电阻器类型及主要参数优化

电阻（位）器从结构上可分为固定电阻器和可变电阻（位）器两大类，常见电阻（位）器的外形和电路图形符号如图1-1所示。

图1-1 常见电阻（位）器的外形和电路图形符号

在振荡电路设计中，常用的有普通电阻器、可调电阻器和电位器。可调电阻器又称微调电阻器、可变电阻器，其阻值可以在一定的范围内任意改变，常用在电阻阻值要求可变动而又不常变动的场合。电位器就是在可调电阻上再加一个开关，做成同轴联动形式，如收音机中的音量旋钮和电源开关等。

根据国家标准GB/T 2470—1995中的规定，电阻及电位器的型号由四部分组成，具体见附录A。

1.额定功率

在规定的温度和环境下，电阻器在电路中长时间连续正常工作时所允许消耗的最大功率，叫电阻器的额定功率。如果电阻器在超过额定功率工作时，温度会明显升高，电性能也会不稳定，严重的会烧毁。

对于不同类型的电阻器有不同的额定功率等级，表1-1列出了电阻（位）器的额定功率等级。不同额定功率的电阻器，在电路图中的标注有多种，有的是直接在电路图中标出该电阻器的功率数值（如×W或××W），有的则在图中用电路图符号来表示，如图1-2所示。

表1-1 电阻（位）器的额定功率等级

图1-2 电阻器额定功率的符号表示

2.标称阻值和允许偏差

电阻器上所标注的阻值称为标称值。电阻器的实际阻值R和标称值R_R之差除以标称值所得到的百分数，为电阻器的允许误差δ，即

误差越小的电阻（位）器，其标称值规格越多。常用固定电阻器标称值的系列和允许误差等级如附录B所示。

电阻器上的标称值是按国家规定的阻值系列标注的，因此在选用时必须按阻值系列去选用，使用时将表中的数值乘以10ⁿΩ（n为整数），就成为这一阻值系列。如附录B中的E24系列的1.8就代表有1.8Ω、18Ω、180Ω、1.8kΩ、180kΩ等电阻值。

图1-3 电阻器直标法

3.电阻器的标识

阻值和允许误差在电阻上常用的标识方法有4种。

（1）直接标识法

将电阻器的阻值和误差等级直接用数字和文字符号标识在电阻器上。对小于1000Ω的阻值只标出数值，不标单位。准确度等级只标I级或II级，Ⅲ级不标注。直接标识法电阻器如图1-3所示。它的标称阻值是1.5MΩ，允许误差为±10%，RT-5表示是碳膜电阻，额定功率为5W。

（2）文字符号法

将需要标识的主要参数与技术指标用文字和数字符号有规律的标识在电阻器上。欧姆用Ω表示、千欧用k表示、兆欧（10⁶Ω）用M表示、吉欧（10⁹Ω）用G表示、太欧（10¹²Ω）用T表示。电阻值的整数部分写在阻值单位的前面，电阻值的小数部分写在阻值单位的后面，特定的字母表示电阻的允许误差，可参照附录B所示。

[例1.1]解释下列用文字符号法标注的电阻的含义：7R5J、3k3、R12。

解：7R5J表示该电阻标称值为7.5Ω，允许偏差为±5%；

3k3表示该电阻标称值为3.3kΩ，允许偏差为±10%；

R12表示该电阻标称值为0.12Ω，允许偏差为±20%。

（3）数码标注法

用三位阿拉伯数字标注在电阻器上，来表示电阻器的标称值的方法称为数码标注法。前2位代表电阻值的有效数，第3位数n表示倍乘10ⁿ（即有效值后0的个数），这里n取0～8，9是个特例，意思是10^-1，单位默认为Ω，电阻器的允许误差表示与文字符号法相同。

[例1.2]解释下列用数码标注法标注的电阻的含义：102J、756k、220、229。

解：102J表示该电阻标称值为10×10²Ω=1kΩ，J表示该电阻的允许偏差为±5%；

756k表示该电阻标称值为75×10⁶Ω=75MΩ，K表示该电阻的允许偏差为±10%；

220表示该电阻标称值为22×10⁰Ω=22Ω，表示该电阻的允许偏差为±20%；

229表示该电阻标称值为22×10^-1Ω=2.2Ω，表示该电阻的允许偏差为±20%。

（4）色环标识法

对体积很小的电阻和一些合成电阻（位）器，其阻值和误差常用色环来标识，如图1-4所示。色环标注法有4环和5环两种。4环电阻器的4道色环，第1道环和第2道环分别表示电阻器的第1位和第2位有效数字，第3道环表示10的乘方数（即10ⁿ，n为颜色所表示的数字），第4道环表示允许误差（若无第4道色环，则误差为±20%）。色环电阻的单位一律为Ω。

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图1-4 电阻器的色环标注法

现在普遍使用的是精密电阻，精密电阻一般用5道色环标识，它的前三道色环表示3位有效数字，第4道色环表示10ⁿ（n为颜色所代表的数字），第5道色环表示阻值的允许误差。4色环和5色环电阻器的色标含义如附录C所示。

采用色环标识的电阻（位）器，颜色醒目，标识清晰，不易褪色，从不同的角度都能看清阻值和允许偏差。目前，在国际上都广泛采用色标法。

4.电位器的主要参数

电位器的主要参数除与电阻器相同之外还有如下参数。

（1）额定功率

电位器的两个固定端上允许耗散的最大功率为电位器的额定功率。使用中应注意，额定功率不等于中心抽头与固定端的功率。电位器的额定功率有0.1W、0.25W、0.5W、1W、1.6W、2W、3W、5W、10W、16W、25W等。

（2）标称阻值

标在电位器上的阻值，其系列与电阻器系列类似，它等于电位器两个固定端之间的电阻值。

（3）允许误差等级

根据不同准确度等级，实际阻值与标称阻值可允许±20%、±10%、±5%、±2%、±1%的误差。精密电位器的准确度可达±0.1%。

注意：由于电阻体阻值分布的不均匀性和滑动触头接触电阻的存在，电位器的滑动臂在电阻上移动时会产生噪声，这种噪声对电子设备的工作将产生不良影响。

5.电阻（位）器的主要特性

1）电阻器对直流和交流电路的电阻特性相同。在直流或交流电路中电阻位器对电流起阻碍作用，这大大方便了电阻电路的分析，如图1-5所示。

图1-5电位器对直流和交流作用示意图

当电阻器的阻值不同时，流过电阻器的直流电流、交流电流也不同，当阻值增大（R₂>R₁）时，流过电阻器的直流、交流电流都要减小。

2）电阻器在不同频率下的电阻特性相同。在交流电路中，同一只电阻器对不同频率信号所呈现的阻值相同，不会因为交流电的频率不同而出现阻值的变化，这是电阻器的一个重要特性。分析交流电路中电阻器的工作原理时，可不必考虑交流电频率对电路工作的影响。

3）电阻器对不同类型信号的电阻特性相同。不仅在正弦波的电路中阻值不变，而且在脉冲信号、三角波信号处理和放大电路中阻值也不变。几种常用电位器阻值特性说明如附录D所示。

6.电阻器基本工作原理

（1）提供电压

如图1-6所示，电阻R₁为B点提供直流电压。

电阻R₁在A点与B点之间构成了一个支路，将A点的直流电压+V加到了B点，使B点也有直流电压。显然，电阻R₁用来为电路中某点建立与直流电压+V之间的联系。

如果电路中的某一点需要直流电压时，就可以在该点和直流电压+V端之间接一只电阻。

（2）提供电流回路

如图1-7所示，电阻R₂为电路提供一个电流回路。

电阻R₂连接在VT₁发射极与地线之间，电路中的A点与B点通过R₂接通，这样VT₁发射极输出的电流可以通过R₂流到地线，从而构成了一个电流回路。因此，如果电路中需要一个电流回路时，就可以接入一只电阻。

图1-6 电压回路示意图

图1-7 电流回路示意图

7.阻值大小对电路的影响

在电路分析中，有时只是需要进行定性分析，即分析电路中有没有电压（或有没有电流），但是有时则需要进行定量分析，即有电压时这一电压有多大（或有电流时这一电流有多大）。

图1-8所示为电压、电流和电阻三者之间关系示意图。从图中可以看出，直流电压+V等于R₁两端电压加上VT₁基极电压。直流电压+V是不变的，当R₁的阻值大小发生变化时R₁两端的电压随之变化，从而VT₁基极电压大小也变化。基集电压为V_A=+V-I×R₁。

1）如果电阻R₁阻值增大时，R₁两端的电压会增大，导致VT₁基极电压下降。

2）如果电阻R₁阻值减小时，R₁两端的电压下降，导致VT₁基极电压增大。

图1-8 回路示意图