史上最詳細的電阻科普文章,小小電阻藏著大奧秘

　　一、電阻的基本原理

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201809/392306.htm

　　電阻，和電感、電容一起，是電子學三大基本無源器件;從能量的角度，電阻是一個耗能元件，將電能轉化為熱能。

　　數年前，出現了第四種基本無源器件，叫憶阻器(Memristor)，代表磁通量和電荷量之間的關係。XX文庫裡也有很多資料，有興趣可以了解一下。

　　通常，都是根據歐姆定律來定義電阻，給電阻加一個恆定電壓，會產生多大電流;也可以，通過焦耳定律來定義，當電阻流過一個電流，單位時間內會產生多少熱量。

　　實際電阻的等效模型

　　同樣的，實際電阻都是非理想的，存在一定引線電感和極間電容，當應用場合頻率較高，這些因數不能忽略。

　　某薄膜電阻的頻率特性

　　上圖電阻的高頻特性非常好，可以看到極間電容只有0.03pF，引線電感只有0.002nH，其中75Ω的電阻可以到30GHz。我們通常使用的貼片電阻大都是厚膜電阻，性能遠達不到如此，其引線電感有幾個nH，極間電容也有幾個pF，大多只能用到幾百MHz或幾個GHz。

　　標準阻值表

　　通常電阻阻值都是標準，上圖給出了不同精度(容差)的電阻的標準阻值，通常乘以10的倍數或除以10的倍數，就可以得到所有阻值。

　　如何記住上述阻值表呢?其實也很簡單，注意以下三點：

　　不同精度的電阻對應著不同精度的系列。通常10%精度的是E12系列，2%和5%是E24系列，1%是E96系列，而0.1%、0.25%和0.5%是E192系列。

　　系列名中的數字代表著該系列有幾個標準阻值，通常為6的倍數。例如，E12系列有12個不同的阻值，E192系列有192個不同的阻值。

　　每個系列的阻值都近似是一個等比數列，公比為10開多少次方，基數是10Ω。例如E12系列的公比是10開12次方，E96系列的公比都是10開96次方。

　　有興趣的可以按照上表數一數，算一算是不是上述規律。另外，根據IEC的規定，2%精度對應是E48系列有48個阻值，有興趣的可以算一下是哪些值。上表中，Vishay可能不生產該系列了。

　　阻值標記(Marking)

　　通常我們使用最多的就是5%和1%的片狀電阻，一般0603以上的電阻封裝上都有標記表示電阻值。

　　E24系列(5%)

　　對於大於10Ω，通常有3位數字表示阻值，前兩個表示阻值基數，最後一位表示乘以10的幾次方。例如標記100代表10Ω，而不是100Ω，472代表4.7kΩ。小於10Ω通常用R來表示小數點，例如2R2，表示2.2Ω。

　　E96系列(1%)

　　通常由2位數字加一個字母表示，2位數字代表是E96系列的第幾個阻值，字母表示乘以10的幾次方，其中Y代表-1，X代表0，A代表1，B代表2，C代表3，以此類推。例如47C，從表中數到47個阻值，是30.1，C代表乘以10的3次方，就是30.1kΩ。

　　另外，對於軸向引線封裝的電阻，阻值標記都是一圈一圈的色環，具體含義如下圖所示：

　　阻值色環碼

　　從左往右，前兩個或三個環代表數字，接下來的環代表乘數，與前面的數字相乘便是阻值。再接下來的環代表電阻的容差，最後就是電阻的溫度係數。

　　二、電阻的工藝與結構

　　電阻的工藝種類繁多，可以根據阻值是否可以變化，分成兩大類介紹：

　　固定電阻

　　可變電阻

　　2.1 固定電阻

　　固定電阻，顧名思義就是電阻值是定值，不可變。大多數時候，我們使用的電阻都是固定值的。可以根據封裝的不同大致再分類

　　2.1.1 軸向引線電阻(Axial Leaded Resistor)

　　軸線引線電阻通常都是圓柱形，兩個外電極是圓柱體兩端的軸嚮導線，根據材料和工藝的不同還可以再分為多種。

　　繞線電阻(Wire Wound Resistor)

　　繞線電阻是將鎳鉻合金導線繞在氧化鋁陶瓷基底上，一圈一圈控制電阻大小。繞線電阻可以製作為精密電阻，容差可以到0.005%，同時溫度係數非常低，缺點是繞線電阻的寄生電感比較大，不能用於高頻。繞線電阻的體積可以做的很大，然後加外部散熱器，可以用作大功率電阻。

　　碳合成電阻(Carbon Composition Resistor)

　　碳合成電阻主要是由碳粉末和粘合劑一起燒結成圓柱型的電阻體，其中碳粉末的濃度決定了電阻值的大小，在兩端加鍍錫銅引線，最後封裝成型。碳合成電阻工藝簡單，原材料也容易獲得，所以價格最便宜。但是碳合成電阻的性能不太好，容差比較大(也就是做不了精密電阻)，溫度特性不好，通常噪聲比較大。碳合成電阻耐壓性能較好，由於內部是可以看作是碳棒，基本不會被擊穿導致被燒毀。