第1章 基础元器件

1.1 电阻器

任何物质都有阻止电流流动的特性，物质的这种阻挡电流的特性被称为电阻。

我们通常说的“电阻”实际上指的是电阻器，是一种元件。交流信号与直流信号都可以通过电阻，但会有一定的衰减。在电路中，电阻通常用如图1.1（a）或图1.1（b）所示的图形符号来表示。

电阻的单位是欧姆（Ω），常用的还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。

电路中的电子元器件种类很多，不同种类的元器件都会用一些特定的字母来表示。电阻在电路中用字母“R”表示。但电路中会有许多电阻，单用字母“R”不能准确描述每一个电阻。为此，采用字母“R”加数字的形式来表示电路中的电阻，以方便对电路进行描述。比如，一个电路中有10个电阻，则可以用R1、R2……R10或R101、R102……R110来分别表示这10个电阻。这样，在进行电路描述时，可以简单明了地指明所需要描述的电阻。这种表示方法对于电容、电感、二极管、三极管、集成电路等元器件都是适用的。

1.1.1 SMD电阻

电阻在低频时表现出来的主要特性是电阻特性，但在高频时，不仅表现出电阻特性，还表现出电抗特性的一面，这对于射频电路非常重要。

在射频电路中，一个引线电阻的等效电路可用图1.2来表示。其中的L是引线电感， C1模拟电荷分布效应；C2为引线间电容；R为电阻。

根据图1.2可知，电阻在射频电路中的特性不能像在直流（或低频）电路中那样满足欧姆定律。由于分布电容的存在，一个电阻器的实际阻值将会随工作频率的升高而减小。这一分布电容总是与电阻并联，对通过该电阻器的电阻进行分流，从而减小该电阻器的有效值。

随着频率的进一步升高，引线电感将对电路产生巨大的影响。为了减小元件引线电感带来的影响，在射频领域，表面安装器件（SMD）是相对理想的器件。

由于表面安装电阻器的引线带来的引线电感很小，对电阻器标称值来说，其电抗效应可以忽略不计。而且，元件的封装尺寸越小，就越能减小不良的分布电容的影响。SMD电阻的封装尺寸有多种，如0402、1206、2010、0805、0603、0201等。

手机中的电阻基本上都是SMD电阻，采用0603、0402封装的比较多。图1.3是几个实际的SMD电阻。手机中电阻的两端基本上都是银白色，是电阻的焊接点，中间大多为黑色。

1.1.2 手机中的电阻器

1. 电阻阵列

在手机中，常常会采用一些电阻器组件，这些组件由多个电阻器以不同的连接方式被制作在一起。这些电阻器组件称为电阻阵列或电阻网络（也有时称为“排电阻”）。

电阻阵列具有体积小、质量小、可以高密度安装、可靠性高、可焊性好的特点。使用电阻网络（或电阻阵列）可减小元器件在电路板上所占的空间。图1.4是几个不同的SMD电阻器组件。

在电路图中，电阻器组件使用同一个标号。比如在如图1.5所示的手机电路中，R500就是一个电阻阵列，它包含4个独立的电阻器。

2. 压敏电阻

压敏电阻（VARISTOR）是电阻值对电压敏感的一种电阻器，图1.6是压敏电阻的几种图形符号。

压敏电阻器的电阻体材料是半导体。现在大量使用“氧化锌” （ZnO）压敏电阻器。图1.7是两个SMD封装的压敏电阻。

压敏电阻在电路中通常起保护电路的作用，防止因静电放电、浪涌及其他瞬时电流（如雷击等）而造成对电路的损坏。使用时只须将压敏电阻并接于被保护的设备电路上即可。当电压瞬间高于某一数值时，压敏电阻的阻值迅速下降，产生大电流，从而保护设备或电路；当电压低于压敏电阻器工作电压值时，压敏电阻器阻值极高，近乎开路，因而不会影响器件或电器设备的正常工作。手机中的一些接口电路，如背景灯、SIM卡、按键等电路中常常会用到压敏电阻。图1.8是松下X100手机受话器电路，其中的VR3、VR2就是压敏电阻。

3. 热敏电阻

热敏电阻是电阻值对温度极为敏感的一种电阻器，也称半导体热敏电阻。图1.9是热敏电阻的图形符号及一个SMD热敏电阻器实物。

热敏电阻具有一系列特殊的性能，最基本的特性是其阻值随温度的变化有极为显著的变化，以及伏安曲线呈非线性。

热敏电阻器种类较多，按其受热方式的不同可分为直热式热敏电阻器和旁热式热敏电阻器；按温度系数不同可分为正温度系数（PTC）热敏电阻和负温度系数（NTC）热敏电阻器。

负温度系数热敏电阻器的最大特点是电阻值与温度的变化成反比，即电阻阻值随温度的升高而降低，当温度大幅升高时，电阻阻值也大幅下降。

正温度系数热敏电阻器的阻值随温度升高而增大，而且阻值的变化与温度的变化成正比关系，但电阻器的温度超过一个定值时，其阻值将急剧增大，当增大到最大值时，阻值将随温度的增加而开始下降。

图1.10是摩托罗拉手机V3M中的射频单元温度监测电路，热敏电阻RT349与电阻R349组成电阻分压器，当射频单元的温度发生变化时，分压器输出的PHONE THERM信号电压也发生变化。