42、无源电路元件：电阻器的特性与应用

无源电路元件：电阻器的特性与应用

1. 特殊电阻器介绍

1.1 光敏电阻

光敏电阻存在一个最佳波长，在该波长下其灵敏度最高，即明暗状态下电阻变化最大。在设计包含光敏电阻的电路时，需要了解在哪个偏置电压下噪声最小。以Mullard生产的PbS光敏电阻为例，其信号 - 噪声比（$V_S/V_N$）与偏置电压的关系如图所示。

1.2 磁敏电阻

一些薄膜多层铁磁结构会引起磁场$H$的变化，这种现象称为磁阻效应。具有磁阻效应的电子元件称为磁敏电阻，通常用作传感器。特殊制备的铁磁多层结构可实现高达100 MHz的磁灵敏度。当磁场$H$变化约10 Oe时，电阻变化为1 - 5%。常将两个磁敏电阻连接在惠斯通电桥中，可使传感器的灵敏度翻倍。

2. 电阻器材料特性

2.1 材料选择

电阻器的材料选择在其生产中起着关键作用。电阻元件可由金属合金、碳、金属氧化物以及绝缘和导电颗粒的混合物制成，如聚合物和炭黑、玻璃和钌酸铋以及玻璃和金属氧化物。半导体也是制作电阻器的良好材料，尤其适用于非线性电阻器，如压敏电阻、热敏电阻和光敏电阻。

2.2 材料对温度系数（TCR）的影响

• 非磁性金属 ：根据相关原理，温度对电阻率的影响如下：

  • $\rho_T = \frac{\rho_{\Theta}}{0.85}(T - 0.15\Theta)$，$T \geq 0.15\Theta$
  • $TCR_{20} = \frac{1}{293 - 0.15\The