电阻(Resistor):阻碍电流通过的器件;用于控制电流和电压,实现电路的分压和限流。电阻是电路中常用的一种元器件,用于限制电流,并将电能转化为热能。常见的电阻有固定电阻和可变电阻两种。
电阻:以R来表示,单位Ω(读欧)
基本单位:Ω(欧)、kΩ(千欧)、MΩ(兆欧)、GΩ(吉欧),
换算方法:1000Ω=1kΩ,1000kΩ=1MΩ,1000MΩ=1GΩ,间隔都是1千倍换算关系。
常用的电阻规格
1. 0603电阻:尺寸为1.6mm×0.8mm,厚度为0.6mm,阻值范围为0.1Ω至10MΩ,承受功率为0.1W。
2. 0805电阻:尺寸为2mm×1.25mm,厚度为0.8mm,阻值范围为0.1Ω至10MΩ,承受功率为0.125W。
3. 1206电阻:尺寸为3.2mm×1.6mm,厚度为1.6mm,阻值范围为0.1Ω至10MΩ,承受功率为0.25W。
4. 2512电阻:尺寸为6.4mm×3.2mm,厚度为1.6mm,阻值范围为0.1Ω至10MΩ,承受功率为1W。
电阻的分类
电阻可分为贴片电阻、光敏电阻、热敏电阻、碳膜电阻、矩形电阻、金属膜电阻、金属氧化物电阻、互感电阻和晶体压阻等,其中碳膜电阻是最常见的一种。
电阻的应用
基本上没有电路板会不用电阻,任何电路板上使用最多的器件就是电容和电阻。各种上下拉电阻,反馈电阻等等。
热效应
根据焦耳定律,电流流过电阻就会发热。电阻的热效应的应用也有很多,电热毯、电火桶、电水壶。
对于一些室外应用的电子设备,特别对于一些集成有高性能CPU的SOC,对工作温度要求很苛刻,大都只能满足商业级应用,大冬天在东北,零下三十多度,温度太低,很可能开不了机。通常都会加一个大功率电阻做预加热功能,当温度上来后,设备启动了再关掉。之所有关掉,因为设备自己工作的功耗也会发热,可以保持温度。
零欧姆电阻
零欧姆电阻也叫跳线电阻(Jumper)。在电路设计中,为了调试方便或者作兼容设计经常使用。例如在作预研设计时,为了调试时能测试芯片的每组电源的工作电流,通常需要用零欧姆电阻将电源分成多路。
使用零欧姆电阻时,最常遇到的问题就是功耗怎么算,如何判断选择的电阻是否满足要求?
此时,就需要从电阻的规格书中获取相关参数,假设其电阻值不会超过50mΩ,额定电流不超过1A,由此就可以判断电阻是否满足设计要求。
限流
有些时候电路中需要一组几十毫安的电源,但是其电压在电路中其他地方都用不到,此时单独弄一组DCDC或者LDO都不太合适,因为电流太小。此时可以使用稳压管稳压电路。
分压
分压例如ADC采样电路,DCDC输出电压反馈,电平转换等等。
匹配电阻
对于高速信号,PCB走线需要考虑传输线模型,要保证阻抗匹配,防止信号反射会影响信号完整性。阻抗匹配就是保证负载阻抗与传输线的特征阻抗相等以消除反射。最常用最简单的就是源端串联匹配,即在信号源端串联一个电阻,该电阻和源内阻之和等于传输线特征阻抗,这样即使负载端不匹配,信号反射回来会被源端信号,不会再次反射。
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