電阻,和電感、電容一起,是電子學(xué)三大基本無源器件;從能量的角度,電阻是一個(gè)耗能元件,將電能轉(zhuǎn)化為熱能。數(shù)年前,出現(xiàn)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(guān)系。
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一、電阻的基本原理
電阻,和電感、電容一起,是電子學(xué)三大基本無源器件;從能量的角度,電阻是一個(gè)耗能元件,將電能轉(zhuǎn)化為熱能。
數(shù)年前,出現(xiàn)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(guān)系。
通常,都是根據(jù)歐姆定律來定義電阻,給電阻加一個(gè)恒定電壓,會產(chǎn)生多大電流;也可以,通過焦耳定律來定義,當(dāng)電阻流過一個(gè)電流,單位時(shí)間內(nèi)會產(chǎn)生多少熱量。
實(shí)際電阻的等效模型
同樣的,實(shí)際電阻都是非理想的,存在一定引線電感和極間電容,當(dāng)應(yīng)用場合頻率較高,這些因數(shù)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(yuǎn)達(dá)不到如此,其引線電感有幾個(gè)nH,極間電容也有幾個(gè)pF,大多只能用到幾百M(fèi)Hz或幾個(gè)GHz。
標(biāo)準(zhǔn)阻值表
通常電阻阻值都是標(biāo)準(zhǔn),上圖給出了不同精度(容差)的電阻的標(biāo)準(zhǔn)阻值,通常乘以10的倍數(shù)或除以10的倍數(shù),就可以得到所有阻值。
如何記住上述阻值表呢?其實(shí)也很簡單,注意以下三點(diǎn):
不同精度的電阻對應(yīng)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(shù)字代表著該系列有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)阻值,通常為6的倍數(shù)。例如,E12系列有12個(gè)不同的阻值,E192系列有192個(gè)不同的阻值。
每個(gè)系列的阻值都近似是一個(gè)等比數(shù)列,公比為10開多少次方,基數(shù)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(shù)一數(shù),算一算是不是上述規(guī)律。另外,根據(jù)IEC的規(guī)定,2%精度對應(yīng)是E48系列有48個(gè)阻值,有興趣的可以算一下是哪些值。上表中,Vishay可能不生產(chǎn)該系列了。
阻值標(biāo)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(biāo)記表示電阻值。
E24系列(5%)
對于大于10Ω,通常有3位數(shù)字表示阻值,前兩個(gè)表示阻值基數(shù),最后一位表示乘以10的幾次方。例如標(biāo)記100代表10Ω,而不是100Ω,472代表4.7kΩ。小于10Ω通常用R來表示小數(shù)點(diǎn),例如2R2,表示2.2Ω。
E96系列(1%)
通常由2位數(shù)字加一個(gè)字母表示,2位數(shù)字代表是E96系列的第幾個(gè)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(shù)到47個(gè)阻值,是30.1,C代表乘以10的3次方,就是30.1kΩ。
另外,對于軸向引線封裝的電阻,阻值標(biāo)記都是一圈一圈的色環(huán),具體含義如下圖所示:
阻值色環(huán)碼
從左往右,前兩個(gè)或三個(gè)環(huán)代表數(shù)字,接下來的環(huán)代表乘數(shù),與前面的數(shù)字相乘便是阻值。再接下來的環(huán)代表電阻的容差,最后就是電阻的溫度系數(shù)。
二、電阻的工藝與結(jié)構(gòu)
電阻的工藝種類繁多,可以根據(jù)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(shù)時(shí)候,我們使用的電阻都是固定值的??梢愿鶕?jù)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(gè)外電極是圓柱體兩端的軸向?qū)Ь€,根據(jù)材料和工藝的不同還可以再分為多種。
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