描述

學(xué)習(xí)電子知識(shí)就像是剝洋蔥，無(wú)論你學(xué)習(xí)了多少，總會(huì)有更深層次的知識(shí)有待發(fā)現(xiàn)和探索。這不僅是因?yàn)樾录夹g(shù)不斷被發(fā)明，還因?yàn)楹芏嘟M件變得越來(lái)越成熟，以至于我們會(huì)把它們當(dāng)成是理所當(dāng)然。從這個(gè)角度看電阻和電容就是完美的例子，在我大學(xué)期間的前幾年，電阻和電容對(duì)我來(lái)說(shuō)只是電路原理圖上一些示意符號(hào)。直到我來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，才看到它們是由金屬、塑料、硅等材料制成的器件。然而在當(dāng)時(shí)缺乏經(jīng)驗(yàn)的我看來(lái)，電阻就是電阻，電容最多是極化或非極化的，但是如果我們把洋蔥剝開(kāi)，里面的東西要比我們看到的要多得多。

當(dāng)你從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)第一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，在你設(shè)計(jì)好電路圖之后就要準(zhǔn)備材料清單（BOM）了。自然而然的你會(huì)訪問(wèn)，在搜索框中輸入器件名稱或編號(hào)進(jìn)行搜索。雖然你知道選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚祷蝾~定功率值，但是你可能不太清楚不同類型電阻和電容之間的區(qū)別，下面我們就詳細(xì)探討一下…..

縮小電阻范圍

可選擇的數(shù)量足以讓你的腦袋爆炸（圖1）！各種各樣電阻和電容類型都有其存在的原因。不同的工藝技術(shù)會(huì)有不同的性能特點(diǎn)，許多也只應(yīng)用在非常高端專業(yè)的場(chǎng)合，某些大功率的電阻單位成本從幾便士到超過(guò)100美元。那么大部分廠商在為項(xiàng)目選擇電阻和電容時(shí)應(yīng)該考慮什么呢？

圖1：太多類型的電阻了！從哪里開(kāi)始呢？

根據(jù)你要采用的焊接技術(shù)，第一件你必須決定的事就是選擇通孔還是表面焊接（SMD）組件，通孔組件更容易手工焊接，但是代價(jià)是占用電路板（PCB）太多的空間。

碳電阻

碳電阻可能是最常見(jiàn)的電阻了，也是我們最初采用的電阻。在很多初學(xué)者開(kāi)發(fā)工具包中都能夠見(jiàn)到，這類電阻往往都很便宜，但是會(huì)有電磁“噪聲”，尤其是它們發(fā)熱的時(shí)候。對(duì)于那些對(duì)誤差要求不嚴(yán)格的場(chǎng)景電阻 電容，比如限制LED燈的電流，碳電阻是非常好的選擇。

金屬膜電阻

如果你不考慮成本，你可以選擇采用金屬膜電阻，隨著溫度的增加它具備更少的噪聲以及更好的穩(wěn)定性，這也使得其更適合高頻應(yīng)用，比如射頻電路。此外它可以做成很大阻值的電阻（以百萬(wàn)歐姆來(lái)計(jì)算）。

繞線電阻

這類電阻的單位成本也相對(duì)較高，電阻值通常只有幾千歐姆，然而它們往往能夠處理很大的電流，而且非常的精確，這使得它們?cè)趥鞲袘?yīng)用中很常見(jiàn)。

薄膜電阻

這類電阻在低成本的碳電阻和高性能金屬膜電阻（更小的誤差，更高的精確度）以及繞線電阻（更強(qiáng)大的功率處理能力）之間提供了一個(gè)很好的折中方案，我認(rèn)為它是大多數(shù)應(yīng)用選擇的默認(rèn)類型，除非我確定絕對(duì)需要另外一種類型或者采用價(jià)格更便宜的電阻類型來(lái)滿足我的需求。

厚膜電阻

這類電阻性能略低于薄膜電阻，但是價(jià)格往往也比較便宜。

縮小電容范圍

與電阻一樣，電容的制造方式也是多種多樣，在性能特點(diǎn)和成本上也各有不同。在很大程度上電容之間的差異取決于其組成結(jié)構(gòu)中使用的技術(shù)和材料，主要是分隔電容器兩側(cè)間的介質(zhì)。

鋁電解電容

這類電容通常是以藍(lán)色和銀色的垂直圓柱體（但也不總是）的形式焊接在很多電路板上。它們的價(jià)格非常的便宜，單位體積的電容值非常的高，并且能夠處理非常高的電壓。另一方面它們是由極性的電阻 電容，具有較高的開(kāi)漏電流，并且隨著頻率的增加等效串聯(lián)電阻（ESR）值也不斷增加。此外鋁電解電容的等效電阻（ESR）隨著時(shí)間的推移會(huì)變差，當(dāng)鋁電解電容失效時(shí)就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)路問(wèn)題。它們通常用于電路的電壓調(diào)節(jié)部分。

鉭電容

這類電容也是有極性的，價(jià)格往往比鋁電解電容貴一點(diǎn)。對(duì)于增加的價(jià)格，鉭電容具有更低的開(kāi)漏電流和更高電容穩(wěn)定性。相對(duì)于鋁電解電容，它們一般不能夠承受較高的電壓，但是承受反向電壓時(shí)表現(xiàn)的更好。它們最大的優(yōu)點(diǎn)是體積電容比，通常用在電路板價(jià)格比較昂貴的場(chǎng)合，當(dāng)電容失效時(shí)則會(huì)導(dǎo)致短路問(wèn)題。

陶瓷電容

它是最廣泛采用的一種電容，陶瓷電容通常是那種橙色小圓盤(pán)形狀（當(dāng)然也有其他形狀和顏色），在很多電路板上都可以見(jiàn)到。通常它們用于電路板上電源和接地管腳間的連接，這有助于減少電壓下降造成的相關(guān)問(wèn)題，電壓下降可能導(dǎo)致芯片復(fù)位。它們也被用于高速信號(hào)耦合和解耦應(yīng)用，陶瓷電容值的大小一般在幾皮法(pF)到幾微法(μF)，它們的額定電壓也比較低，當(dāng)它們失效時(shí)會(huì)造成短路問(wèn)題。

薄膜電容

薄膜電容種類則比較多樣，它們采用各種介質(zhì)材料和工藝技術(shù)。在價(jià)格上通常要比其他類型的電容要貴一些，但是它們的寄生損耗要小一些，在高電流場(chǎng)景中應(yīng)用比較廣泛。此外它們的精密公差參數(shù)使得它們?cè)谟?jì)時(shí)應(yīng)用中很受歡迎，比如電機(jī)速度控制器。當(dāng)它們失效時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電路開(kāi)路，然而它們的預(yù)期壽命會(huì)長(zhǎng)達(dá)幾十年。

總結(jié)

希望你能夠看到并了解更多類型的電容！本文介紹的內(nèi)容并不是很詳盡，只是收集了多年來(lái)我的一些比較重要的經(jīng)驗(yàn)法則。當(dāng)然還有很多細(xì)微的差別，所以如果這篇文章勾起了你的好奇心，不妨做更多的深入的了解。此外大量采購(gòu)可以幫助降低單位成本，因此如果你批量生產(chǎn)產(chǎn)品你可以批量采購(gòu)更高性能的器件，這樣會(huì)更加經(jīng)濟(jì)可靠。

最后一點(diǎn)建議：制造原型時(shí)我更喜歡采用通孔類型的器件，這樣會(huì)簡(jiǎn)單很多。如果我打算自制一塊帶有貼片焊接元件的電路板時(shí)，我會(huì)盡量采用0603、0805、1210和2010這樣的封裝，可以是薄膜/厚膜類型的元件。

文章由啟和科技編輯