從能量的角度來(lái)看，電阻本質(zhì)上是一個(gè)耗能元件，他通過(guò)設(shè)置障礙，阻礙電子的移動(dòng)，并讓電子不斷地摩擦而產(chǎn)生熱量。

　　在歐姆定律中，我們定義電阻為在一個(gè)恒定的電壓下，可以流過(guò)多少電流，也就是 R = U / I 。

　　如果使用焦耳定律來(lái)理解，可以闡述為在電阻上流過(guò)一個(gè)電流，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

　　電阻(Resistance，通常用“R”表示)是一個(gè)物理量，在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。導(dǎo)體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆，簡(jiǎn)稱歐，符號(hào)為Ω。

　　一、電阻的基本原理

　　電阻和電容、電容一起，被稱為電子學(xué)領(lǐng)域的三大基本"粒子"，就像復(fù)仇者聯(lián)盟中的那幾個(gè)奇幻寶石一樣，組成了豐富且神奇的電子世界。

　　從能量的角度來(lái)看，電阻本質(zhì)上是一個(gè)耗能元件，他通過(guò)設(shè)置障礙，阻礙電子的移動(dòng)，并讓電子不斷地摩擦而產(chǎn)生熱量。

　　在歐姆定律中，我們定義電阻為在一個(gè)恒定的電壓下，可以流過(guò)多少電流，也就是 R = U / I 。

　　如果使用焦耳定律來(lái)理解，可以闡述為在電阻上流過(guò)一個(gè)電流，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

　　下圖展示了實(shí)際電阻元件的等效模型

　　真實(shí)的電阻器件都是非理想的，存在一定引線電感和極間電容，當(dāng)應(yīng)用在頻率較高的場(chǎng)景下時(shí)，這些因素不能忽略。

　　薄膜電阻的頻率特性

　　上圖是一個(gè)薄膜電阻的頻率特性曲線，可以看到這個(gè)電阻的高頻特性非常好，它的極間電容只有0.0262pF，引線電感只有0.00189nH，其中75Ω 阻值的電阻在30GHz的頻率下工作還是穩(wěn)定的。

　　當(dāng)然，這種薄膜電阻肯定是一種特殊工藝制成的，我們通常使用的貼片電阻主要是以厚膜電阻為主，性能遠(yuǎn)達(dá)不到上圖中的高頻特性，厚膜電阻的引線電感通常在幾個(gè) nH，兩引線點(diǎn)的極間電容在幾個(gè) pF，因此大多數(shù)厚膜電阻只能使用在幾百 MHz 到 GHz 左右。

　　二、電阻值的標(biāo)準(zhǔn)

　　我們?cè)陔娐吩O(shè)計(jì)中所選用的電阻都遵循著一些標(biāo)準(zhǔn)，這主要是為了方便生產(chǎn)和設(shè)計(jì)，我們不能隨便選一個(gè)電阻，比如：5.28Ω。

　　并不是我們無(wú)法生產(chǎn)出來(lái)，只是這樣做會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)的需求散亂，趨于定制化，自然就沒(méi)有辦法進(jìn)行大批量地制造和供應(yīng)。

　　因此，國(guó)際上的 IEC 阻值就制定了一個(gè)電阻阻值和容差相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　要注意以下三點(diǎn)：

　　不同精度的電阻對(duì)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(kāi)多少次方，基數(shù)是10Ω。例如E12系列的公比是10開(kāi)12次方，E96系列的公比都是10開(kāi)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。

　　三、阻值標(biāo)記

　　我們?cè)谠O(shè)計(jì)中選擇最多的是精度為5%和 1%的貼片電阻，一般 0603 及其以上的電阻封裝都會(huì)有對(duì)應(yīng)阻值的標(biāo)記，我們可以先了解一下這些標(biāo)記的意義。

　　E24系列(5%精度)

　　對(duì)于大于10Ω的阻值，通常用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(lái)表示小數(shù)點(diǎn)，例如2R0，表示2Ω。

　　E96系列(1%精度)

　　E96 系列通常由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(lèi)推。

　　上面說(shuō)的是貼片類(lèi)的電阻標(biāo)識(shí)阻值的方式，對(duì)于軸向引線封裝的電阻，也就是我們常說(shuō)的直插電阻，它是利用電阻上的色環(huán)顏色來(lái)標(biāo)識(shí)阻值的，因此我們也稱他們?yōu)樯h(huán)電阻。目前市面上除了一些超大功率的地方需要用到色環(huán)電阻外，隨著電路密度不斷地增加，已經(jīng)很少看到色環(huán)電阻了。

　　色環(huán)電阻的阻值標(biāo)記都是一圈一圈的色環(huán)。

　　從左往右，前兩個(gè)或三個(gè)環(huán)代表數(shù)字，接下來(lái)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(lái)的環(huán)代表電阻的容差，最后就是電阻的溫度系數(shù)。

　　四、電阻的工藝與結(jié)構(gòu)

　　這里我們只談固定電阻，也就是我們?cè)O(shè)計(jì)中最常使用的固定阻值的電阻，這種電阻目前在設(shè)計(jì)選用中分為兩類(lèi)，一類(lèi)是軸向引線式的，也就是我們提到的色環(huán)標(biāo)識(shí)的直插電阻，另一類(lèi)就是片狀電阻。

　　1 軸向引線電阻

　　這類(lèi)軸向引線電阻軸線通常都是圓柱形，兩個(gè)外電極是圓柱體兩端的軸向?qū)Ь€。

　　再?gòu)牟牧虾凸に嚿蠀^(qū)分，可以更細(xì)致的分為繞線電阻，

　　繞線電阻

　　繞線電阻是將鎳鉻合金導(dǎo)線繞在氧化鋁陶瓷基底上，使用繞制的圈的多少來(lái)控制電阻大小。

　　繞線電阻精度高，容差可以做到 0.005%。

　　繞線電阻溫度系數(shù)低，主要在于鎳鉻合金材料。

　　繞線電阻寄生電感大，看繞制方式便知，因此不能用于高頻場(chǎng)景。

　　繞線電阻可以做大功率電阻。

　　碳合成電阻

　　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(jiǎn)單，原材料也容易獲得，所以價(jià)格最便宜，也就是我們常用的色環(huán)電阻了。

　　1. 碳合成電阻性能較差，精度只能做到 5% 和 1% ，大多數(shù)場(chǎng)合夠用了。

　　2. 碳合成電阻的溫度特性不好，因此噪聲也會(huì)比較大，適合消費(fèi)類(lèi)低端產(chǎn)品。孩子們做實(shí)驗(yàn)用可以。

　　3. 碳合成電阻的耐壓比較高，因此內(nèi)部是一個(gè)碳棒，基本不會(huì)燒毀。

　　碳膜電阻

　　碳膜電阻主要是在陶瓷棒上形成一層碳混合物膜。

　　比如直接在陶瓷棒上涂一層，其中碳膜的厚度和內(nèi)含的碳濃度可以控制電阻值的大小，這個(gè)方式和很多催化燃燒的氣體傳感器一模一樣。