1，绕线电阻器
绕线电阻器：是将合金（例如：镍铬/锰铜合金）导线绕在氧化铝的陶瓷基板上，用圈圈的圈数来控制电阻值大小的电阻器；其表面通常涂有保护漆或则玻璃釉。

所以我们明显看到绕线电阻器基于合金金属材料的明显优点：

非常高精度：容差小至0.005%，可以用作精密电阻；
非常小电流噪声：合金材料本身是均匀、细致的晶体；
非常低TCR：合金材料的温度系数（TCR）很小；
——铜的电阻温度系数非常大（约4000ppm/℃），其它纯金属的电阻温度系数都非常大，只有几款金属合金温度系数小、电阻率大，才适合做线绕电阻（具体数据参考上章）。
大功率：电阻散热性能好，体积做大后外加散热器，功率能做的很高；
工作稳定、可靠性高，能承受高温工作环境（可达300℃）。
同样，绕线电阻的结构给它带来了同样明显的缺点：

由于采用绕线方式，所以寄生电感（这圈圈绕的，简直就是一个电感器嘛~）和电容都相对较大，不能应用于高频电路中；
相对片状电阻器更大的体积以及封装；
电阻器阻值范围受限，一般不超过100KΩ。

绕线电阻器以高精度、高稳定性、低温度系数、低电流噪声的优点，让它成为比较理想的精密电阻；可以应用于大功率负载电路、低频交流电路，电源吸收电路，电压基准电路，整流器中滤波电容器的放电和消火花等；广泛应用于家电、医疗设备、汽车行业、铁路、航空、军用设备仪器等领域。

2，膜式电阻：碳膜电阻器
碳膜电阻器：采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的，通过碳膜的厚度和碳浓度可以控制电阻的大小。

碳膜电阻特点：

工艺相对碳合成电阻（采用碳棒）更加复杂一点，精度更高：±5%，±2%；
——为了更加精确的控制电阻，在碳膜上加工出螺旋沟槽，螺旋越多电阻越大；最后加金属引线，树脂封装成型。
阻值范围广（2.1Ω~10MΩ）、极限电压较高、功率范围宽（可达10W）；
有极好的长期稳定性，电压的改变对阻值的影响极小，且具有负温度系数；
电阻原料价格低，制作容易，生产成本低，碳膜电阻价格便宜，但体积较大；
由于碳质材料本身的原因，温度特性不太好。

3，膜式电阻：金属膜电阻器
金属膜电阻器同碳膜电阻器有类似的外形和应用场景，主要是导电材料以及电镀工艺有所差别；它主要是利用真空沉积技术在白陶瓷棒上形成一层镍铬合金镀膜，然后在镀膜上加工出螺旋沟槽来精确控制电阻。

金属膜电阻器优点：

精度高达0.1%（精密电阻），同时由于制造简单，可以随意的调整材料成分与镀膜厚度，电阻范围很宽（1Ω~10MΩ），可以做E192系列；
——E192系列有192种数字，E192系列的电阻格误差很小，有192个基本数，有0.5%，0.2%，0.1% 共3种精度；看到这种规格的精度，就知道价格就不低了，多用于对精度有较高要求的场合。
电压稳定性好，温度特性（TCR，约100ppm/℃）好；
——采用高稳定性的特种合金作为电阻材料（翻译一下：这是合金材料本身的特性，跟其它没毛关系），经过真空加热、蒸发获得，具有较好的耐热性，各项性能稳定。
耐热性好，额定工作温度为70℃，最高工作温度达155℃；
采用高热传导瓷心，散热能力强，功率负荷大，最高可达25W；
工作频率范围宽，噪音小，可以应用于高频电路中（高频电阻）；
在相同功率下，体积相对碳膜更小，约为碳膜电阻的一半，但成本更高；
应用非常广泛，适用于交流、直流及脉冲电路。

4，膜式电阻：金属氧化物膜电阻器
金属氧化物膜电阻器：在陶瓷棒形成一层锡氧化物膜，为了增加电阻，可以在锡氧化物膜上加一层锑氧化物膜，然后在氧化物膜上加工出螺旋沟槽来精确控制电阻。

金属氧化物膜电阻器通常同金属膜电阻器进行比较：

其最大的优势在于耐高温（如下图右所示）；
电阻材料化学稳定性更好（我都已经是氧化物了，你还要我怎么着？）；
金属氧化物材料的硬度大，耐磨性好；
在潮湿空气中，金属氧化膜层易发生电解（原来还可以电解！），造成膜层腐蚀，长期稳定性不好；
金属氧化物（氧化锌、氧化锡）是N型半导体，与金属引线接触会产生额外的“接触电阻”（关于“接触电阻”，后续《半导体器件基础》专题详细介绍）。

5，膜式电阻：玻璃釉电阻器
玻璃釉电阻器：是由金属银、铑、钌等金属氧化物和玻璃釉粘合剂混合成浆料，涂复在陶瓷骨架体上，经高温烧结而成。

金属玻璃釉电阻器特点：

耐高温，耐湿性好，稳定性好；
噪声小，高频特性好；
温度系数小；
阻值范围大，阻值范围为4.7Ω~200 MΩ；
额定功率有1/8 W、l/4 W、l/2 W、1 w、2 W，大功率有 500 W；
耐高压，最高电压高达50KV。
主要应用于交直流或脉冲电路和高压设备中。

6，敏感电阻：热敏电阻

敏感电阻：是一类敏感元件，这类电阻对某种物理条件特别敏感，该物理条件一变化，电阻值就会随着变化，通常可以用作传感器， 例如光敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻等等；在数字电路设计应用比较多的是热敏电阻和压敏电阻，常用作保护器件。

PTC（Positive Temperature Coefficient）：正温度系数电阻，是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过居里温度（此处表示临界温度，与磁性材料的居里点温度概念不同，居里点温度将会在《电感器专题》介绍）时，其电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

其实大多数金属都是线性PTC（正温度系数，热运动与电阻率的关系参考上一章内容）效应：材料的电阻值会随温度的升高而增加。而我们需要的是非线性的PTC效应：经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象。

而根据其材料的不同，通常分为两种：

陶瓷（半导瓷）材料：CPTC，适用于高电压大电流；
——由钛酸钡（或锶、铅）为主成分，添加少量稀土（Y、Nb、Bi、Sb）、受主（Mn、Fe）元素，以及玻璃等添加剂，经过烧结而成的半导体陶瓷；适用于频繁（10万次左右）过流的产品或线路用途。
高分子聚合物材料：PPTC，称为自恢复保险丝，适用于低电压小电流。
——适用偶尔（6000次左右）过流保护产品或线路用途。

陶瓷热敏电阻PTC的工作过程：

当PTC温度与室温相近时电阻值很小，串联在电路中不会阻碍电流通过；
当电路因故障而出现过电流时，PTC由于发热功率增加导致温度上升；
当温度超过开关温度时，电阻值瞬间剧增，回路中的电流迅速减小到安全值。
——钛酸钡半导瓷是一种多晶材料，晶粒之间存在着晶粒间界面：当温度低时，由于钛酸钡内建电场的作用，导致自由电子有很大概率越过势垒（关于“内建电场”和“势垒”的话头，咱们在《半导体器件基础》专题中详细讲解），表现出电阻值较小；当温度升高到居里温度附近时内建电场受到破坏，自由电子越过势垒概率很小，电阻值突然增大，产生PTC效应。

PTC电阻器优点：

灵敏度较高（电阻温度系数高），能检测出℃的温度变化；
工作温度范围宽，常温器件（ - 55℃～315℃ ），高温器件（目前最高可达到2000℃），低温器件（ -273℃～55℃ ）；
体积小，能够测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；
使用方便，电阻值0.1～100kΩ；
易加工成复杂的形状，可大批量生产；
稳定性好、过载能力强。
NTC（Negative Temperature Coefficient）：负温度系数电阻，以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成，变化率极大的半导体陶瓷热敏电阻器件。

——这些金属氧化物材料具有半导体性质：温度低时氧化物材料的载流子（自由电子和空穴都是能够导电的，所以都是载流子）数目少，电阻值较高，随着温度的升高载流子数目增加，电阻值降低。这是半导体材料的基本特性，本征半导体载流子浓度与热运动强相关（ 《半导体器件基础》专题详细讲解）。

NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10Ω~1MΩ之间，温度系数-2%~-6.5%；NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿等场合。

RT = RN ；

——RT ：在温度 T （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值；

RN ：在额定温度 TN （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值；

T ：规定温度（ K ）；

B ： NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数；

e ：以自然数 e 为底的指数（ e = 2.71828 …）。

NTC热敏电阻分为盘式、SMD、玻璃封装、树脂封装被膜线等形状。

7.写在最后

我们看到电阻器有各种不同的封装、形态、用途，电阻材料更是多种多样：有金属、合金、半导体、绝缘体、混合体……，制造工艺可以是：绕线、烧结、电镀、蒸镀……。所有这些手段的目的在于：能够制造出不同应用场合下的接近完美的电阻器。同样对于硬件设计来说，完美是一个相对的状态，是基于对产品理解之上的取舍与平衡；我们并不需要电路设计中都用上最好的元器件，而选择怎样的器件则取决于我们对硬件设计、产品应用的认知。完美的阻、容、感器件只存在于“理念世界”之中，那么我们有可能设计出一个完美的产品么？这是一个哲学问题。

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