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你不會(huì)知道，一個(gè)小小電阻也很奇妙

時(shí)間：2020-12-07 10:08:29
關(guān)鍵字： 電阻    元器件   
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[導(dǎo)讀]電阻是一個(gè)普通的元件，卻有不普通的門道，電阻的參數(shù)有很多，平時(shí)我們一般只要關(guān)注值、精度、額度功率，這三個(gè)指標(biāo)合適即可。誠(chéng)然，在數(shù)字電路中，我們無(wú)需關(guān)注太多的細(xì)節(jié)，畢竟在只有1和0的數(shù)字里面，不大計(jì)較微乎其微的影響。但是在模擬電路中，當(dāng)我們使用精準(zhǔn)的電壓源，或者對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，又或者放大一個(gè)微弱的信號(hào)時(shí)，阻值小小變動(dòng)都會(huì)帶來很大的影響了。

電阻是一個(gè)普通的元件，卻有不普通的門道，電阻的參數(shù)有很多，平時(shí)我們一般只要關(guān)注值、精度、額度功率，這三個(gè)指標(biāo)合適即可。

誠(chéng)然，在數(shù)字電路中，我們無(wú)需關(guān)注太多的細(xì)節(jié)，畢竟在只有1和0的數(shù)字里面，不大計(jì)較微乎其微的影響。

但是在模擬電路中，當(dāng)我們使用精準(zhǔn)的電壓源，或者對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，又或者放大一個(gè)微弱的信號(hào)時(shí)，阻值小小變動(dòng)都會(huì)帶來很大的影響了。
在與電阻斤斤計(jì)較的時(shí)候，當(dāng)然就是在處理模擬信號(hào)的場(chǎng)合了，后面就根據(jù)模擬電路應(yīng)用分析下電阻各參數(shù)的影響。

01 電阻的額度阻值

電阻的額度阻值的選擇往往被應(yīng)用固定了，比如對(duì)一個(gè)LED燈限流，或者對(duì)某個(gè)電流信號(hào)取樣，電阻的阻值基本沒有其他選擇。

但是有些場(chǎng)合，對(duì)電阻的選擇卻有多種，比如對(duì)一個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行放大。如圖1所示，放大倍數(shù)跟R2與R3的比例有關(guān)，與R2、R3的值無(wú)關(guān)。

你不會(huì)知道，一個(gè)小小電阻也很奇妙

這時(shí)選擇電阻的阻值還是有根據(jù)的：
  • 電阻阻值越大，熱噪聲就越大，放大器的性能就越差；
  • 電阻阻值越小，工作時(shí)電流越大，電流噪聲也就越大，放大器的性能就越差；
  • 這是很多放大電路的電阻是幾十K的原因了，有需要用到大阻值的地方，或者是使用電壓跟隨器，或者使用T型網(wǎng)絡(luò)來避免。


02? 電阻的精度

電阻的精度很好理解，這里不啰嗦了，電阻的精度一般有1%和5%，精密的要0.1%等。0.1%的價(jià)格大約是1%的十倍，1%的價(jià)格大約是5%的1.3倍。
一般地，精度代號(hào)A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。

03? 電阻的額度功率

電阻的功率本來很簡(jiǎn)單，但是往往容易用得不恰當(dāng)，比如2512的貼片電阻，額度功率是1W，根據(jù)電阻的規(guī)格書，溫度超過70攝氏度時(shí)，電阻就要降額使用。
2512的貼片電阻到底能用到多大的功率呢？

在常溫下，如果PCB焊盤沒有特殊散熱處理，2512的貼片電阻功率達(dá)到0.3W時(shí)，溫度就可能要超過100甚至120攝氏度了。

在125攝氏度的溫度下，根據(jù)溫度降額曲線，2512的額度功率需降額到30%了。
這種情況在任何封裝的電阻都需要注意的，不要迷信標(biāo)稱功率，關(guān)鍵的位置最好再三確認(rèn)避免留下隱患。

04? 電阻的耐壓值

電阻的耐壓值一般比較少提，特別是新手，往往沒有什么概念，以為電容才有耐壓值。

電阻兩端能夠施加的電壓，一個(gè)是由額度功率決定，要保證功率不能超過額度功率，另外就是電阻的耐壓值了。

雖然電阻體的功率不超過額度功率，但是過高的電壓會(huì)導(dǎo)致電阻不穩(wěn)定、電阻引腳間爬電等故障，在使用時(shí)需根據(jù)使用的電壓選擇合理的電阻。

部分封裝的耐壓值包括：0603=50V，0805=100V，1206至2512=200V，1/4W插件=250V。

而且，時(shí)間應(yīng)用中，電阻上的電壓應(yīng)該比額度耐壓值小20%以上，不然時(shí)間一長(zhǎng)就容易出問題了。

05? 電阻的溫度系數(shù)

電阻溫度系數(shù)是描述電阻隨溫度變化的參數(shù)，這個(gè)主要由電阻的材料決定的，一般厚膜片式電阻0603以上的封裝都可以做到100ppm/℃。

意思就是該電阻環(huán)境溫度變化25攝氏度時(shí)，電阻值有可能變化了0.25%，如果是12bit的ADC，0.25%的變化也就是10個(gè)LSB了。

所以像AD620這樣的運(yùn)放，僅靠一個(gè)電阻調(diào)整放大倍數(shù)的，很多老工程師不會(huì)貪方便而使用，他們會(huì)使用常規(guī)電路，通過兩個(gè)電阻的比例調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，當(dāng)電阻是相同類型的電阻時(shí)，溫度引起的阻值變化不會(huì)帶來比例的變化，電路就更穩(wěn)定。
在要求更高的精密儀表，會(huì)使用金屬膜電阻，他們的溫漂做到10至20ppm是容易的，當(dāng)然也就貴點(diǎn)。

總之，在儀表類的精密應(yīng)用中，溫度系數(shù)絕對(duì)是很重要的一個(gè)參數(shù)，電阻不精準(zhǔn)可以在校準(zhǔn)時(shí)調(diào)整參數(shù)，電阻隨外界溫度的變化是控制不了的。

06? 電阻的結(jié)構(gòu)

電阻的結(jié)構(gòu)比較多，這里提下能想起來的應(yīng)用，機(jī)器的啟動(dòng)電阻，一般是用電阻對(duì)大容量的鋁電解進(jìn)行預(yù)充電，充滿鋁電解后閉合繼電器接通電源工作。

這種電阻需要耐沖擊，最好使用大繞線電阻，電阻的額度功率不是很重要，但瞬時(shí)功率卻很高，普通的電阻難滿足要求。

高壓應(yīng)用，比如電容放電的電阻，實(shí)際工作電壓超過500V，最好使用高壓玻璃釉電阻而不是普通的水泥電阻。

尖峰吸收的應(yīng)用，比如可控硅模塊兩端需要并聯(lián)RC做吸收，做dv/dt保護(hù)，最好就實(shí)現(xiàn)無(wú)感繞線電阻，這樣才能對(duì)尖峰有良好的吸收性能并且不容易被沖擊損壞。

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