電位器是具有三個引出端、阻值可按某種變化規律調節的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動的電刷組成。當電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關系的電阻值或電壓。

電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器，由于它在電路中的作用是獲得與輸入電壓（外加電壓）成一定關系得輸出電壓，因此稱之為電位器。

數字電位器與機械電位器這兩種電位器有什么區別？本文通過三個方面對這兩種電位器進行了對比。

數字電位器與機械電位器有什么區別？----結構

機械電位器

機械電位器由一個很大的電阻元件組成，在外部通過兩個端子相連接。電阻元件的形式多種多樣，根據所采用的技術，其封裝方法也不同。可以為單圈或多圈，或者簡單的扁平型封裝。

第三個端子也稱為游標，它可在整個電阻元件上移動，來選擇每個外部端子與游標之間的電阻大小。在游標和電阻元件之間存在著較小的接觸電阻，通常稱之為游標電阻（如下圖所示）。

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機械電位器

數字電位器由一個電阻元件陣列組成，該陣列的終端通過兩個端子（A和B）與外部相連。在兩個無源電阻的結點處，有一個開關。這些開關通過與外部端子（稱之為游標或W）結合的單個觸點互相連接（如下圖所示）。

數字電位器

由于這些開關通過互補金屬氧化物半導體（CMOS）加工工藝設計而成，因此允許電流以任意方向流動。這些開關由一個數字模塊控制，并且一次只能接通一個開關。通過與機械電位器進行類比，寄生開關電阻也可稱為游標電阻。

機械電位器更容易受到物理環境變化（比如：振動、沖擊和游標污染）的影響，這一切都是由其物理結構所決定的。而擁有整體結構的數字電位器，在所有上述情況下，都不會受到影響。

數字電位器與機械電位器技術有什么區別？----內部結構

機械電位器的內部結構

旋轉式電位器的內部結構如圖2-4-1所示，主耍包括由金屬膜或碳膜構成的馬鞍形電阻體、滑動臂、滑動端（亦稱觸頭或電刷）、轉軸、轉柄、焊片等組成。焊片A、C之間的電阻值即為電位器的總阻值。滑動端的一端接焊片B，另一端與電阻體緊密接觸。當滑動端位置改變時，A-B和B-C之間的電阻值就發生變化。有的電位器上還帶有開關，通過轉柄可控制開關的通斷。普通電位器的旋轉角度為270°，不能對電阻值做精細調節。

數字電位器的內部結構

數字電位器數字控制部分包括加減計數器、譯碼電路、保存與恢復控制電路和非易失性存儲器等4個電路模塊。將n個阻值相同或不同電阻串聯在UH、UL端之間，每個電阻兩端分別經過一個由CMOS管而構成模擬開關連在一起，作為數字電位器抽頭，在數字信號控制下每次只能有一個模擬開關閉合，從而將串聯電阻的一個節點連接到滑動端。亦即，當外部計數脈沖信號停止或片選信號無效后，譯碼電路輸出端只有一個有效，故只選擇一個MOS管導通。數字電位器的內部簡化電路，如下圖所示。

數字電位器與機械電位器技術有什么區別？----電阻元件

機械電位器

由于電阻元件采用的可能是各種不同的材料（比如：金屬陶瓷、石墨或導電塑料），因此，電阻的大小就可能為數十歐乃至兆歐，在額定誤差范圍內得到保證。

該誤差被稱為電阻容許誤差，根據電位器材料的質量和所采用的不同工藝，它會上下波動。典型值范圍在±30%和±10%之間，更高品質電位器的誤差可低至±3%.

另外一種誤差是由于電阻元件的溫度所造成的。該種依賴性可大可小，它取決于材料。最終電阻值會隨溫度而成比例變化。該誤差被稱之為溫度系數或tempCo.

線繞電阻等較新材料的溫度系數可低至10ppm/°C.而舊的機械電位器所采用的材料為石墨，但其溫度依賴性高達500ppm/°C.

存在一些與材料相關的限制（比如：最大功耗，可小至幾毫瓦，大至數百瓦）。無論情況如何，電阻終端之間的電壓都與功率成正比。該電壓大小可為數十伏，也可為數百伏，甚至上千伏。

一般而言，機械電位器中電壓和電流的額定值雖然較高，但它們與環境溫度成反比例關系。設計者應當基于最終應用中的預期最高溫度來驗證電位器是否能夠處理最大估計功率。

下表顯示的是機械電位器（根據所使用的材料進行分類）的所有特性，以供快速參考。

機械電位器的材料對比

數字電位器

ADI公司提供最寬的阻值可選范圍：1k至1M。

電阻容許誤差之前為±20%，但現在已經有所下降。ADI公司目前提供容許誤差為±8%的電阻，或經校準后容許誤差為±1%的精密電阻。

另外，具有非易失性EEPROM的數字電位器通常可存儲容許誤差，這些誤差可通過控制器讀回，并被用于校正外部電阻。

任意給定代碼下的溫度依賴性和溫度系數，都取決于兩個因素：電阻元件和開關電阻。開關電阻較小，但在較低代碼處，所選擇的電阻也很小時，由于阻值非常接近，開關電阻變得很明顯。開關電阻的溫度系數所影響到的代碼數，直接取決于標稱電阻值，該區域的典型溫度系數約為600ppm/°C.

電阻元件所采用的主要材料有兩種：多晶硅或薄膜金屬。

多晶硅是一種常用材料，它與石墨類似，對于溫度的依賴性非常高，溫度系數高達600ppm/°C.薄膜金屬電阻的溫度系數則較低，大約為35ppm/°C.ADI公司數據手冊中給出了任意給定代碼下的溫度系數圖表。

由于尺寸較小，數字電位器的功耗也很小，在數十毫瓦以內。與機械電位器相比，在所有溫度范圍內，該功率保持恒定。數字電位器最大端電壓由供電軌來限定。就不同的數字電位器而言，其電壓范圍可從2.3V至33V.但是，任何情況下，最大電流通常都不會超過幾毫安。