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，有興趣可以另外了解一下,。

通常,，都是根據(jù)歐姆定律來定義電阻，給電阻加一個恒定電壓，會產(chǎn)生多大電流,；也可以,，通過焦耳定律來定義，當(dāng)電阻流過一個電流,，單位時間內(nèi)會產(chǎn)生多少熱量,。

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(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nH,，極間電容也有幾個pF，大多只能用到幾百MHz或幾個GHz,。

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,？其實也很簡單,，注意以下三點：

1. 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,。
   

   
   

2. 系列名中的數(shù)字代表著該系列有幾個標(biāo)準(zhǔn)阻值，通常為6的倍數(shù),。例如,，E12系列有12個不同的阻值，E192系列有192個不同的阻值,。

   　

3. 每個系列的阻值都近似是一個等比數(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,。

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。

對于大于10Ω,，通常有3位數(shù)字表示阻值,，前兩個表示阻值基數(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,，例如2R2,，表示2.2Ω,。

通常由2位數(shù)字加一個字母表示，2位數(shù)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(shù)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，前兩個或三個環(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),。

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：固定電阻和可變電阻,。

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

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向?qū)Ь€,，根據(jù)材料和工藝的不同還可以再分為多種,。

繞線電阻是將鎳鉻合金導(dǎo)線繞在氧化鋁陶瓷基底上，一圈一圈控制電阻大小,。繞線電阻可以制作為精密電阻,，容差可以到0.005%，同時溫度系數(shù)非常低,，缺點是繞線電阻的寄生電感比較大,，不能用于高頻。繞線電阻的體積可以做的很大,，然后加外部散熱器,，可以用作大功率電阻。

碳合成電阻主要是由碳粉末和粘合劑一起燒結(jié)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,，最后封裝成型,。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，由于內(nèi)部是可以看作是碳棒,，基本不會被擊穿導(dǎo)致被燒毀,。

碳膜電阻主要是在陶瓷棒上形成一層碳混合物膜，例如直接涂一層,，碳膜的厚度和其中碳濃度可以控制電阻的大?。粸榱烁泳_的控制電阻,，可以在碳膜上加工出螺旋溝槽,，螺旋越多電阻越大；最后加金屬引線,，樹脂封裝成型,。碳膜電阻的工藝更加復(fù)雜一點，可以做精密電阻,，但由于碳質(zhì)的原因,，還是溫度特性不太好。

與碳膜電阻結(jié)構(gòu)類似,，金屬膜電阻主要是利用真空沉積技術(shù)在陶瓷棒上形成一層鎳鉻合金鍍膜,，然后在鍍膜上加工出螺旋溝槽來精確控制電阻。金屬膜電阻可以說是性能比較好的電阻,，精度高,，可以做E192系列，然后溫度特性好,，噪聲低,，更加穩(wěn)定。

與金屬膜電阻結(jié)構(gòu)類似,，金屬氧化物膜主要是在陶瓷棒形成一層錫氧化物膜,，為了增加電阻，可以在錫氧化物膜上加一層銻氧化物膜,，然后在氧化物膜上加工出螺旋溝槽來精確控制電阻,。金屬氧化物膜電阻最大的優(yōu)勢就是耐高溫。

金屬箔電阻是通過真空熔煉形成鎳鉻合金,，然后通過滾碾的方式制作成金屬箔,，再將金屬箔黏合在氧化鋁陶瓷基底上，再通過光刻工藝來控制金屬箔的形狀,，從而控制電阻,。金屬箔電阻是目前性能可以控制到最好的電阻。

厚膜電阻采用的絲網(wǎng)印刷法,，就是再陶瓷基底上貼一層鈀化銀電極,，然后在電極之間印刷一層二氧化釕作為電阻體,。厚膜電阻的電阻膜通常比較厚，大約100微米,。具體工藝流程如下圖所示：

厚膜電阻是目前應(yīng)用最多的電阻,，價格便宜，容差有5%和1%,，絕大多數(shù)產(chǎn)品中使用的都是5%和1%的片狀厚膜電阻,。

薄膜電阻就是氧化鋁陶瓷基底上通過真空沉積形成鎳化鉻薄膜，通常只有0.1um厚,，只有厚膜電阻的千分之一,，然后通過光刻工藝將薄膜蝕刻成一定的形狀。Thin Film工藝在此前電容和電感的文章中已經(jīng)提到過多次了,，光刻工藝十分精確,，可以形成復(fù)雜的形狀，因此,，薄膜電容的性能可以控制的很好,。

可變電阻就是電阻值可以變化，可以有兩種：一是可以手動調(diào)整阻值的電阻;另一種就是電阻值可以根據(jù)其他物理條件而變化,。

上中學(xué)的時候,，應(yīng)該都使用過滑動變阻器做實驗，動一動滑動變阻器,，小燈泡可以變亮或變暗,。滑動變阻器就是可調(diào)電阻,，原理都是一樣的,。

可調(diào)電阻，通常分成了三種：

1. Potentiometer：電位器或分壓計,，這是一種三端口器件,。電位器被中間抽頭分成兩個電阻，通過中間抽頭可以改變兩個電阻的阻值,，就可以改變分得的電壓,。

   
   

2. Rheostat：變阻器，其實就是電位器,，唯一的區(qū)別就是變阻器只需要用到兩個端口,，純粹一個可以精確調(diào)整阻值的電阻。

   　　

3. Trimmer：微調(diào)器,，其實也是電位器,，只不過不需要經(jīng)常調(diào)整,，例如設(shè)備出廠的時候調(diào)整一下即可,，通常需要用螺絲刀等特殊工具才能調(diào)整,。

敏感電阻是一類敏感元件，這類電阻大都對某種物理條件特別敏感,，該物理條件一變化,，電阻值就會隨著變化，通?？梢杂米鱾鞲衅?， 例如光敏電阻、濕敏電阻,、磁敏電阻等等,。在電路設(shè)計應(yīng)用比較多的應(yīng)該是熱敏電阻和壓敏電阻，常用作保護(hù)器件,。

PTC就是正溫度系數(shù)電阻,，通常有兩種：一種是陶瓷材料，叫CPTC,，適用于高電壓大電流場合,；另一種是高分子聚合物材料，叫PPTC,，適用于低電壓小電流場合,。

陶瓷PTC，其電阻材料是一種多晶體陶瓷,，是碳酸鋇,、二氧化鈦等多種材料的混合物燒結(jié)而成。PTC溫度系數(shù)具有很強的非線性,，當(dāng)溫度超過一定閾值時電阻會變得很大,，相當(dāng)于斷路，從而可以起到短路和過流保護(hù)的作用,。同時還有負(fù)溫度系數(shù)電阻,，即NTC就不詳細(xì)介紹了。

壓敏電阻通常都是金屬氧化物可變電阻,，即Metal Oxide Varistor(MOV),，其電阻材料是氧化鋅顆粒和陶瓷顆粒混合后一起燒結(jié)成型,。MOV的特性就是當(dāng)電壓超過一定閾值的時候,，電阻迅速下降，可以通過大電流,，因此可以用于浪涌防護(hù)和過壓保護(hù),。

將氧化鋅陶瓷采用和MLCC類似的工藝制作成多層型壓敏電阻，即 MLV,。MLV封裝較小,，通常是片狀的,，額定電壓和通流能力都比MOV小很多，適用于低壓直流場合,。

零歐姆電阻也叫跳線電阻(Jumper),。在電路設(shè)計中，為了調(diào)試方便或者作兼容設(shè)計經(jīng)常使用,。例如在作預(yù)研設(shè)計時,，為了調(diào)試時能測試芯片的每組電源的工作電流，通常需要用零歐姆電阻將電源分成多路,。

使用零歐姆電阻時,，最常遇到的問題就是功耗怎么算，如何判斷選擇的電阻是否滿足要求?

此時,，就需要從電阻的規(guī)格書中獲取相關(guān)參數(shù),，從下圖可以看出RC0402的零歐姆電阻，其電阻值不會超過50mΩ,，額定電流不超過1A,，由此就可以判斷電阻是否滿足設(shè)計要求。通常0402的零歐姆電阻都可以滿足1A以下的電流要求,。

有些時候電路中需要一組幾十毫安的電源,，但是其電壓在電路中其他地方都用不到，此時單獨弄一組DCDC或者LDO都不太合適,，因為電流太小,。此時可以使用穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。

分壓例如ADC采樣電路,，DCDC輸出電壓反饋,，電平轉(zhuǎn)換等等。

對于高速信號,，PCB走線需要考慮傳輸線模型,，要保證阻抗匹配，防止信號反射會影響信號完整性,。阻抗匹配就是保證負(fù)載阻抗與傳輸線的特征阻抗相等以消除反射,。

最常用最簡單的就是源端串聯(lián)匹配，即在信號源端串聯(lián)一個電阻,，該電阻和源內(nèi)阻之和等于傳輸線特征阻抗,，這樣即使負(fù)載端不匹配，信號反射回來會被源端信號,，不會再次反射,。

此外，還有各種非線性的靈敏電阻，可以用作傳感器,、保護(hù)電路等等,。