通过上面 6 副图, 可见对于高阻值电阻, 当频率升高时, 寄生电容分流作用不能忽略, 例如阻值大于 00K 的电阻, 只能工作在频率 <0MHz 的电路系统中, 而阻值大于 M 的电阻, 只能工作在频率 MHz 的电路系统中, 因此在滤波包括高速运放电路中尽量避免使用阻值大于 00K 的电阻对

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底卞
5 years ago
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1 对电阻电容电感的认识电阻电阻是电子产品设备中使用最多的电子元件, 约占总数的 35%, 而有些产品如彩电则占 50% 以上, 因此电阻器质量对产品影响很大根据材料, 可将电阻分为 : 碳膜电阻金属膜电阻金属氧化膜电阻实心 ( 碳质 ) 电阻和绕线电阻关于电阻的种类标称值误差识别方法表示方法以及一些主要参数等, 我会在后面整理的文档中给出下面我们就来看一下关于电阻的等效电路 : R Ls Cs R Ls: 寄生电感 ( 包括了引线电感 ) Cs : 寄生电容 ( 分布电容 ) 理想电阻实际电阻器 Ls 包括电阻体寄生电感与引线电感电阻体寄生电感与电阻结构有关, 线绕电阻体寄生电感较大, 非线绕, 尤其是贴片电阻体寄生电感小引线电感与引线长度有关, 因此传统轴向引线封装引线寄生电感较大, 无引线贴片电阻引线寄生电感最小由于寄生电容 Cs 寄生电感 Ls 与电阻结构有关, 与阻值大小几乎无关因此相同材料相同结构的电阻, 其频率特性与阻值关系非常密切举例说明 : 下图以 Cs=0.0p,Ls=.9nH 某系列金属膜金属氧化膜电阻的频率特性如下面六幅图所示 : 注意 : 请大家仔细看上的图, 横坐标是电阻阻值, 纵坐标是频率

2 通过上面 6 副图, 可见对于高阻值电阻, 当频率升高时, 寄生电容分流作用不能忽略, 例如阻值大于 00K 的电阻, 只能工作在频率 <0MHz 的电路系统中, 而阻值大于 M 的电阻, 只能工作在频率 MHz 的电路系统中, 因此在滤波包括高速运放电路中尽量避免使用阻值大于 00K 的电阻对于低阻值电阻, 当频率升高时, 寄生感抗不能忽略, 例如阻值小于 Ω 的电阻, 也只能工作在频率 <0MHz 的电路系统中, 而阻值小于 0.Ω 的电阻, 只能工作在频率 MHz 的电路系统中, 因此在滤波电路中尽量避免使用阻值小于 K 的电阻因此在高频, 尤其是在频率大于 >GHz 的微波电路中, 一般均使用几十欧 ~ 几百欧的电阻电容实际电容等效电路如图所示, 寄生电感 L 包括了由引线寄生电感与内部寄生电感 ( 大小与电容内部结构, 即工艺有关 ) 组成, 电解电容来说, 内部寄生电感远大于引线寄生电感 ; 对瓷片电容, 内部寄生电感较小

3 C Rp C L Rs C Rs Rs 0 正切角损耗等效图 δ X 理想电容实际电容等效电路损耗角正切与频率的关系图对于特定系列型号电容来说, 寄生参数 R s L 是一定的, 如容量关系不大例如相同材料相同尺寸相同工艺制作的贴片电容,03 容量与 04 容量电容相同对电容来说, 正切角损耗是一个非常重要的参数 : 通常在 KHz 频率下测量, 因此寄生电感影响可忽略, 根据定义 R tan = s = fcrs X 即寄生电阻 R s = X tan tan = fc 举例说明 : 0.00 某材料 tan =0.%, 则寄生电阻 R s =, 其中 C 为电容容量当 C 单位取 F 时, C

4 R s 单位为 KΩ 对于 u 电容来说, R s =0.6Ω; 当材料正切角降为 0.0% 时, 则寄生电阻 R s =0.06Ω 容量为 0.u( 损耗电阻 R s 为 0.3Ω, 寄生电感 0nH) 薄膜电容频率特性如图所示, 其共振频率 : f 0 = LC =3.56MHz 显然频率 f < f0 时, 呈容性 ; f = f0 时, 呈阻性 ; 而当 f > f 0 时, 呈感性, 失去了电容特性可见不同种类工艺电容寄生电感不同, 共振频率 f 0 不同, 寄生电感 L 大的电容, 如电解电容, 共振频率 f 0 很低, 甚至 <KHz, 因此不同种类电容最高工作频率不同 ; 另一方面, 不同材料电容介质损耗角正切不同, 最高工作频率也不同总之, 在电路中, 应根据用途工作频率, 选择相应材料的电容有机薄膜电容介质为有机薄膜材料, 主要包括涤纶电容聚丙烯电容 ( 包括金属化聚丙烯电容 ) 聚乙脂电容 ( 包括金属化聚乙脂电容 ) 聚酯电容聚苯乙烯电容聚碳酸酯电容等, 外形如图所示

5 种类特点耐压 (V) 介质损耗绝缘电 (KHz,5 ) 阻用途聚乙脂电容 50V-00V( 偏低 ) % 大容量较小, 通用滤波耦合金属化聚乙脂电容 V( 中等 ) % 大容量较大, 通用滤波耦合聚酯 ( 金属化 ) 50V-630V 0.8% 大滤波聚丙烯电容 V( 中等 ) 0.%( 小 ) 大高频电路中的滤波耦合容量大, 稳定性好, 寄生电金属化聚丙烯电阻小, 电流冲击特性好, 可 V( 中等 ) 0.%( 小 ) 大容做高频, 如开关电源电路的滤波缓冲耦合电容容量小, 稳定性好, 是信息聚苯乙烯电容 0.0%( 很小 ) 大处理滤波电路中的首选电容大容量的电解电容, 多用 E6 系列标度 ; 小容量电解电容多用 E 系列标度 ; 容量小于 <uf 以上的无极电容多用 E4 标度 3 电感电感线圈由铜导线绕制, 等效电路如图所示 L C L Rs 理想电感实际电感等效电路寄生电阻 R s 包括了绕线电阻引脚串联电阻以及磁芯损耗电阻三部分组成, 其中绕线电阻与线径长度铜线电阻率有关 ; 引脚电阻与引线长短粗细有关 ; 磁芯损耗电阻与磁芯材料特性有关, 显然磁芯损耗电阻还与与工作频率有关寄生电容 C 主要是绕线圈与圈之间的杂散电容 ( 为 pf 级 ), 与绕线工艺有关

6 等效导纳 : Y= jc R s jl R s L = jc Rs ( L) Rs ( L) 显然 : () 当角频率 ω( 频率 f) 较小时, 呈电感性 () 当角频率 ω 等于 0 时, 导纳 Y 虚部为 0, 呈现电阻性, 即发生共振令导纳 Y 虚部为 0, 即可求出共振角频率 0 C 0 R s L 0 =0 Rs ( 0L) ( L) 0 L C 线圈品质因素 Q= 0L ( ( 0L) 即线圈共振时感抗与阻抗比 ), 即 R s R s Q 0 = Q LC 当线圈品质因素 Q>> 时, 0 LC ( f 0 LC ) (3) 当角频率 ω> 0 时, 呈容性实际线圈电抗 Z 特性与理想电感 L 差别很大当频率 f 接近 f 0 时, 寄生电容 C 的影响不能忽略当频率 f = f0 时, 呈阻性 ; 而当频率 f > f0 时, 呈容性, 失去了电感特性因此, 为使线圈在电路中逼近理想电感属性, 最高工作频率 f 一般取 f 0

7 举例说明 : 某线圈电感 L=0mH, 寄生电阻 R s =00Ω, 寄生电容 C=pF, 则共振频率 f0 LC =.6MHz Q= 0L 7 R s 在滤波电路中, 电感线圈引线也不宜长, 引线寄生电感对滤波有益, 但引线寄生电阻会消耗额外功率

8 关于电阻的基本知识电阻是电子产品设备中使用最多的电子元件, 约占总数的 35%, 而有些产品如彩电则占 50% 以上, 因此电阻器质量对产品影响很大根据材料, 可将电阻分为 : 碳膜电阻金属膜电阻金属氧化膜电阻实心 ( 碳质 ) 电阻和绕线电阻一种类按电阻器 ( 电位器 ) 构成材料分类, 常见电阻器 ( 电位器 ) 有以下三种 :. 碳膜 ( 包括合成碳膜 ) 电阻阻值范围宽 (Ω~0MΩ); 耐高压 ; 精度差 ( 误差为 5% 0% 0%), 高频特性较差, 常用作放大电路中的偏置电阻数字电路中的上拉及下拉电阻由于精度低, 因此标称阻值及误差用 E6( 精度为 0%) E( 精度为 0%) E4( 精度为 5%) 分度额定功率范围从 /8W 到 0W, 其中耗散功率为 /4W /W, 偏差为 5% 和 0% 的碳膜电阻器用得最多热稳定性较差, 温度系数典型值为 5000ppm/ 即温度升高, 阻值的变化量为百万分之 5000, 即千分之五例如一个标称阻值为 0K 的碳膜电阻, 当温度升高 0 时, 阻值增加 0K 5 0, 约 0.5K. 金属膜 ( 包括金属氧化膜 ) 电阻用真空镀膜或阴极溅射工艺, 将特定金属或合金 ( 例如镍铬合金氧化锡或氮化钽 ) 淀积在绝缘基体 ( 如模制酚醛塑料 ) 表面上形成薄膜电阻体, 构成的电阻器成为金属膜电阻或金属氧化膜电阻阻值范围也宽 ( 从 0~0MΩ), 精度高 ( 误差为 0.%~%), 温度系数小 ( 金属膜电阻为 0~00ppm/ C; 金属氧化膜电阻典型值为 300ppm/ C), 噪声低, 体积小, 频率响应特性好, 常用作电桥电路 RC 振荡电路及有源滤波器的参数电阻高频及脉冲电路运算放大电路中的匹配电阻但耐压较低由于精度高, 因此标称阻值及误差用 E48( 精度为 %) E6( 精度为 0.5%~%) 分度阻值用 3 位有效数字表示

9 金属氧化膜电阻温度系数比金属膜电阻大一些 (300~400ppm/ C), 耗散功率较大 3. 线绕电阻线绕电阻阻值范围宽 ( 从 0.0Ω~0MΩ) 精度高 (0.05%), 温度系数小 (<0ppm/ C), 耗散功率大, 但寄生参数 ( 分布电容寄生电感 ) 大, 高频特性差常用在对阻值有严格要求的电路系统中, 例如调谐网络和精密衰减电路 4. 特种电阻主要有热敏电阻 ( 包括负温度系数的 NTC 电阻以及正温度系数的 PTC 电阻 ) 压敏电阻光敏电阻气敏电阻及磁敏电阻等二标称值及误差工业标准电阻电容电感大小按 E6 E E4 E48 E96 E6 E9 系列规范分度所谓 E 分度规范, 把阻值分为档 ; 而 E4 分度规范, 把阻值分为 4 档, 各分度阻值及误差范围如下表所示系列阻值计算及有效数字误差说明 n E6 0 6 (n=0 5); 位 0% 低精度电阻大容量电解电容 n E 0 (n=0 ); 位 0% 低精度电阻非极性电容及电感 E4 n 0 4 (n=0 3); 位 5% 普通精度电阻及电容 E48 n 0 48 (n=0 47);3 位 % % 半精密电阻 E96 n 0 96 (n=0 95);3 位 0.5% % 精密电阻 n E6 06 (n=0 5);3 位 n E9 09 (n=0 95);3 位 0.% 0.5% % 0.% 0.5% 0.5% 高精密电阻超高精密电阻

10 工业标准电阻值误差分为 :0.05% 0.% 0.% 0.5% 0.5% % % 5% 0% 0% 各系列标称值如下 : () E6 系列标称值 (0%) 注 : 目前大容量电解电容多用 E6 系列分度 () E 系列标称值 (0%) 注 : 小容量电解电容中等精度无极电容用 E 系列分度 (3) E4 系列标称值 (5%) 注 : 多用于小容量无极电容普通精度电阻标称电感的分度 E48 系列标准值 (% %):

11 () E96 系列标称值 (%) (3) E6 系列标称值 (0.% 0.% 0.5%)

12 (4) E9 系列标称值 (0.% 0.5% 0.5%) 三表示法. 色环表示色环法多用于轴向封装电阻 ( 即穿通式封装 )

. 数码表示法用三位 ( 对于普通精度 ) 或四位 ( 高精度 ) 数码表示数值对于电阻来说, 单位为 Ω; 对于电容来说, 单位为 PF; 对于电感来说, 单位为 uh 例如 0( 对于电阻来说是 0 00, 即 KΩ; 对于电容来说是 000PF, 即 0.00uF 或 nf) 03 333 等数码法多见于贴片电阻 ( 即 SMC 封装 ) 3.

13 . 数码表示法用三位 ( 对于普通精度 ) 或四位 ( 高精度 ) 数码表示数值对于电阻来说, 单位为 Ω; 对于电容来说, 单位为 PF; 对于电感来说, 单位为 uh 例如 0( 对于电阻来说是 0 00, 即 KΩ; 对于电容来说是 000PF, 即 0.00uF 或 nf) 等数码法多见于贴片电阻 ( 即 SMC 封装 ) 3. 文字符号法文字符号法是指 : 用数字表示电阻器阻值的有效数字, 用字母 R 表示 Ω K 表示 KΩ M 表示 MΩ 作为阻值单位, 且规定整数部分位于单位符号前, 小数部分放在单元符号后, 如下所示 : 0.5Ω 用 R5 表示 ;5.Ω 用 5R 表示 ;5.KΩ 用 5K 表示 4. 直标法在电阻体上直接标出阻值及误差, 如 0KΩ 5% 早期多用这种方法, 目前电阻体积越来越小, 直标法已不再适用四封装方式及尺寸电阻有两种封装方式 : 轴向引线电阻器 ( 即传统穿通式 AXIAL 封装形式 ) 及贴片电阻

60mm( 即 0mil~5mil) 在电路板上轴向封装元件引线较长, 引线寄生电感比贴片封装大 ; 占用电路面积也较大但散热效果比贴片封装电阻好贴片电阻 (SMD 封装 ):0603 封装规格电阻耗散功率为 /6W 或 /0W;0805 封装规格电阻耗散功率为 /8W( 部分贴片 /8W 电阻采用 005

14 (SMD 封装形式 ) 传统穿通式 (AXIAL): 结合安装工艺要求, 对于 /6W /8W 以下电阻, 在印制板上可选用 AXIAL0.3 封装方式 ; 对于 /4W 电阻, 多选用 AXIAL0.4 或 AXIAL0.5 封装方式 ; 对于 /W W 电阻, 可选用 AXIAL0.5 或 AXIAL0.6 封装方式 W 以下小功率电阻引脚直径为 0.40~0.60mm( 即 0mil~5mil) 在电路板上轴向封装元件引线较长, 引线寄生电感比贴片封装大 ; 占用电路面积也较大但散热效果比贴片封装电阻好贴片电阻 (SMD 封装 ):0603 封装规格电阻耗散功率为 /6W 或 /0W;0805 封装规格电阻耗散功率为 /8W( 部分贴片 /8W 电阻采用 005 封装规格 );06 封装规格电阻耗散功率为 /4W 五主要参数. 阻值导电材料在一定程度上阻碍电流流过的物理性能在保证测试灵敏度的情况下, 应注意测试电压应可能低, 时间尽量短, 避免电阻发热引起误差并使测量功率小于额定功率的 0%. 标称电阻及允差实际值与标称值之间的差别误差与标称值之间并没有直接的联系, 但阻值越大, 误差越大 3. 额定功率在正常大气压力 ( mmhg) 和额定温度下, 长期连续工作并能满足性能要求所允许的最大功率电阻的额定功率也是采用标准化的额定功率系列值 :0.05(/6W) 0.5(/8W) 0.5(/4W) 0.5((/W) W

15 4. 额定电压由阻值和功率换算得到的电压, 考虑到电击穿, 上升到一定值后, 受最大工作电压的限制 5. 最大工作电压由于尺寸结构的限制所允许的最大连续工作电压 6. 温度系数在某一规定的环境温度范围内, 温度改变度时电阻的变化量 R R T.C.P (ppm/ )= R 0 0 T T 其中 T0 温度对应的阻值为 R0;T 温度对应的阻值为 R 7. 绝缘电阻在正常大气压力下, 电阻引线与电阻壳体之间的绝缘电阻 8. 噪声产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏, 包括热噪声和电流噪声两部分, 热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动, 使导体任意两点的电压不规则变化在非线绕电阻中, 还有电流噪声, 由于电流噪声和电阻两端的工作电压成正比, 所以衡量电流噪声指标表示为 uv/v 9. 稳定性在指定的时间内, 受到环境, 负荷等因素的影响, 保持其初始阻值的能力

SB 系列 / C-Link 产品特点引用标准 : IEC 结构 : 金属化聚丙烯膜结构封装 : 塑料外壳 ( UL94 V-0), 树脂填充电气特性工作温度 : - 40 至 C 范围 : 1.0 至 150μF 额定电压 : 700 至 1100 VC 偏差 :

SB 系列 / C-Link 产品特点引用标准 : IEC 结构 : 金属化聚丙烯膜结构封装 : 塑料外壳 ( UL94 V-0), 树脂填充电气特性工作温度 : - 40 至 C 范围 : 1.0 至 150μF 额定电压 : 700 至 1100 VC 偏差 : SA 系列 / C-Link 产品特点引用标准 : IEC 61071 结构 : 金属化聚丙烯膜结构封装 : 聚酯胶带, 树脂填充电气特性工作温度 : - 40 至 + 85 C 范围 : 15 至 500μF 额定电压 : 500 至 1100 VC 偏差 : ± 5%, ± 10% 损耗因素 : 2 10-3 @100z 20±5 C 预期寿命 : 100,000 小时 @Un, 70