CH3_电阻材料(II)

电阻材料的噪声主要有两种：热噪声+电流噪声。 热噪声是自由电子不规则的热运动，使电阻体的任意 两点间发生电压的不规则起伏，它与电阻值和温度有关。 电流噪声是由于电阻材料内部结构不均匀而引起的。 当电阻材料通过电流时，由于接触电阻的起伏，或载流子 浓度的起伏而引起电压的起伏。 思考：根据前面内容，衡量电阻材料性能应考虑哪几 个因素？
化学稳定性好、不受氧 化、硫化、盐雾等气氛的 腐蚀
12
2020/11/ 17
3.2.0 选择电阻合金线的依据、分类
贱 锰铜合金线（以Cu、Mn元素为主）
金 属
康铜合金线（CuNi40Mn1.5）（CuMn11AlFe）
线 绕 电
合 金 线
镍铬合金线（以Ni、Cr 元素为主） 镍铬基多元精密电阻合金线Cr20Ni80 +其它元素
10 2020/11/ 17
▽
3.2.0 选择电阻合金线的依据、分类
对电阻合金线的要求
电阻率适当 电阻温度系数小 使用温度范围宽 线 阻值经久稳定 绕 对铜的热电势小 电 机械性能好 阻 耐腐蚀、抗氧化、焊接 器 性能好 漆包线的漆膜性能好
对电阻合金线的要求
除具有固定电阻器所要 求的性能外，还需以下要 求： 线 耐磨性良好、摩擦系数 绕 小、阻值均匀、米阻差值 电 小、表面光洁、线径均匀 位 、椭圆度小、接触电阻小 器 而稳定，噪声电平低
③工程单位表示为Ω／口,有时仅用Ω表示；
④对于体电阻材料，采用电阻率表达材料电阻特性，一般是
个常数，是与尺寸无关的物理量。已知材料的电阻率、材料
形状就可计算体电阻值。
对于薄膜电阻材料，由于膜比较薄，电阻率常不是一个常
数，随膜厚而变化[ρ=ρ(d)]，因而不能用电阻率来表达材
料的电阻特性。故常用方阻表示薄膜电阻材料的电阻特性。
4
2020/11/ 17
3.1.2 电阻率和膜电阻
R S L R W L R d d • W L R R s• N
2．薄膜情况（二维）
Rs=ρ/d，为膜电阻(简称方阻)。其意义是：
①当“1方”时，R=1·Rs，即方阻就是薄膜的电阻。
②当“N方”时，R=N·Rs，即薄膜电阻值为方阻的N倍。
2 2020/11/ 17
3.1.2 电阻率和膜电阻 1．一般情况 （体电阻，三维）
R L
S
导体的电阻值决定于导电材料的性质和几何尺寸单位为 Ω·cm。对于线绕电阻材料的电阻率的单位，常用Ω·mm2／ m表示。
材料的电阻率是决定该材料是导体、或是半导体和绝缘 体的主要依据。材料的电阻率与材料的种类和结构有关，还 与环境条件有关，如温度、压力、湿度等。
8 2020/11/ 17
第一部分：主称 第二部分：电阻体材料
字母 含义
字母 含义
R
电阻器 T
碳膜
√
W 电位器 H 合成碳膜 √
S
有机实芯 √
N 无机实芯 √
J
金属膜 √
Y
氧化膜 √
C
沉积膜 √
I
玻璃釉膜 √
X
线绕
√
(授课秩序表)：
9
2020/11/ 17
3.2 电阻合金线
电阻合金线通常是用元素周期表中第ⅠB、ⅥB、ⅦB 和Ⅷ族各金属元素(如Cu、Ag、Au、Cr、Mn)的合金经拉伸 而制成，它们具有电阻温度系数小、使用温度范围较宽、 耐热性高、噪声小、稳定性好、耐磨和电阻率高等诸多优 点，是制造固定线绕电阻器(简称线绕电阻器)和线绕电位 器的绕组材料。由于这些电阻元件主要用在各种电子产品 和仪器仪表的控制回路中，所以，它们的精度直接影响着 电子产品和仪器仪表的最终性能指标。
已知薄膜材料的方阻、材料的二维尺寸就可计算电阻值。
5 2020/11/ 17
3.1.3 电阻与温度的关系
电阻温度系数 [TCR-temperature coefficient of resistance]是表示
温度每改变1℃时电阻值[或电阻率]的相对变化量，可用下式 表示：
R
dR RdT
Rj
R2 R1 R1(T2 T1)
▽
电子材料 第三章 电阻材料（II）
3.1.1 电阻、电阻器和电阻单位
电阻:是指材料在一定程度上阻碍电流流通，并将电能转变成 热能的一种物理性质。电阻材料：利用物质固有电阻特性来制造具 有一定功能的（电阻）元件的材料。
对于某导体在电路中的行为：R=V/I；单位：Ω、kΩ、MΩ等。
电阻器或电阻元件：①定义：②功能：③分类： 按形状分类：线、箔、薄膜、厚膜、棒及片。 按阻值特性分类：固定、电位器、半可调、特种电阻器。 按材料分类：[见书]。 按制造工艺分类：线绕、薄膜、厚膜。
阻 贵 铂基合金线（铂铱线、铂铜线等）
材 料
金 属
钯基合金线（钯银线和钯银铜线）
合 金基合金线（金银铜线、金镍铬线、金镍铜线和金
金 钯铁铝线）
线 银基（银锰线和银锰锡线 ）
13
2020/11/ 17
3.2.0 选择电阻合金线的依据、分类
贵金属合金线的优缺点： 总的来看，贵金属合金线在某些方面比贱金属合金线 优越，用它们制成的电阻合金线具有良好的化学稳定性、 热稳定性和电性能。因此，在精密线绕电位器绕组材料中， 它们占有重要的地位。 但价格太昂贵，因而至今未被广泛采用。当前只用它 来制造特殊用途的电阻器和电位器，如工作环境恶劣和性 能要求较高的航天、航海、化工等部门所需的精密线绕电 阻器和电位器。
注意：电阻材料的电阻值也是温度的函数，不同电阻材料，
由于导电机理不同，它们的电阻温度关系也有所不同。有的
材料TCR为正，有的材料TCR为负，一般希望接近零，但热 敏电阻除外。
6 2020/11/ 17
3.1.4 电阻材料的电压特性
电阻的电压系数(VCR)： 指在规定的电压范围内，电压每改变1V，电阻值的平均
3 2020/11/ 17
3.1.2 电阻率和膜电阻 2．薄膜情况（二维）
W
Rs
L
R
R S L R W L R d d • W L R R s• N
式中，L为薄膜长度(cm)； W为薄膜的宽度(cm)； d为薄膜的厚度； N=L/W为方数，仅是长宽比，当长宽相等时，即N=1，
称为“1方”；一般情况为“N方”
相对变化。可用下式表示：
K R2 R1 R1 (V2 V1)
式中，V2为额定电压；V1=0.1V2；R1和R2分别是在电压为V1和 V2下测得的阻值。
注意： 由于阻值随着电压增高而下降，因此电压系数总是负值。
7 2020/11/ 17
3.1.Fra Baidu bibliotek 电阻材料噪声
电阻材料的噪声是电阻材料中一种不规则的电压起伏， 它也是电阻材料的一项重要性能。