发展
1885年英国C.布雷德利发明模压碳质实芯电阻器 。 1897年英国T.甘布里尔和A.哈里斯用含碳墨汁制成碳膜电阻器 。 1913~1919年英国W.斯旺和德国F.克鲁格先后发明金属膜电阻器 。 1925年德国西门子-哈尔斯克公司发明热分解碳膜电阻器， 打破了碳质实芯电阻器垄断市场的局面 。 晶体管问世后， 对电阻器的小型化、阻值稳定性等指标要求更严， 促进了各类新型电阻器的发展 。 美国贝尔实验室1959年研制成 TaN电阻器 。 60年代以来， 采用滚筒磁控溅射、激光阻值微调等新工艺， 部分产品向平面化、集成化、微型化及片状化方面发展 。
基本原理
电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成(实芯电阻器的电阻体与骨架合二为一)， 而决定阻值的只是电阻体 。 对于截面均匀的电阻体， 电阻值为 R=ρl/s式中ρ为电阻材料的电阻率(欧·厘米);l为电阻体的长度(厘米);s为电阻体的截面积(平方厘米) 。
薄膜电阻体的厚度d很小， 难于测准,且ρ又随厚度而变化， 故把视为与薄膜材料有关的常数， 称为膜电阻 。 实际上它就是正方形薄膜的阻值， 故又称方阻(欧/方) 。 对于均匀薄膜式中W为薄膜的宽度(厘米) 。 通常Rs应在一有限范围内， Rs太大会影响电阻器性能的稳定 。 因此圆柱形电阻体以刻槽方法， 平面形电阻体用刻蚀迂回图形的方法来扩大其阻值范围， 并进行阻值微调 。 伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的关系， 当电压电流成比例时(特性为直线)， 称为线性电阻， 否则称为非线性电阻 。 参数与特性 表征电阻特性的主要参数有标称阻值及其允许偏差、额定功率、负荷特性、电阻温度系数等 。 标称阻值 用数字或色标在电阻器上标志的设计阻值 。 单位为欧(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)、太欧(TΩ) 。 阻值按标准化优先数系列制造,系列数对应于允许偏差 。 电阻的阻值和允许偏差的标注方法有直标法、色标法和文字符号法 。
① 直标法
将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差 ± 20%) 。 也有厂家采用习惯标记法， 如:
3 Ω 3 Ⅰ 表示电阻值为3.3 Ω、允许误差为 ± 5 %
1 K 8 表示电阻值为1.8 KΩ、允许误差为 ± 20 %
5 M 1 Ⅱ 表示电阻值为5.1 MΩ、允许误差为 ± 10 %
【电阻器的基本发展与原理】② 色标法
将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差， 各种颜色所对应的数值见表 B303 。 固定电阻器色环标志读数识别规则 。
文章插图
如何使用上表:四环电阻:一环数字(十位)《红》二环数字(个位)《橙》*倍乘数《黑》 误差《金》
例;红橙黑金=23*10^0=23Ω(±5%)
五环电阻:一环数字(百位)《红》二环数字(十位)《蓝》三环数字(个位)《绿》*倍乘数《黑》误差
例:红蓝绿黑棕=265*10^0=265Ω(±1%)
允许偏差
实际阻值与标称阻值间允许的最大偏差， 以百分比表示 。 常用的有±5%、±10%、±20%,精密的小于±1%， 高精密的可达0.001% 。 精度由允许偏差和不可逆阻值变化二者决定 。
额定功率
电阻器在额定温度(最高环境温度)tR下连续工作所允许耗散的最大功率 。 对每种电阻器同时还规定最高工作电压， 即当阻值较高时即使并未达到额定功率， 也不能超过最高工作电压使用 。
电阻器额定功率的识别
电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中， 长期连续工作所允许消耗的最大功率 。 有两种标志方法:2W以上的电阻， 直接用数字印在电阻体上;2W以下的电阻， 以自身体积大小来表示功率 。 在电路图上表示电阻功率时， 采用如图T302符号:
负荷特性
当工作环境温度低于tR时， 电阻器也不能超过其额定功率使用， 当超过tR时， 必须降低负荷功率 。 对每种电阻器都有规定的负荷特性 。 此外， 在低气压下负荷允许相应降低 。 在脉冲负荷下， 脉冲平均功率远低于额定功率， 一般另有规定 。
电阻温度系数
在规定的环境温度范围内， 温度每改变1℃时阻值的平均相对变化， 用ppm/℃表示 。 除了以上几种参数外， 还有非线性(电流与所加电压特性偏离线性关系的程度)、电压系数(所加电压每改变、伏阻值的相对变化率)、电流噪声(电阻体内因电流流动所产生的噪声电势的有效值与测试电压之比， 用电流噪声指数来表示)、高频特性(由于电阻体内在分布电容和分布电感的影响， 使阻值随工作频率增高而下降的关系曲线、长期稳定性(电阻器在长期使用或贮存过程中受环境条件的影响阻值发生不可逆变化的过程)等技术指标 。