电阻常识：电路稳定性与电阻质量的重大影响

电阻在电路中用字母符号R表示，单位为欧姆，用符号“Ω”表示，还使用千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）来表示。其电路图形符号如图4-1所示。它的主要物理特性是变电能为热能，主要作用是稳定和调节电路中的电流和电压，还可用来作为分流器、分压器及负载使用。它是电路元器件中应用最广泛的一种，在电器设备中所占比例最多。所以，电阻质量的好坏对电路工作的稳定具有重大影响。

电阻所承受的最大功率称为额定功率，用字母符号P表示，单位为瓦特（W）。功率与电压、电流成正比关系，即P＝UI。若电阻的实际功率超过了电阻的额定功率，就有可能造成烧毁。

图4-1 电阻的一般电路图形符号

电阻在电路板中一般可以分为直接标示法、文字符号标示法、数字标示法及色环标示法几种标示方法来标示出其阻值大小、允许偏差、电阻类型等。

根据需要，在电路中电阻和电阻之间可以通过串联和并联两种方式连接，如图4-2所示。串联后电流、电阻及电压各关系是：总阻值等于各个电阻阻值之和，流过各个电阻的电流均相等，每个电阻两端的电压等于通过它的电流和它的电阻值的乘积。

电阻并联后电阻、电流、电压各关系是：总电阻值的倒数等于各个电阻阻值的倒数之和，每个电阻两端的电压均相等，流过每个电阻的电流等于其两端的电压除以它的阻值。

电阻的种类很多，若按工作特性和作用来分，可分为固定电阻和可变电阻，其中，固定电阻又可以分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等很多种类；若按外观形状来分，可分为圆柱形电阻、纽扣电阻及贴片电阻等；若按材料来分，又可分为线绕电阻、高压电阻、大功率电阻、热敏电阻、熔丝电阻等；还可以按电阻的引出线来分，可分为轴向引线电阻和无轴向引线电阻两种类型。因篇幅有限，下面将只对主板电路中常见电阻进行介绍。

图4-2 电阻串联和并联连接示意图

（1）碳膜电阻

碳膜电阻属于膜式电阻类型，采用碳膜作为导电层，是将经过真空高温热分解出的结晶碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜而成的。通过改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值，从而制成不同阻值的碳膜电阻。其外形实物如图4-3所示。

碳膜电阻使用相当广泛，其最大特点是价格便宜且稳定性高，缺点是耐湿较差，若遇到湿气即会氧化，再加上负载，电阻就有可能发生短路。所以，碳膜电阻的外壳一般以铸壳或陶瓷外壳用来保护。

（2）金属膜电阻

金属膜电阻也属于膜式电阻类型，采用金属膜作为导电层，是用高温真空加热蒸发（或高温分解、化学沉积、烧渗等方法）技术将合金材料蒸镀在陶瓷骨架上制成的。通过刻槽或改变金属膜的厚度，可以制成不同阻值的金属膜电阻。其外形实物如图4-4所示。

图4-3 碳膜电阻外形实物

图4-4 金属膜电阻外形实物

金属膜电阻主要适合于高频电路上使用。又因它体积小，阻值却可以制作成很大，所以常常应用于小体积的精密电器产品中，例如，计算器、电视遥控器等，在电脑主板上应用也比较多。金属膜电阻又分为普通金属膜电阻、半精密金属膜电阻、高精密金属膜电阻及高压金属膜电阻等类型。

（3）熔丝电阻

熔丝电阻又称安全电阻或熔断电阻，具有电阻和熔丝的双重作用。正常情况下具有普通电阻的功能，一旦电路出现故障，超过其额定功率时，熔丝电阻会在规定时间内断开电路，从而达到保护其他元器件的作用。

熔丝电阻用字母符号F表示，其在电路中的图形符号有很多种标注法，常用图形符号如表4-1所示。

表4-1 熔丝电阻常见图形符号(www.xing528.com)

熔丝电阻按工作方式的不同又可以划分为不可复式和可复式两种类型。

1）不可复式熔丝电阻

不可复式熔丝电阻又称不可修复型熔丝电阻，其外形和普通金属膜电阻极为相似，当过载引起温度上升并达到某一温度时，涂有熔断料的异电膜或绕组线匝就自动熔断使电路断开。

不可修复型熔丝电阻又以线绕型、碳膜型、金属膜型、氧化膜型及化学淀积膜型4种膜式熔丝电阻形式存在。

2）可复式熔丝电阻

可复式熔丝电阻又称可修复型熔丝电阻，这种熔丝电阻可修复使用。它是将普通电阻与熔点金属串接后密封在一个外壳中，呈圆柱形。其电阻体的一端采用低熔点焊料焊接一根弹性金属片或金属丝。一旦过热时，焊点首先熔化，弹性金属片或金属丝便与电阻断开。

（4）热敏电阻

热敏电阻器英文名“Thermistor”，属于敏感电阻类型，在电路中用字母符号“RT”表示。它由单晶材料、多晶材料、玻璃、塑料等原料制成的半异体器件。其电阻值对周围温度极为敏感，并且随其温度变化而改变。

热敏电阻按阻值温度系数不同可分为正温度系数（PTC）热敏电阻和负温度系数（NTC）热敏电阻两种类型。

1）PTC热敏电阻

PTC热敏电阻是由具有正温度系数的半导体材料制成的元件，其电阻值随着温度呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。

陶瓷半导体为具有正温度系数的热敏电阻材料高温烧结而成的烧结体。烧结体主要以BaTiO₃或SrTiO₃或PbTiO₃为主，还掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb等氧化物进行原子价控制来实现成半导状态，再度经过陶瓷工艺高温烧结成型，从而成为正特性的PTC热敏电阻。PTC热敏电阻的外形实物如图4-5所示。

PTC热敏电阻具有电阻系数灵敏度较高、工作温度范围宽、稳定性好及过载能力强等优点。它是开发较早、种类多、发展较成熟的敏感元件。

2）NTC热敏电阻

NTC热敏电阻是由具有负温度系数很大的半导体材料制成的元件，其电阻值会随着温度的升高反而降低。

负温度系数材料的半导体主要是将锰、铜、硅、钴、镍等金属氧化物材料进行粉碎、混合、干燥、烧结、焊接、涂装等工艺制成的半导体陶瓷电阻体。这些氧化物材料的载流子数目少，其电阻值较高。所以当温度升高时，载流子数目增加，电阻值反而降低。

NTC热敏电阻的电阻值也是随着外界温度变化而变化，其外形实物如图4-6所示。

图4-5 PTC热敏电阻

图4-6 NTC热敏电阻

NTC热敏电阻使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择，易加工成复杂的形状。利用NTC热敏电阻的自热特性可实现自动增益控制，构成RC振荡器稳幅电路，延迟电路和保护电路等应用。