碳膜电阻器（Carbon Film Resistor）是一种通过在绝缘基板表面沉积一层薄碳膜制成的电阻器。它是常见的固定电阻类型之一，因其稳定性和性价比高而广泛应用于各种电子设备中。
碳膜电阻器是膜式电阻器(Film Resistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小，通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。碳膜电阻亦称“热分解碳膜电阻”。碳氢化合物在真空中高温热分解的碳沉积在基体上的一种薄膜电阻。价格低廉，性能稳定，阻值与功率范围宽。
特点
- 精度适中：碳膜电阻的阻值范围通常在几欧姆到几兆欧之间，精度一般为±2%、±5%或±10%。
- 低成本：制造工艺简单，适合大规模生产，价格相对便宜。
- 温度系数较高：相比金属膜电阻，碳膜电阻的温度系数较大，在高温条件下稳定性稍差。
- 低噪声特性：由于碳膜结构较均匀，其电噪声比碳合成电阻低。
- 耐压性能较弱：碳膜电阻的功率范围一般为1/8瓦到5瓦，过载能力较低。
碳膜电阻在性能上相较于碳合成电阻有了显著的改进。然而，与金属膜电阻和金属氧化膜电阻相比，其可商用的阻值范围有限。金属膜和氧化膜电阻的生产成本并不更高，同时其整体性能优于碳膜电阻。
这种电阻广泛应用于电子设备领域，但需要注意的是，小型碳膜电阻的电容约为 0.5 pF，未切割的电阻器自感约为 0.01 μH，而螺旋切割的电阻器自感可达数 μH。这些电阻的阻值范围为 1 Ω 至 10,000 MΩ，功率额定值包括 1/16 W、1/8 W、1/4 W、1/2 W、1 W 和 2 W。
应用场景
碳膜电阻通常用于高电压和高温环境。其工作电压可高达 15 kV，标称工作温度可达到 350 °C。典型应用包括：
- 高压电源
- 雷达
- X 射线设备
- 激光器
碳膜电阻的高电压承受能力和适应高温的特性，使其在特殊应用领域得到了广泛使用。
制造工艺
碳膜电阻的制造采用沉积工艺。在高温（约 1000 °C）和高压下，将陶瓷基体置于碳氢化合物气体（如甲烷或苯）中。气体在高温下裂解，结晶碳通过热解过程沉积在陶瓷基体表面。由于这种工艺产生的纯石墨分布均匀且不含粘结剂，碳膜电阻具有低噪声的特点。
通过选择合适的碳膜厚度，以及在碳膜上切割螺旋形状，可以获得所需的阻值。螺旋切割通过增加电流路径的长度来提高阻值。当减少螺旋的间距时，电流路径的长度增加，进而提高了阻值。此外，通过精确调整螺旋的切割，碳膜电阻可以实现更高的阻值精度。碳膜电阻的典型公差值为 2%、5%、10% 和 20%。
由于使用了纯碳材料，碳膜电阻的负温度系数较高，其电阻温度系数介于 2.5×10⁻⁴ Ω/°C 和 -8×10⁻⁴ Ω/°C 之间。此外，为了防止化学物质的影响，碳膜电阻的表面通常涂有硅树脂保护层，从而增强其耐环境能力。
这种制造工艺赋予碳膜电阻良好的性能和稳定性，使其成为电子设备中可靠的选择之一。