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一文说清楚电阻，从原理、工艺到选型、应用

时间：2024-07-15 阅读量：176

电阻的基本原理

电阻和电容、电容一起，被称为电子学领域的三大基本"粒子"，就像复仇者联盟中的那几个奇幻宝石一样，组成了丰富且神奇的电子世界。

从能量的角度来看，电阻本质上是一个耗能元件，他通过设置障碍，阻碍电子的移动，并让电子不断地摩擦而产生热量。

在欧姆定律中，我们定义电阻为在一个恒定的电压下，可以流过多少电流，也就是 R = U / I 。

如果使用焦耳定律来理解，可以阐述为在电阻上流过一个电流，单位时间内产生的热量。

真实的电阻器件都是非理想的，存在一定引线电感和极间电容，当应用在频率较高的场景下时，这些因素不能忽略。

薄膜电阻的频率特性

上图是一个薄膜电阻的频率特性曲线，可以看到这个电阻的高频特性非常好，它的极间电容只有0.0262pF，引线电感只有0.00189nH，其中75Ω 阻值的电阻在30GHz的频率下工作还是稳定的。

当然，这种薄膜电阻肯定是一种特殊工艺制成的，我们通常使用的贴片电阻主要是以厚膜电阻为主，性能远达不到上图中的高频特性，厚膜电阻的引线电感通常在几个 nH，两引线点的极间电容在几个 pF，因此大多数厚膜电阻只能使用在几百 MHz 到 GHz 左右。

一文说清楚电阻，从原理、工艺到选型、应用

并不是我们无法生产出来，只是这样做会导致市场的需求散乱，趋于定制化，自然就没有办法进行大批量地制造和供应。

因此，国际上的 IEC 阻值就制定了一个电阻阻值和容差相关的标准。

要注意以下三点：

有兴趣的可以按照上表数一数，算一算是不是上述规律。

我们在设计中选择最多的是精度为5%和 1%的贴片电阻，一般 0603 及其以上的电阻封装都会有对应阻值的标记，我们可以先了解一下这些标记的意义。

E24系列(5%精度)

对于大于10Ω的阻值，通常用3位数字表示阻值，前两个表示阻值基数，最后一位表示乘以10的几次方。

例如标记100代表10Ω，而不是100Ω，472代表4.7kΩ。小于10Ω通常用R来表示小数点，例如2R0，表示2Ω。

E96系列(1%精度)

E96 系列通常由2位数字加一个字母表示，2位数字代表是E96系列的第几个阻值，字母表示乘以10的几次方，其中Y代表-1，X代表0，A代表1，B代表2，C代表3，以此类推。

这里就要提到标注阻值表，我截张图用于距离，如果需要完整的标准组织表可以点击阅读原文。

上面说的是贴片类的电阻标识阻值的方式，对于轴向引线封装的电阻，也就是我们常说的直插电阻，它是利用电阻上的色环颜色来标识阻值的，因此我们也称他们为色环电阻。目前市面上除了一些超大功率的地方需要用到色环电阻外，随着电路密度不断地增加，已经很少看到色环电阻了。