《电阻材料》PPT课件

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1、第三章电阻材料3薄膜电阻材料2线绕电阻材料1电阻材料慨述4厚膜电阻材料本章内容电阻材料是指常用的电阻器、片式电阻器、混合集成电路中的薄膜和厚膜电阻器、可变电阻器和电位器等所用的电阻体材料。主要包括线绕电阻材料、薄膜电阻材料和厚膜电阻材料。电阻器是二个引出线其阻值固定不变。电位器是三个引出线中间线头为内部滑动触点转轴时中间线头与两端线头阻值变化，其转角与阻值变化特性分：线性（X），指数（Z），对数（D），无轴者称可调电阻。）3.1电阻材料慨述3.1.1电阻、电阻器和电阻单位电阻是材料在一定程度上阻碍电流流通，并将电能转变成热能的

2、一种物理性质。对于某导体，如果在导体两端加上的电压为v、流过的电流为I，则其导体的电阻R可用下式表示：R=V/I将电阻材料做成具有一定形状、结构的实体元件、常称它为电阻器或电阻元件。电阻器在电子设备中主要功能是调节和分配电能。在电路中常作分压、调压、分流、消耗电能的负载以及滤波元件等。在实际应用中，常将电阻材料作成线状、箔状、薄膜状、厚膜状、棒状(块状)及片状。用这类形状的电阻材料所做成的电阻器。则相应称为线绕电阻器、合金箔电阻器、薄膜电阻器、厚膜电阻器、实心电阻器及片式电阻器。电阻器有固定电阻器、可变电阻器和电位器之分。固定

3、电阻器的阻值是不可调的，可变电阻器和电位器的阻值是可调的，其区别是可变电阻器是两端元件，电位器是四端元件。3.1.2电阻率和膜电阻导体的电阻值决定于导电材料的性质和几何尺寸，对于横截面积恒定的导体，其电阻R用下式表示:R=L/s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，故常用膜电阻表示薄膜电阻材料电阻的大小。膜电阻Rs用下式表示：Rs=/dd为膜的厚度,Rs是指长宽相等的一块薄膜电阻,即1方的电阻,所以有称之为方阻。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

4、种类和结构有关，还与环境条件有关，如温度、压力、湿度等。3.1.3电阻与温度的关系所有材料的电阻率都是温度的函数，除了热敏电阻器和一些特殊要求的电阻器而外，作为电阻器和电位器的电阻材料总是希望电阻值随温度的变化越小越好。为了评定电阻器对温度的稳定性，常用电阻温度系数来表。电阻温度系数是表示温度每改变1℃时电阻值的相对变化量，可用下式表示：R=dR/RdT平均电阻温度系数是指在一定温度范围内，温度改变1℃时，电阻值的平均相对变化量。电阻材抖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。

5、1纯金属它的电阻是自由电子与晶格的振动相互碰撞引起散射而产生的。当温度增加时，电子平均运动速度增加，单位时间碰撞次数增多，电子平均自由时间减少，电子的平均自由行程长度也相应缩短，因而电阻率增加。可用下式表示金属电阻率与温度的关系：M=AT纯金属的电阻温度系数为正值，而且随着温度的增加而下降。在室温附近金属的电阻温度系数为3~6x10-3/0C2．合金材料由于在金属中加入了其他金属杂质原子之后，破坏了原来晶格的周期性排列，使自由电子的散射几率增加。其结果是合金的电阻率比纯金属的电阻率高。可用下式表示：=０+i式中，为合

6、金的电阻率；０为纯金属的电阻率；i为杂质散射增加的电阻率。合金电阻率中，０与温度有关，i与温度无关，所以合金的电阻率与温度的关系可用下式表示：=A(B+T),B是与杂质有关的常数合金的电阻温度系数比纯金属小，一般要小1~2个量级。为了提高金属和合金电阻材料的电阻率和降低电阻温度系数，常采用如下一些措施：尽量采用合金、多元合金，有温度系数补偿杂质的合金；把金属和合金做成线材、薄膜、厚膜或箔状；在金属和合金粉状材料中加入绝缘填充料，用有机或无机粘结剂制成合成型电阻材料；将金属和合金氧化物或与其他非金属材料组成化合物等。3

7、金属和合金薄膜电阻材料金属和合金薄膜电阻材料简称金属膜，一般用真空蒸发、溅射、化学沉积等方法制得根据微观分析，这种金属膜一般有下列三种结构：①无定形结构薄膜由致密的无定向的极小颗粒组成，颗粒的尺寸通常为十几埃左右。这些无定形结构的电子衍射花样图是一些弥散环。②没有择优取向的多晶结构。其晶粒较大。这种结构的衍射花样图为一些边缘清晰的圆环，即清锐环。如果膜较薄，也出现弥散环，随着膜层变厚，衍射环从弥散变化到清锐。③择优取向的多晶结构。这种结构的薄膜基本上由大尺寸晶体组成，晶粒相对于基体有择优取向，通常都是晶粒原子排列整齐呈致密的表

8、面，与基体表面平行，具衍射花样图为断续的清锐环。其金属膜的结构和性能跟薄膜的厚度有很大关系。一般把它分成三种情况加以考虑。①厚度大于100nm。这种薄膜呈连续状结构，其电性能与块状金属接近，有较小的电阻率和正的电阻温度系数，其密度比块状金属小，晶格也不如块金属完整，杂质玷污较