第2章 插装元器件的识别及安装

2.1 电阻元件

2.1.1 电阻器

电阻器是具有一定阻值的无线电元件。当有电流通过时，就会产生一定的电压降。电阻器的这一特性被广泛用于电路中，使各种电器的电路通过使用不同阻值的电阻器而获得所需要的电压、电流。

（1）电阻器的分类

无线电线路中所用的电阻器种类繁多，结构形式各有不同，因而分类的方法多种多样。按其工作特性及电路功能来分，可分为固定电阻器、可变电阻器、敏感电阻器三大类；按电阻器的材料和制造工艺来分，有金属膜电阻器、有机实心电阻器、金属玻璃釉电阻器、线绕电阻器、排电阻器等。

① 固定电阻器。固定电阻器的阻值是不变的，在种类上一般是碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、合成碳膜电阻、线绕电阻等。

② 可变电阻器。可变电阻器的阻值是可以在一定范围内变化的，如常说的可变电阻（变阻器）、电位器。一般可变电阻器有三个引出端子（或三条引出导线），电位器往往也会和开关装在一起，构成电位器开关。

③ 敏感电阻器。敏感电阻器是指其电阻值对某种物理量表现出的敏感特性，如温度、电压、光通、机械力、磁通、湿度等。这种电阻器是以某种材料对这些外界物理量作用的敏感特性为基础而制成的。由于它们所用的材料几乎都是半导体材料，有时也将这类电阻器称为半导体电阻器。常见敏感性电阻器有7种，即热敏、压敏、光敏、力敏、磁敏、湿敏、气敏。图2-1是部分敏感电阻器的外形图。

（2）电阻器型号命名及表示符号

按照国家标准GB2470《电子设备用电阻器、电容器型号命名方法》的规定，电阻器和电位器的型号由以下四部分组成。

第一部分：用字母表示电阻的主称代号。

R—电阻器；W—电位器。

第二部分：用字母表示电阻的制造材料。

J—金属膜；T—碳膜；I—玻璃釉膜；P—硼碳膜；U—硅碳膜；H—合成膜；Y—氧化膜；C—沉积膜；S—有机实心；N—无机实心；X—线绕；G—光敏。

第三部分：用数字表示分类，个别类型的也用字母表示。

1—普通；2—普通；3—超高频；4—高阻；5—高温；

7—精密；8—高压；9—特殊；G—大功率；T—可调；

D—多圈；W—微调；X—小型；L—测量用。

第四部分：用数字表示序号，以区别电阻器外形尺寸和性能指标。

例如：

常用的电阻器命名大家都比较熟悉，对敏感型电阻器的命名往往比较陌生，这里举一热敏感电阻器的命名例子。

根据电子工业军用标准SJ1155《热敏电阻器型号命名方法》的规定，热敏电阻器的型号命名是由四部分组成。

第一部分：用字母表示热敏电阻的主称代号；M—敏感元件。

第二部分：用字母表示热敏电阻类别。

第三部分：用数字表示用途或特征（详细查标准）。

第四部分：用数字表示序号。

例如：

敏感电阻器类别的符号含义见表2-1。

电阻器的电路图形符号如图2-2所示。

常用电阻器种类名称及其表示符号，见表2-2。

（3）电阻器主要性能参数

电阻器的性能参数包括额定功率、标称值、允许偏差、极限工作电压、电阻温度系数、高频特性、非线性和噪声电动势等。

① 额定功率。

额定功率是指电阻器在交、直流电路中长期工作时可能承受的最大消耗功率的数值，它是选择电阻器的主要参数之一。根据国家标准GB 2475中的规定，线绕电阻器的额定功率系列为0.05W、0.125W、0.5W、1W、2W、4W、8W、10W、16W、25W、40W、50W、75W、100W、150W、250W、500W；非线绕电阻器的额定功率系列为0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W、10W、16W、25W、50W、100W。

在电路图中，电阻器的额定功率是用图形符号进行表示的，如图2-3所示。

大于1W的电阻器可直接用数字表示。在选用时，额定功率应比电阻器实际所承受的功率大1.5～2倍，这样才能保证电阻器耐用可靠。

② 标称值和允许偏差。

标称值和允许偏差是标注在电阻器外表上的，上面所标注的阻值叫做电阻器的标称值。标称值的阻值与实际阻值是不完全相等的，往往存在一定的误差，因此电阻器都有偏差，常用误差等级标注出来。

普通电阻值允许偏差为±5%、±10%、±20%，所对应的误差等级分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，高精度电阻器的允许偏差为±1%、±0.5%。电阻值精度越高，稳定性越好，但相应地成本也高。

固定电阻器的阻值范围很大，可从几个欧姆到几十兆欧姆，所有的阻值都必须符合“阻值系列”，这个阻值系列是国家标准GB 2471规定好了的，生产厂家必须都按照此标准进行生产。

固定电阻器的标称系列值用E24、E12、E6来表示，见表2-3。

在选用电阻器的阻值时，必须符合表2-3中所列的数值再乘以10n倍，其中n为正整数或负整数。

电阻器的单位用Ω（欧姆）、kΩ（千欧）、MΩ（兆欧）等符号表示。

例如，在电阻器表面上印有“5.1k±5%”的标志，即表示其标称值为5.1kΩ，允许偏差为±5%。当标志为5.1kΩⅠ时，则表示其标称值为5.1kΩ，允许偏差为Ⅰ级（±5%）。如果电阻器上没有标注允许偏差的等级，则默认偏差为±20%。

注意：电阻器上也有用文字符号来标注的。这种标注的规律是：阻值的整数部分标在阻值单位标志符号的前面，非整数用数字标在后面。例如：5.1Ω，标志为：5Ω1；4.7kΩ，标志为4k7。

现在电子工业中常用的小功率电阻器一般都使用色环标注了，而不再使用以上的方法进行标称值、允许偏差的标注了。

色环标注电阻器阻值和精度等级的特征如下：

色码电阻的色环用来表示电阻的阻值大小，有黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白几种颜色，分别代表数字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。这些色环排在第一位的是电阻阻值的第一位数，排在第二位的是电阻阻值的第二位数，排在第三位的表示该电阻阻值有几个0。排完这些色环后在其离开一点的距离又有一道色环，该色环表示的是电阻阻值的精确度等级，常用棕、红、绿、蓝、紫、金、银几种颜色，它们分别代表的是±1%、±2%、±0.5%、±0.25%、±0.1%、±5%、±10%公差等级。色环电阻的这些标注方法如图2-4所示。

为方便查阅及记忆，将色环标注法用表格的形式给出，见表2-4。

③ 温度系数。

电阻器的温度系数是电流通过电阻时，电阻器发热而引起温度升高，此时其阻值也会随之发生一些小的变化。温度每变化1°所引起电阻值的相对变化，称为电阻器的温度系数。

电阻器的温度系数越小，表明电阻器的阻值越稳定。除热敏电阻器外，电阻器的阻值随温度的变化而改变的特性，对于各种电阻器来说，都是不希望的。因此，在选择电阻器时，对温度系数参数应根据电路工作需要和特性加以考虑。

热敏电阻的温度系数有正负之分。温度系数为正时，随着温度升高阻值增大；温度系数为负时，随着温度的升高而阻值减小。利用这一特性，热敏电阻在电路中可用于温度补偿及测量或调节温度等。

2.1.2 常用电阻器外形特征

图2-5所示是有引脚的色环电阻，常以卧式或垂直式安装在PCB的有通孔的焊盘上，可手工焊接或波峰焊接。电阻器的安装高度一般应有一定要求。常规要求是离板面约1mm左右。如电阻器功率大时应考虑器件的散热问题，一般安装高度还要高一点，为3～5mm。

还有一种电阻器称为排电阻器，排电阻器的定义：按一定规律排列的分离电阻集合在一起的组合型电阻器。它们通常与大规模集成电路一起使用。图2-6所示是它们的外形和电路符号。

关于电阻器及分立元器件的具体安装形式和焊接要求，可参见笔者的系列丛书《印制电路组件装焊工艺与要求》，这里不再赘述。

2.1.3 可变电阻器

（1）可变电阻器特性

可变电阻器俗称电位器，它与固定电阻器的区别在于结构上多了一个可旋转或移动的中间调谐端头，通过它可得到按一定规律变化的输出电压。电位器的大部分特性和参数与固定电阻器是一样的，这些参数除标称电阻值、额定功率外，还有一个表示阻值变化规律的参数，即线性、指数和对数变化。可变电阻器的阻值常按表2-3中的E12系列和E6系列标称。

可变电阻器在使用中主要有最大工作电压、分辨率、动噪声几个参数。

① 可变电阻器的最大工作电压是指电位器长期可靠工作所允许的最大电压。实际工作时应低于这个值。

② 分辨率是指电阻值变化量与输出电压的比值。非线绕电位器的分辨率比线绕电位器的高。

③ 动噪声是可变电阻器动触点在电阻体上移动时产生的电噪声。

（2）可变电阻器外形结构

可变电阻器的外形及电路符号如图2-7所示，常安装在PCB的通孔焊盘中。电阻器的外形结构有凸出或凹下的装置，当用一字螺丝刀旋转这个装置就可以改变电阻器的阻值，一般把这个装置称为调谐点。

可变电阻器的种类和外形结构，除图2-7中常见的外，还有很多形式，它们的分类也各有差异，一般可以按以下方法进行分类：

① 按接触方式分类：接触式和非接触式；

② 按调节机构运动方式分类：旋转式和直滑式；

③ 按用途分类：普通、精密、功率、微调及各种专用可变电阻器；

④ 按结构特点分类：单联、多联、带开关、锁紧、抽头、螺杆驱动、密封、单圈、多圈等。

注意：当PCB装焊、调试完毕后，有保护要求的PCB需要作“三防”材料的喷涂时，应将可变电阻器的这个“调谐点”用绝缘材料（如胶带纸）进行遮挡，喷涂完后再把绝缘材料去掉。否则液体绝缘材料进入“调谐点”后会影响电路参数的调试。

2.1.4 电阻器的选用原则

电阻器是电子设备基础元件之一，其性能的优劣对电子设备的工作能力有着重要影响。在选用时，应根据电子设备整机的使用条件、电路具体要求，选择可靠性高、精度和稳定性好，能符合电路要求的电阻器。另外，也要从电气性能与经济价值两个方面综合考虑，不要片面追求高精度、高稳定性。此外还要注意不能选用非标准阻值系列的电阻器。

对于高频电路应选用分布电感和分布电容小的非线绕电阻，如金属膜电阻。高增益小信号放大电路应选用低噪声电阻器，如金属膜电阻、线绕电阻，而不能选用噪声大的合成膜和有机实心电阻。

线绕电阻功率较大，噪声小耐高温，但体积较大，常用于低频或电源电路中作为限流、分压或大功率管的偏压电阻。

高精度线绕电阻用于固定频率器、电阻箱和紧密测试仪器中，或有特殊要求的地方。

选用电阻值应接近计算值的标称值，一般电阻允许误差为±5%～±10%，特殊要求高的电子设备可选用精密电阻。

电流流经电阻产生热量而引起的耗散功率必须低于额定功率并留有一定冗余度。

除片式电阻外，RJ金属膜电阻是电子设备中最常用的电阻器，虽然表面元器件的使用已经几十年了，但在很多电路中有引脚的电阻器还是用的很多的，常用金属膜电阻特性见表2-5。