電阻在電子產(chǎn)品中是最常用的器件之一，基本上只要是電子產(chǎn)品楼熄，內(nèi)部就會(huì)存在電阻捞镰。電阻可以在電路中用作分壓器闸与、分流器和負(fù)載電阻毙替；它與電容器—起可以組成濾波器及延時(shí)電路；在電源電路或控制電路中用作取樣電阻践樱；在半導(dǎo)體管電路中用作偏置電阻確定工作點(diǎn)厂画；使用特殊性質(zhì)的電阻如壓敏電阻、熱敏電阻實(shí)現(xiàn)防浪涌電壓拷邢、抑制沖擊電流袱院，實(shí)現(xiàn)過(guò)溫保護(hù)等等。電阻是最普通的器件瞭稼，同時(shí)也是電路中不可或缺的器件忽洛，選好用好電阻對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定運(yùn)行及使用可靠性是至關(guān)重要的。
電阻的種類很多环肘，普通常用的電阻有碳膜電阻欲虚、水泥電阻、金屬膜電阻和線繞電阻等;特殊電阻有壓敏電阻廷臼、熱敏電阻苍在、光敏電阻等。不同類型電阻其特性參數(shù)都有一定的差異荠商，在電路使用時(shí)需要考慮的點(diǎn)也不一樣寂恬。對(duì)于剛接觸電路設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)很可能會(huì)忽略電阻的某些特殊的參數(shù)，導(dǎo)致產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性得不到保證莱没。正確的理解電阻各個(gè)參數(shù)及選型的注意事項(xiàng)初肉，且全面的理解電阻在電路中起到的真正作用，才能夠從底層最基本的電路設(shè)計(jì)上保證產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)性饰躲。
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電阻的基本參數(shù)
新接觸硬件電路設(shè)計(jì)的工程師牙咏，可能對(duì)電阻的第一印象就是物理書上描述的導(dǎo)電體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻，用符號(hào)R表示嘹裂，單位為歐姆妄壶、千歐、兆歐寄狼，分別用Ω丁寄、KΩ、MΩ表示泊愧。主要關(guān)注的參數(shù)為1)伊磺、標(biāo)稱阻值：電阻器上面所標(biāo)示的阻值;2)、允許誤差：標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱阻值偏差删咱，它表示電阻器的精度屑埋。而在電路的設(shè)計(jì)上，只關(guān)注這兩個(gè)參數(shù)是不夠的痰滋，還有兩個(gè)重要的參數(shù)必須要在設(shè)計(jì)當(dāng)中引起重視：額定功率和耐受電壓值摘能，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性影響非常大续崖。
如電路中流過(guò)電阻的電流為100mA，阻值為100Ω团搞，那么在電阻上的功率消耗為1W袜刷，選擇常用的貼片電阻，如封裝為0805或1206等是不合適的莺丑，會(huì)因電阻額定功率小而出現(xiàn)問(wèn)題。因此墩蔓，選擇電阻的額定功率要滿足在1W以上(電路設(shè)計(jì)選擇電阻的功率余量一般在2倍以上)梢莽，否則電阻上消耗的功率會(huì)使電阻過(guò)熱而失效。
同樣奸披，耐壓值選擇不合適的情況下昏名，也會(huì)因?yàn)殡娮璞粨舸┒鴮?dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)的失敗。舉個(gè)例子：AC-DC開關(guān)電源模塊在設(shè)計(jì)的輸入前端阵面，根據(jù)安規(guī)GB4943.1標(biāo)準(zhǔn)的要求轻局，在保證插頭或連接器斷開后，在輸入端L样刷、N上的滯留電壓在1S之內(nèi)衰減到初始值的37%仑扑，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)采用并接一個(gè)或兩個(gè)MΩ級(jí)阻抗的電阻進(jìn)行能量泄放置鼻，而輸入端是高壓镇饮，即電阻兩端是要承受高壓的，當(dāng)電阻的耐壓值低壓輸入端高壓的情況下箕母，就會(huì)產(chǎn)生失效储藐。以下表一是常見SMT厚膜電阻的參數(shù)，最終選型時(shí)還要和選購(gòu)器件的廠家核實(shí)嘶是。
表一 常用SMT厚膜電阻
注：只做參考钙勃，以最終選擇的廠家說(shuō)明為準(zhǔn)
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電阻在電路中的作用
基本作用：
電子工程師都學(xué)習(xí)過(guò)電阻的基本作用，即在電路中用作分壓器聂喇、分流器和負(fù)載電阻;它與電容器—起可以組成濾波器及延時(shí)電路辖源、在電源電路或控制電路中用作取樣電阻;在半導(dǎo)體管電路中用作偏置電阻確定工作點(diǎn)等，對(duì)于這些作用授帕，電路中應(yīng)用是非常多的同木，也是非常重要，就不做過(guò)多的描述跛十。下面主要給大家介紹0Ω電阻及特殊電阻在電子電路設(shè)計(jì)中的作用及使用注意事項(xiàng)彤路。
0歐姆電阻在電路上的作用：
相信有很多新電工，在看一些前輩設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品時(shí)會(huì)經(jīng)辰嬗常看到電路上存在0Ω的電阻洲尊，為什么要設(shè)計(jì)這么一個(gè)電阻呢远豺，直接畫板連一塊不就好了，還畫蛇添足干嘛?通過(guò)對(duì)資料搜索和整理坞嘀，要點(diǎn)如下：
1) 模擬地和數(shù)字地單點(diǎn)接地
只要是地躯护，最終都要接到一起，然后入大地丽涩。如果不接在一起就是"浮地"棺滞，存在壓差，容易積累電荷矢渊，造成靜電继准。地是參考0電位，所有電壓都是參考地得出的矮男，地的標(biāo)準(zhǔn)要一致移必，故各種地應(yīng)短接在一起。人們認(rèn)為大地能夠吸收所有電荷毡鉴，始終維持穩(wěn)定崔泵，是最終的地參考點(diǎn)。雖然有些板子沒有接大地猪瞬，但發(fā)電廠是接大地的憎瘸，板子上的電源最終還是會(huì)返回發(fā)電廠入地。如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連撑螺，會(huì)導(dǎo)致互相干擾含思。不短接又不妥，有四種方法解決此問(wèn)題：1甘晤、用磁珠連接;2含潘、用電容連接;3、用電感連接;4线婚、用0歐姆電阻連接遏弱。
磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器，只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用塞弊，使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率漱逸，以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確定或無(wú)法預(yù)知的情況游沿，磁珠不合;電容隔直通交饰抒，造成浮地;電感體積大，雜散參數(shù)多诀黍，不穩(wěn)定;0歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路袋坑，能夠有效地限制環(huán)路電流，使噪聲得到抑制眯勾。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(0歐電阻也有阻抗)枣宫，這點(diǎn)比磁珠強(qiáng)婆誓。
2) 跨接時(shí)用于電流回路
當(dāng)分割電地平面后，造成信號(hào)最短回流路徑斷裂也颤，此時(shí)洋幻，信號(hào)回路不得不繞道，形成很大的環(huán)路面積翅娶，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響就變強(qiáng)了文留，容易干擾/被干擾。在分割區(qū)上跨接0歐電阻竭沫，可以提供較短的回流路徑厂庇，減小干擾。
3) 配置電路
一般输吏，產(chǎn)品上不要出現(xiàn)跳線和撥碼開關(guān)。有時(shí)用戶會(huì)亂動(dòng)設(shè)置替蛉，易引起誤會(huì)贯溅，為了減少維護(hù)費(fèi)用，應(yīng)用0歐電阻代替跳線等焊在板子上躲查∷常空置跳線在高頻時(shí)相當(dāng)于天線，用貼片電阻效果好镣煮。
4) 其他用途
布線時(shí)跨線調(diào)試/測(cè)試用：在開始設(shè)計(jì)時(shí)姐霍，要串一個(gè)電阻用來(lái)調(diào)試，但是還不能確定具體的值典唇，加了這么一個(gè)器件后方便以后電路的調(diào)試镊折，如果調(diào)試的結(jié)果不需要加電阻，就加一個(gè)0歐姆的電阻介衔。臨時(shí)取代其他貼片器件作為溫度補(bǔ)償器件 恨胚，更多時(shí)候是出于EMC對(duì)策的需要。另外炎咖，0歐姆電阻比過(guò)孔的寄生電感小赃泡，而且過(guò)孔還會(huì)影響地平面(因?yàn)橐诳?。總結(jié)如下：
1乘盼、在電路中沒有任何功能升熊，只是在PCB上為了調(diào)試方便或兼容設(shè)計(jì)等原因。
2绸栅、可以做跳線用级野，如果某段線路不用，直接貼該電阻即可(不影響外觀)
3阴幌、在匹配電路參數(shù)不確定的時(shí)候勺阐，以0歐姆代替卷中，實(shí)際調(diào)試的時(shí)候，確定參數(shù)渊抽，再以具體數(shù)值的元件代替蟆豫。
4、想測(cè)某部分電路的耗電流的時(shí)候懒闷，可以去掉0歐的電阻十减，接上電流表，這樣方便測(cè)耗電流愤估。
5帮辟、在布線時(shí),如果實(shí)在布不過(guò)去了,也可以加一個(gè)0歐的電阻。
6玩焰、在高頻信號(hào)下由驹，充當(dāng)電感或電容(與外部電路特性有關(guān))用，主要是解決EMC問(wèn)題昔园。如地與地蔓榄，電源和IC Pin間。
7默刚、單點(diǎn)接地(指保護(hù)接地甥郑、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互分開,各自成為獨(dú)立系統(tǒng))荤西。
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特殊電阻在電源模塊外圍防護(hù)電路的作用
最常見的特殊電阻有壓敏電阻和熱敏電阻澜搅，這個(gè)在AC-DC開關(guān)電源設(shè)計(jì)和應(yīng)用中起著關(guān)鍵的作用，了解下這兩種電阻的特性和具體的作用：
壓敏電阻MOV是在電路電磁兼容EMC中最常用的器件之一邪锌，廣泛的被應(yīng)用在電子線路中勉躺，來(lái)防護(hù)因?yàn)殡娏?yīng)系統(tǒng)的瞬時(shí)電壓突變所可能對(duì)電路的傷害。其特性通俗理解為前端電壓高于壓敏電阻的開啟電壓時(shí)觅丰，壓敏電阻被擊穿赂蕴，壓敏電阻的阻值降低而將電流予以分流，防止后級(jí)受到過(guò)大的瞬時(shí)電壓破壞或干擾舶胀，從而保護(hù)了敏感的電子組件概说。電路防護(hù)就是利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間嚣伐，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值糖赔，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。壓敏電阻的主要參數(shù)有：壓敏電壓轩端、通流容量放典、結(jié)電容、響應(yīng)時(shí)間等。
不過(guò)奋构，不要把壓敏電阻的作用想的太大了壳影，壓敏電阻是不可以提供完整的電壓保護(hù)的，壓敏電阻所能承受的能量或功率是有限的弥臼，不能提供持續(xù)性的過(guò)電壓保護(hù)宴咧。持續(xù)的過(guò)電壓會(huì)破壞保護(hù)裝置(壓敏電阻)，并對(duì)設(shè)備造成損害径缅。壓敏電阻不能提供保護(hù)的部分還有: 開機(jī)時(shí)的沖擊電流掺栅、短路時(shí)的過(guò)電流、電壓突降等情況纳猪，這些情況需要其他方式的防護(hù)氧卧。
熱敏電阻是一種跟溫度相關(guān)的器件，一般分為兩種氏堤，NTC為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻沙绝，即溫度越高，阻抗越小;PTC為正溫度系數(shù)熱敏電阻即溫度越高鼠锈，阻抗越大宿饱。利用阻抗對(duì)溫度的敏感特性在電路設(shè)計(jì)中起到了重要的作用。
NTC在電路中主要為抑制電路啟動(dòng)過(guò)程中的啟動(dòng)電流脚祟，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部存在功率電路强饮、容性及感性負(fù)載由桌，因此在啟動(dòng)瞬間會(huì)出現(xiàn)非常大的沖擊電流。如果電路器件選型過(guò)程中沒有考慮器件瞬時(shí)的抗電流能力邮丰，那么系統(tǒng)在多次啟動(dòng)的操作過(guò)程中行您，就很容易導(dǎo)致器件被擊穿損壞，而在電路中加入NTC剪廉，等于在輸入回路啟動(dòng)時(shí)提高輸入阻抗減少?zèng)_擊電流娃循，而系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由于NTC發(fā)熱斗蒋，根據(jù)其負(fù)溫度特性捌斧，阻抗降低，從而在NTC上的損耗也降低泉沾，減少了系統(tǒng)的整體損耗捞蚂。
PTC在電路中可以起到保險(xiǎn)絲的作用，所以其還有另一個(gè)名字為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲跷究。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中姓迅，電路出現(xiàn)異常，導(dǎo)致出現(xiàn)大電流時(shí)，如果該部分電路中串有一個(gè)PTC丁存，那么也就等于在PTC中存在有大電流流過(guò)肩杈，PTC發(fā)熱，根據(jù)其正溫度特性解寝，其阻抗將變得很大扩然，使整個(gè)回路的阻抗變大，從而使回路的電流變小编丘，起到了保險(xiǎn)絲的作用与学。根據(jù)其正溫度的特性，PTC的另一個(gè)作用是在電路中實(shí)現(xiàn)過(guò)溫保護(hù)嘉抓。
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最后總結(jié)
電阻的知識(shí)涵蓋非常多索守，不僅僅是知道歐姆定律后就能應(yīng)用好，其中還包括了材質(zhì)及其特殊性能抑片，如電阻元件的電阻值大小一般與溫度卵佛，材料，長(zhǎng)度敞斋，還有橫截面積有關(guān)截汪，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù);電阻的主要物理特征是變電能為熱能植捎，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件衙解，電流經(jīng)過(guò)它就產(chǎn)生損耗，以熱能的形式表現(xiàn);電阻在電路中通常起分壓焰枢、分流的作用;對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)蚓峦，交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻等。作為硬件工程師济锄，想要把元器件用的得心應(yīng)手暑椰，就需要通過(guò)對(duì)其材質(zhì)，電氣特性和其特殊性做深入的了解荐绝。
