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一篇文章带你吃透“电阻”优秀硬件工程师必备基础

发布时间:2023-09-25 21:14:16   来源:爱游戏官方网站
 

  看到本文题目,很多人不禁露出自信的笑容:“不就是电阻吗,这有什么好说的,那老熟悉了,天天用啊”“老夫用过的电阻比吃过的盐还多”,这样,大家

  大家能回答出来多少内容呢,是不是感觉有点压力了?我在写这篇文章的时候也突然意识到一个小小的电阻居然有这么多东西能写,也是鸭梨山大,还望朋友们多多支持哈。

  下面步入正题,我跟你保证,这篇文章花了我很长时间的调研和补充才写出来,实用性和全面性绝对是其他文章中很难媲美的,而且其中涉及的知识点和概念都是成体系的,便于记忆和理解,请答应我一定要看完,查漏补缺,必定会有所成长。

  全文共计7500+字,在word文档计14页,建议先收藏,再阅读,时时查阅,不遗漏。

  定义:导体对于电流的阻碍作用叫做该导体的电阻,它是导体本身的一种性质,通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆,简称Ω。

  以及特种电阻器,他们具有不一样的特性。1)固定电阻器:就是在常规条件下阻值不变电阻器。

  ,指的是压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等阻值对环境变化敏感的电阻器,适用于特殊的使用环境或是检测设备中。PS:下图为光敏电阻>

  是不是脑海中瞬间浮现出一大堆奇形怪状的电阻,除了常见的方形片状贴片电阻和圆柱电阻,还有长条状的集成电阻,管状的绕线电阻,下面图片中列出了常见的几种,数数看你都认识吗?

  差异很大。下面主要对这五种类型的电阻做多元化的分析:碳膜、金属膜、金属氧化膜、线绕电阻、SMT表贴电阻。

  制作工艺:它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表明产生碳膜,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。

  ,精度较低(±5%左右),稳定性高,阻值和功率范围也比较宽,属于负温度系数电阻(温度上升,电阻减小)。应用:不适用于高精度使用环境(运算放大器放大、DCDC电源分压等等)

  制作工艺:它是采用高温真空镀膜技术将镍铬或类似的合金紧密附在瓷棒表明产生皮膜,加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成。

  的电阻器使用。应用:用在绝大多数的家电、无线通讯设备、仪器仪表中,亦用于高精度要求下的军事航天等领域,应用非常普遍。

  制作工艺:它是采用特种金属或合金作电阻材料,用真空蒸发或溅射的方法,在陶瓷或玻璃基本上形成氧化的电阻膜层的电阻器。

  制作工艺:线绕电阻器是用电阻丝绕在绝缘骨架上构成的。电阻丝一般都会采用具有一定电阻率的镍铬、锰铜等合金制成。绝缘骨架是由陶瓷、塑料、涂覆绝缘层的金属等材料制造成管形、扁形等各种形状。

  ,功率大,温度系数小;短时间超负载能力强,阻值常年无变化;能选用无感型绕制(选用无磁性的材料和特殊绕制方法减少线绕电阻电感量,接近理想电路)应用:通常用于

  等交直流电路中作分压、降压、分流及负载电阻使用。无感线绕电阻能够适用于中高频电路。>

  制作工艺:是金属玻璃釉电阻器中的一种。是将金属粉和玻璃釉粉混合,采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。

  。可大大节约电路空间成本,使设计更精细化。应用:大范围的应用于计算机、手机、电子辞典、医疗电子科技类产品、摄录机、电子电度表等设备中。

  ,这种划分更为细致,也是我们在做出合理的选择时候的一种重要的参考是依据。这里我专门绘制了一张表格分别说明其技术指标和推荐应用:

  的名字进行命名的,是不是有点像“大侦探福尔摩斯”中的华生。又或是007中的那个技术人员,严谨但有趣。>

  根据欧姆定律,我们大家可以得到电阻的定义公式和决定公式,其中定义公式为电阻在电路中计算公式。决定公式是电阻被制造出来特性,与

  >

  其中ρ为电阻的电阻率,由其本身材质决定;L表示为电阻的长度,S表示电阻的横截面积;

  这一小节的内容才是我们在做高速设计中电阻应用的重点环节。刚才也有提到,绕线电阻由于引线电感过大导致不适合在高频等效电路中应用,那么什么样的电阻才适用在高频电路呢?

  没错,就是SMD贴片电阻,也是我们在高密度多层板设计中所用的电阻,这种电阻也分为薄膜电阻和厚膜电阻,这个我们会在后续内容中涉及到。不同于

  ;Cb为两个金属引脚间的寄生电容(贴片电阻往往比较小,可忽略)。这里特别要注意的是封装尺寸和内部寄生电容的关系,通常来说较小的SMD封装的寄生参数也较小。这也是除了减小体积之外,手机中已经开始用

  下面我会逐一做多元化的分析和描述,希望可以使用最简单直观的表述方式让大家理解:

  阻值的确定是存在一个标准的阻值表,这个组织表是美国电子工业协会定义了一个标准电阻值系统,并不是所有的电阻阻值都有,建议在进行电阻首先查阅一下这个表格,然后没有的阻值使用两个电阻拼一下即可。

  百度查“电阻标准阻值表”下载表格。知其然必须知其所以然,这才是科研的真谛。因此我简单

  步骤三:根据得到的基本数,将基本系数×10^n(n为整数),即可得到具体的电阻数值。

  因为误差比较大,所以E6对应的阻值比较少,误差越小对应拥有的阻值就越多。这个也好理解,

  色环法如下图所示,上面4色环对应的为22×1=22欧姆,精度±5%(金色)。下面5色环对应470×0.1=47Ω,精度±1%。

  所谓电阻的额定功率,指的就是长期工作不损坏,还可以保证性能稳定工作的最大功率。

  如果换算成显卡那就是别超频,否则就容易损毁或是寿命减少,这也是矿卡不推荐购买的根本原因。下图很明显就是

  如下功率温度曲线度时,电阻的实际额定功率会急剧下降,因此,实际使用中应注意的降额标准为:

  同额定功率一样,电阻的额定电压指的是电阻在两端所加电压下能够长时间工作不损坏电阻的电压值,这里我找到一份超棒的降额表格,分享给大家,一图顶千言。

  其中Pr为额定功率;T为实际在做的工作温度;Ts为额定环境温度,也就是功率温度曲线度;Tmax对应最大工作时候的温度,对应功率温度曲线度的点;Pm为峰值脉冲功率;Ur是额定工作电压;Um是峰值脉冲电压;

  [1]:电阻上存在不超过1s的脉冲负荷时要同时满足瞬态降额要求。脉冲大于1s时仍然按照稳态降额评估。

  分类:负温度系数、正温度系数及在某一特定温度下电阻值会发生突变的临界温度系数。

  ,比如常见的银铜金铝。少数类似康铜、锰铜材料电阻率温度系数极小,可以被用来制造精密电阻元件(康铜丝做采样电阻也是这个原因)。下面再简单阐述几个概念:

  正温度系数:PTC(Positive Temperature Coefficient),热敏电阻就是这一个原理,用来做自恢复保险丝限流保护电路,温度上升,阻值增大。金属为主要材料。

  负温度系数:NTC(Negative Temperature Coefficient),用于测温、控温以及温度补偿等方面。金属氧化物为主要材料,寿命是其重要性能指标。

  如下图所示,a为线性电阻,b、c均为非线性电阻。但是实际使用中即使是线性电阻也没有如此理想化的线性关系,因为随着电流增加,电阻温度会升高,进而影响阻值大小。

  热噪声主要是由于温度引起,电阻通电发热,内部的电流导子产生无规则的运动,使电流的定向流动产生起伏变化,进而形成了热噪声电流。

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  其中R是电阻的固定阻值;T是绝对温度;B为频率带宽;k是玻尔兹曼常数,约为1.38e^(-23);

  哦。过剩噪声主要是材料问题,当电流在通过电阻时,电阻薄膜并不均匀,电流不能均匀的流经电阻的每一个区域,当某个区域较为密集时,就会产生过剩噪声。

  电阻器是具有常规使用的寿命的,而且在长时间使用的过程中阻值也会发生明显的变化,具体原因是无定型结构具有结晶化趋势,通常认为温度每增高10°,寿命减少一半。

  轻则影响电路检测精度,重则导致电路烧毁,危及安全,因此请尽量选用有质量保证的品牌电阻,避免影响产品质量。

  低频时阻抗为R,当频率大约10MHz时,阻抗开始下降,此时如2.3章节所示,寄生电容的影响成为主要影响,引起阻抗的持续下降。

  因为这两种是我们在贴片电阻选择中最常见到的,下面就是它们的指标特性分析,看完就会选择啦

  。如果有收获,请帮我点赞分享一下吧,让更多的朋友看到这篇文章,也激励我一下,谢谢啦!



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