基本元器件 - 电阻

电阻的选型

一般来说，要考虑以下四个因素：

阻值：根据具体应用电路的需要而定
精度：通常为 1%，如果用于电流检测回路（Rsense），通常低阻值大功率更高精度
额定功率：满足 50% 降额，不同封装对应功率请见下表
尺寸：尺寸与功率相关，应考虑功率和加工难度而定
工作温度、湿度等：特定时候需要考虑的因素
温漂：如果用于高精度（传感器应用），则必须考虑

贴片封装的参数

英制	公制	长 (mm)	宽 (mm)	高 (mm)	额定功率 (W)	耐压 (V)
0201	0603	0.60±0.05	0.30±0.05	0.23±0.05	1/20	25
0402	1005	1.00±0.10	0.50±0.10	0.30±0.10	1/16	50
0603	1608	1.60±0.15	0.80±0.15	0.40±0.10	1/10	50
0805	2012	2.00±0.20	1.25±0.15	0.50±0.10	1/8	150
1206	3216	3.20±0.20	1.60±0.15	0.55±0.10	1/4	200
1210	3225	3.20±0.20	2.50±0.20	0.55±0.10	1/3	200
1812	4832	4.50±0.20	3.20±0.20	0.55±0.10	1/2	200
2010	5025	5.00±0.20	2.50±0.20	0.55±0.10	3/4	200
2512	6432	6.40±0.20	3.20±0.20	0.55±0.10	1	200

电阻的阻值

丝印表示方法

三位数标注法： $XXY = XX * 10^Y$
- 例如，丝印为 272 的电阻，实际阻值为 $27 * 10^2=27 * 100=2.7k$
四位数标注法： $XXXY = XXX * 10^Y$
字母表示小数点位置法：R 表示小数点。
- 例如，丝印为 5R6 的电阻，实际阻值为 5.6 Ω
- M k m 也都可以表示小数点，分别代表 MΩ kΩ mΩ
三位数乘数代码标注法：XXY 中，XX 表示有效数的代码，Y 指是 10 的多少次幂，可参考下方的标准电阻取值表
- 例如，丝印为 01C 的电阻，实际阻值为 $100*10^2=10 kΩ$

标准电阻取值

根据约定俗成的优先数规范，一般比较多使用的是 E96 系列，其阻值与乘数代码表如下：

电阻的失效

按可能发生的几率排行，分别是：

开路：电阻膜缺陷或退化；瞬时功率过大冲击时可能导致
阻值漂移超规范：老化后有可能发生
引脚断裂：焊接工艺缺陷、焊点污染；插件电阻引脚反复弯曲时可能发生
烧毁：长时间工作在额定功率以上，有可能烧毁导致开路
焊接问题：虚焊等问题
断线开路：受机械应力或瞬时过功率冲击时可能发生

0 欧姆电阻的使用

当跳线用，跨过布不下线的区域
作为短接座用
单点连接数字地和模拟地（有时也用电感或磁珠）
预留阻值用于调试

不同封装的 0 欧电阻过电流能力（一般以额定电流降额 50% 使用）：

封装	额定电流（最大电流）/A
0201	0.5（1）
0402	1（2）
0603	2（3）
0805 及以上	2（5）

电阻的使用场景

分压电路

将电阻串联以分压，其电路特点是：

通过各电阻的电流是同一电流，即各电阻中的电流相等，即 $I = I_1 = I_2 = I_3$
总电压等于各电阻上的电压降之和，即 $V= V_1 + V_2 + V_3$
总电阻等于各电阻之和，即 $R=R_1 + R_2 +R_3$

举个例子，电源稳压器的反馈引脚，一般接就是由两个电阻组成的分压电路，通过分压得到与内部参考电压接近的输出电压值。

分流电路

将电阻并联以分流，其电路特点是：

各支路两端电压相等
总电流等于各支路电流之和，即 $I= I_1 + I_2 + I_3$
总电阻的倒数等于各支路倒数之和，即 $\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}$

在实际电路设计中，多用于并联在三极管的集电极与发射极之间，作为保护电阻；在一些线性电源稳压器功率不够的场合，也可以在输入端与输出端之间病来你电阻，以提高输出电流。

限流电路

一般用于 LED 的限流。将电阻串联进 LED 所在的电路，以 LED 的导通压降（一般为 0.7 V）和 LED 额定电流，来确定阻值。需要注意的是，一般计算出来的实际工作电流，要小于 LED 的额定工作电流。

限流电路也可以用于热插拔电路。

阻抗匹配电路

阻抗匹配的目的，是为了让负载获得最大功率，即负载电阻等于信号源电阻。推导过程如下：

假设负载电阻为 R，电源电动势为 U，内阻为 r，则通过 R 的电流为：

I=\frac{U}{R+r}

可以看出，R 越小，则电流越大。而 R 两端的电压为：

U_R=IR=\frac{U}{1+\frac{r}{R}}

R 越大，则输出电压 $U_R$ 越大。R 的功率为：

P=I^2R=(\frac{U}{R+r})^2R=\frac{U^2R}{R^2+r^2+2Rr}=\frac{U^2}{\frac{(R-r)^2}{R}+\frac{4Rr}{R}}

因为 r 不变，所以当 R=r 时， $\frac{(R-r)^2}{R}=0$ ，此时可获得最大功率 $P_{max}=\frac{U^2}{4r}$

RC 充放电电路

$\tau=RC$ （若 R 和 C 的单位为 Ω 和 F，则结果的单位为 s。

RC 电路可视为延时电路或滤波电路，将脉冲信号上升下降沿都进行了滤波，使其变得平缓，可以通过调整 R、C 值，以实现不同上升时间。

上下拉电路

上拉是将不确定的信号通过电阻钳制在高电平（同时也起限流作用）；下拉反之。

一般来说，50 Ω 以下的电阻为强上 / 下拉，100 kΩ 以上的电阻为弱上 / 下拉。

其他电路

运算放大器外围电路
抗干扰电路，提高抗浪涌电压能力
负载电路（防止电路空载）

参考与致谢

本篇文章受 CC BY-NC-SA 4.0 协议保护，转载请注明出处。

电阻的选型​

贴片封装的参数​

电阻的阻值​

丝印表示方法​

标准电阻取值​

电阻的失效​

0 欧姆电阻的使用​

电阻的使用场景​

分压电路​

分流电路​

限流电路​

阻抗匹配电路​

RC 充放电电路​

上下拉电路​

其他电路​

参考与致谢​