锂湿敏电阻和有机高分子膜湿敏电阻器等多种类型。

湿敏电阻器以其在湿度检测和控制方面的特性被广泛应用于洗衣机、空调器、录像机、微波炉等家用电器及工业、农业等领域。

（6）磁敏电阻器

磁敏电阻器又称为磁控电阻器，是一种对磁场敏感的半导体元件。采用锑化铟（InSb）或砷化铟（InAs）等材料、根据半导体的磁阻效应制成。它的阻值能随着磁场强度的变化而变化。

磁敏电阻器的文字符号用“R”或“RM”来表示。磁敏电阻器的主要参数如下：

1）磁阻比。指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与零磁感应强度下的阻值之比。

2）磁阻系数。指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与其标称阻值之比。

3）磁阻灵敏度。指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的电阻值随磁感应强度的相对变化率。

磁敏电阻器一般用于磁场强度、漏磁、制磁方面的检测。在交流变换器、频率变换器、功率电压变换器、位移电压变换器等电路中作为控制元件，还可用于接近开关、磁卡文字识别、磁电编码器、电动机测速等方面或制作磁敏传感器用。

（7）力敏电阻器

力敏电阻器又称为压电电阻器，是一种将机械力转变为电信号的特殊元件，它是利用半导体材料的压力电阻效应（即电阻值随外加力大小而改变的现象）制成的。其主要品种有硅力敏电阻器和硒碲合金力敏电阻器。相对而言，合金电阻器具有更高的灵敏度。

力敏电阻器主要用于各种张力计、转矩计、加速度计、半导体传声器及各种压力传感器中，常用的电子秤中就有力敏电阻器。

1.1.4 任务1——电阻器的识别与判别

1.实训目的

1）能描述电阻器的基本特性。

2）会熟练使用万用表的电阻档。

3）能正确识别与判别电阻器。

2.实训设备与器材准备

1）MF47A型指针万用表 1块。

2）某彩色电视机电路板 1块。

3）各类电阻与电位器等 若干。

4）各类敏感电阻器等 若干。

3.实训主要设备简介

MF47A型指针万用表面板如图1-14所示。

MF47A型指针万用表电阻档的使用如下：

1）机械校零——测量之前应将该万用表水平放置，观察指针是否指向零位。若不在零位，应调整“机械校零”旋钮使其指向零。

2）连接表笔——将红色表笔插入“+”插口，黑色表笔插入“COM”插口。

3）选择量程——转动转换开关到“Ω”位置，并选择“×10kΩ～×1Ω”量程之一。

4）欧姆校零——将红黑两表笔短路，观察右偏的指针是否指向零位，若不在零位，应调整“欧姆校零”旋钮使其指向零。

5）测量过程——将红黑表笔接触电阻器两端便可进行测量。

6）读取数值——将“Ω刻度线”上的读数×量程数，就是该被测电阻器的电阻值。

4.实训步骤与报告

（1）电阻器的直观识别

1）准备一块电路整机板，如彩色电视机电路机板。

2）在整机板上对各类电阻器的标称阻值、允许偏差、额定功率、标注方式、种类以及数量等进行识别。

3）做好记录。

（2）固定电阻器的在路测量

1）将万用表置于“Ω”档，确定好量程，进行“Ω校零”。

2）直接在印制电路上对电阻器进行测量。

3）为了判别质量好坏，常交换两表笔再次进行测量。

【注】这种测量在快速检修与测量中非常适用，但对初学者来说建议不采用。因为在电路板上与该电阻器并联的电阻有许多，尤其是集成电路中的等效电阻，所以实测值总是小于或等于标称值。

（3）固定电阻器的单独测量

1）将万用表置于“Ω”档，确定好量程，进行“Ω校零”。

2）对单个电阻器进行实际测量。

3）将所测结果与标称值进行比较，只要在偏差范围内，则为合格电阻器。

（4）电位器的质量判别

1）将万用表置于“Ω”档，确定好量程，进行“Ω校零”。

2）首先测量固定引脚的电阻值，在偏差范围内应符合标称值的要求。

3）接着可将一只表笔接于滑动引脚上，转动电位器，测量其可变范围，正常时应在“0～标称阻值”之间平稳地变化。电位器的质量判别方法示意图如图1-15所示。

（5）敏感电阻器的质量判别

1）将万用表置于“Ω”档，确定好量程，进行“Ω校零”。

2）将万用表两表笔接触敏感电阻两引脚进行测量。

3）对敏感电阻器加入相应的敏感条件（比如，对热敏电阻加热；对光敏电阻用光照射；对力敏电阻加压力等）。

4）观察万用表指针指示参数，结合敏感电阻器的标准参数范围，可判定器件质量情况。

（6）电阻器的识别与判别实训报告

5.实训注意事项

（1）万用表电阻档使用注意事项

1）每转换一个量程都要短路两表笔进行“Ω校零”。

2）在进行“Ω校零”时，短路两表笔的时间要尽量短，以免表内电池寿命缩短。

3）为提高电阻测量的准确度，在选择“Ω”档量程时应尽量使表针指在刻度盘的中间位置上。

4）当进行电子产品的在路电阻测量时，必须在测量前断开电路电源，将大电容存储电荷泄放掉，以免损坏万用表。

5）万用表使用完毕，应将量程开关置于最高电压档。长期不用的万用表，应取出表内电池，以免电池液损坏万用表。

（2）电阻器的识别与判别注意事项

1）对于五环电阻器的识别结果可能有两个电阻值，到底哪个是正常的，可根据电阻系列标准或两次测量进行判断。另外，对于某端是“橙、黄、灰、黑”等色的五环电阻，只有一个读数，因这几种颜色不表示偏差。

2）在使用万用表测量电阻时，不能用手拿着被测电阻的两端进行测量。否则，测量值会小于标称值。