电阻材料课件.ppt

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1、第三章电阻材料3.1电阻材料概述（一）电阻、电阻器1.电阻R＝V/I2.电阻器：电阻元件，调节分配电能形状：线绕、合金箔、薄膜、厚膜、实芯、片式阻值变化：固定、可变、电位器（二）电阻率和膜电阻电阻率：R＝L/S材料种类、结构、环境有关膜电阻：Rs＝/d长宽相同的薄膜的电阻方数：R=RsN3.1电阻材料概述(三）电阻和温度关系阻温系数描述αR=dR/RdT平均阻温系数3.1电阻材料概述1.纯金属M＝ATR＝1/T2.合金材料＝0+i＝A（B+T)R＝1/(B+T)3.1电阻材料概述

2、提高金属电阻材料电阻率和降低阻温系数措施a.采用合金，多元合金，温度系数补偿杂质的合金b.线材、薄膜、厚膜或箔状C.加入绝缘填充料d.有机无机粘结剂e.采用金属氧化物等非金属材料组成3.1电阻材料概述3.金属合金薄膜电阻材料金属膜（1）制备：真空蒸发、溅射、化学沉积（2）结构：①无定形②无择优取向多晶膜③择优取向多晶膜。（3）厚度：>100nm连续结构，与块状材料类似电阻率>块状材料10nm～100nm网状结构厚度减少，电阻率增大1nm~几十nm岛状结构厚度减少，电阻率急剧增大。3.1电阻材料概述（

3、4）杂质连续金属膜情况：=声+杂+缺+界+表第一项与温度有关，最后一项与厚度有关。3.1电阻材料概述4.合成型电阻材料（1）颗粒性导电材料+绝缘填充料+粘结剂导电颗粒种类、数量、粒度、分散性（2）导电机理3.1电阻材料概述Rn金属、合金电阻，电阻与温度有关Rk接触电阻，0、P与温度有关Ra间隙电阻间隙厚度导电颗粒功函数温度有关阻温系数为负（4）主要应用：厚膜、合成碳膜、实芯电阻器3.1电阻材料概述5.半导体电阻材料（1）组成结构：金属氧化物、盐、其他化合物缺陷化合物：杂质缺陷、化学计量

4、缺陷、空位（2）电阻行为：半导体特性，负的阻温系数3.1电阻材料概述（四）电阻材料的电压特性1.线性电阻欧姆定律2.电阻非线性：材料内部结构不均匀间隙或接触存在3.电阻电压系数VCR负值k＝（R2－R1）/（R1（V2－V1））4.电阻三次谐波电阻材料非线性电流三次谐波（五）电阻材料噪声不规则电压起伏1.热噪声2.电流噪声3.2线绕电阻材料（一）特点和要求1.结构：用金属电阻丝绕制在陶瓷或其它绝缘材料的骨架上，表面涂以保护漆或玻璃釉。铜银金铬锰2.特点电阻率高，阻值精确(556k)、阻温系数小

5、，使用温度宽耐热性高，功率范围大、稳定性好噪声小耐磨主要用于精密和大功率场合缺点：体积较大、自身电感大，使高频性能差、时间常数大。只适用于频率在50kHz以下的电路。3.2线绕电阻材料3.2线绕电阻材料（二）贱金属电阻合金线1.锰铜电阻稳定性好，阻温系数小。室温下的中低阻值精密电阻器2.康铜耐热性好，使用温度宽，阻温系数大，大功率电阻3.镍铬较高电阻率，宽使用温度，阻温系数大，中高阻值普通电阻（位）器4.镍铬多元合金电阻率高，阻温系数小，耐磨性好，适合高阻值的精密线绕电阻器或电位器。3.2线绕电阻材

6、料（三）贵金属电阻合金线接触电阻小，低噪，耐磨性好1.铂基2.钯基易生成“褐粉”，有机聚合物膜3.金基抗腐蚀性强4.银基易受腐蚀，耐磨性差。银锰锡电阻合金线，阻温系数小，对铜热电势小，具有抗腐蚀性，标准电阻。3.3薄膜电阻材料电子技术中广泛应用薄膜电阻材料来制造分立电阻元件及集成电路中的电阻元件。在绝缘基体上（或基片）用真空蒸发、溅射、化学沉积、热分解等方法制得的膜状电阻材料。膜厚1m以下。主要分为碳膜和金属膜两大类。具体分类见表。要求：电阻率范围宽，阻温、阻压系数小、噪声电平低、使用温度范围宽，

7、高频性能好，稳定性可靠性高，工艺性能好。各种膜式电阻实物照片3.3薄膜电阻材料从外观上，金属膜的为五个环（1％），碳膜的为四环（5％）。金属膜的为蓝色，碳膜的为土黄色或是其他的颜色。（微型电阻过去的国标是按颜色区别，金属膜电阻用红色，碳膜电阻用绿色。）但由于工艺的提高和假金膜的出现，这两种方法并不是很好，很多时候区分不开这两种电阻。     比较好的方法是下面两种：1.用刀片刮开保护漆，露出的膜的颜色为黑色为碳膜电阻；膜的颜色为亮白的则为金属膜电阻。2.由于金属膜电阻的温度系数比碳膜电阻小得多，所

8、以可以用万用表测电阻的阻值，然后用烧热的电铬铁靠近电阻，如果阻值变化很大，则为碳膜电阻，反之则为金属膜电阻3.3薄膜电阻材料（一）碳基薄膜（RT）碳膜电阻器是用含碳有机物（或含硅有机物），在高温真空条件热解，在绝缘基体上沉积而成。碳膜电阻器阻值范围宽，较好的稳定性，温度系数不大且是负值，是目前应用最广泛的电阻器。由于它容易制成高阻值的膜，所以主要用作高阻高压电阻器。3.3薄膜电阻材料1.碳膜类石墨结构3.3薄膜电阻材料2.硅碳膜原料：正硅酸乙酯、庚烷（或苯）、六甲基二