元器件篇——电阻

电阻

电阻是电子设计中最常用的设备，占各种电子设备的30%以上。
电阻的选择和质量对设计的稳定性有着深远的影响。
系统地掌握电阻知识是非常必要的。一个好的电子设计从最基本的元素开始。

• 电阻的主要作用是稳定电路中的电流和电压，然后作为分流器和分压器。
  图片中R6和R12的作用是分压操作。
  我们在学校学到的电阻无非是R=U/I等待这些基本知识。当我们设计电路时，这些知识是如此苍白，
  一、主要用途
  电阻的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，然后作为分流器和分压器。

二、分类
电阻{(电位器@固定电阻(按材料划分)((膜电阻(碳膜) RT、金属膜 RJ、合成膜 RH 和氧化膜 RY）)|(实芯电 阻（有机 RS 和无机 RN）)@(金属线绕电阻（RX）)|(特殊电阻（MG 型光敏电阻，MF 型热 )))))))))))))())))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))())))))))))))))))))))))))))))))))))()))))))))))))))))))))))())))))))))))))))))))))))))))))))))))))))())))))))))))))))))))))))))))))))))))))())))))))))))))))))))))))))))))))))))())))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))())))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))
一般分类:有插件和贴片电阻

三、主要性能指标
1.额定功率：允许在电阻器上消耗的最大功率。一般来说，在电路设计中选择电阻时，所选电阻的额定功率是电路中消耗的两倍。
2.标称阻值：产品上标注的阻值为欧洲、千欧和兆欧。本单位的表示如下：兆欧以上：M 100千欧-1兆欧：K或M 1000-100千欧元：K 1千欧以下：Ω或不写。
标记阻值的方法如下：
①直接标记方法：电阻器表面直接标记电阻值和允许偏差，默认为±20%。
②文字符号法：阻值由阿拉伯数字和文字符号的组合标记，允许偏差由文字符号表示。符号前面的数字是整数阻值，后面的一次是第一和第二个小数阻值。
文字符号 D F G J K M
允许偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%
③数码法：用三位数码标记阻值的方法，从左到右，第一、第二位为有效值，第三位为指数，即0，单位为Ω，偏差用文字符号标记。
④色标法：用色环颜色标记电阻值。当电阻为四环时，最后一环必须是金色或银色。前两个是有效数字，第三个是乘数，第四个是偏差。当电阻为五环时，最后一环远离前四环，前三个是有效数字，第四个是乘数，最后一个是偏差。
色环：黑 0 棕 1 红 2 橙 3 黄 4 绿 5 蓝 6 紫 7
灰 8 白 9 金 ±5% 银 ±10% 无色 ±20%
3.工作电压最高：长期工作不击穿损坏时，长期工作不会产生电压。
4.稳定性：稳定性是衡量外部条件(温度、湿度、电压、时间和负载) 等)作用下电阻变化的程度。
这涉及两个参数：温度系数 a，表示温度每次变化 1度时，电阻值的相对变化；电压系数 av ，表示电压每次变化 1 电阻器电阻值的相对变化。
5.高频特性：在高频工作中，应考虑电阻固有电容和固有电感的影响。
6.噪声电动势：一般情况下，不能考虑电阻器的噪声电势，但对弱信号的影响不容忽视。

电阻的选择：电阻的选择涉及多方面。标称阻值、额定功率、阻值误差三个参数在一般使用中只需考虑。综合考虑电阻的功能、质量、效率、价格等。这里提供几点选择电阻的建议：①根据电阻在电路中的作用和具体的技术要求，选择哪种电阻。例如，电路中的降压和限流电阻、音频负载电阻等，碳膜电阻可满足要求；如果稳压电路中的取样电阻、延迟电路中的定时电阻等，最好选择金属膜电阻；测量仪器中使用的分流分压电阻应选择高精度电阻。②一般来说，在电路设计中选择电阻时，所选电阻的额定功率是电路中消耗的功率的两倍。③结合电路要求，选择合适的电阻值和精度，最好考虑生产成本因素。
四、命名方法
按部颁标准（SJ-73)规定电阻器和电位器的命名由以下四部分组成:第一部分 分(主称)；第二部分:(材料)；第三部分(分类特征)；第四部分(序号)。
命名如下表：

五、检测方法
1.固定电阻器检测:将万用表的两个指针与电阻两极分别连接(不分正负)，选择万用表的合适档位，使测量时的指针落在20%-80%的最大范围内。当测量的电阻值超过几十千欧元时，不要用手触摸表笔和电阻的导电部分。
2.熔断电阻器检测:使用R直接测量1档。为保证测量的准确性，熔断电阻器的一端应从电路焊接，然后进行测量。
3.电位器检测：①首先判断结构(旋转声音、手感等)。
②然后用万用表测量，调整档位:
测量1和2端的读数应为标称阻值
检查电位器的移动臂是否与电阻片接触良好。用万用表测量1、2或2、3端。先将电阻滑到最小，然后慢慢旋转增加电阻，观察万用表指针是否平静移动。
4.正负温度系数热敏电阻检测:万用表R一档，两步操作：
A。常温试验：与两引脚接触测阻值，与标称值相比，误差为±2Ω则正常。
B.加热试验：用热源靠近加热，看电阻值能否随温度变化。
5.压敏电阻检测:万用表R*1档测量压敏电阻两引脚之间的正反向绝缘电阻，均为无穷大，否则说明漏电流大。若所测电阻很小，说明压敏电阻已经损坏，不能使用。
6.检测光敏电阻：A.用黑纸覆盖光敏电阻的透光口，万用表指针基本不动，电阻接近无限大。
B.将一个光源对准透光口，大幅摆动指针，显著降低降低。
C将黑纸片在透光口晃动，万用表指针也应相应晃动。

六、使用建议(电气)
从以下几个方面可以深入考虑电阻的使用：
热漂移和老化的初始精度。
有效功率可应用于元件。
可应用于元件上的重复或不重复的脉冲功率。
可应用于元件的峰值电压。
高频特性。

1.元器件的综合精度
漂移和老化的影响(必要时)需要添加到初始精度。温度变化必须考虑元件自热的影响。
典型例子：
电阻±5%；±200ppm/℃；P=10mW(无自发热)
室温范围：T=25℃±60℃；老化±0.5%
?综合精度最差： ±5±(200ppm×60) ±0.5=±5±1.2±0.5=±6.7%

2. 可应用于元件的有效功率
   最大允许功率取决于周围环境的温度。定义范围(125或155℃），下降的限额变化很大
   大。
   以下图表示例（Philips）指出元件上使用的温度降级。
   

当元件并排时，由于热点非常接近，需要特别考虑热分配。
VISHAY SMM0204(0.4W)电阻功率分配例：
如果元件表面的最高温度允许120℃环境温度最高为80℃每个电阻的平均功率为1/8W，或者33个电阻是1/16W，当使用FR4 1.6mm PCB，在范围50mm×50mm内。

3. 可应用于元件上的重复或不重复的脉冲功率。
   最大允许平均功率(重复脉冲)或功率(单脉冲)与脉冲持续时间有关（Tamb≤ 70℃）
   以下是一个例子：（Philips RC21电阻，0603 厚膜）
   

注意，有时元件瞬间能吸收的最大能量很大。

4. 可应用在元件上的峰值电压。
   指的是电阻最大可承受电压（不考虑消耗功率和超过规定温度范围）
   例如Philips RC21(0603厚膜电阻)
   

电阻在使用时要注意需要应对的实验要求，要衡量电阻是否在特定时间内承受住特定电压，也就是可承受功率和时间的关系。

5.高频特性
电阻是在低频时只用考虑纯阻，但是在高频时就需要考虑电阻的高频特性。此时的电阻等效模型是由电阻、寄生电感、寄生电容组成。因此，在高频时电阻的阻值会有变化，在应用时要引起注意。
例如以下Phlipis的电阻：

封装与功率：

电阻的常用描述：

电阻做上拉电阻
当 TTL 电路驱动 COMS 电路时，如果 TTL 电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为 3.5V），这时就需要在 TTL 的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。
电阻选用技巧：
a. 对于要求不高的电路，在选择电阻器时，其阻值和功率应与要求值尽量接近，并且额定功率只能大于要求值，若小于要求值，电阻器容易被烧坏
b. 若无法找到某个阻值的电阻，可采用多个电阻并联或串联的方式来解决。电阻串联阻值增大，并联阻值减小。
c. 电阻功率不够时，可采用多个大电阻的小功率电阻并联，或采用多个小阻值的小功率电阻串联。不管是采用并联还是串联，每个电阻承受的功率都会变小。

电位器选用

1. 标称阻值应尽量相同，若无标称阻值相同的电位器，可以采用阻值相近的替代，但标称阻值不能超过要求阻值的20%。
2. 额定功率应尽量相同，若无功率相同的电位器，可以采用功率大的电位器替代，一般不允许用小功率的电位器替代大功率电位器。
3. 阻值变化特性应相同，若无阻值变化特性相同的电位器，在要求不高的情况下，可用直线式电位器替代其他类型的电位器。