【硬件学习】贴片电阻相关知识-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【硬件学习】贴片电阻相关知识。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

参考课程链接：【硬件工程师炼成之路】器件篇

一、贴片电阻简介

1.1 电阻的阻值

相信有一定硬件学习经验的朋友一定会注意到，实际应用中电阻的阻值（电容的大小）是一个离散的序列。生产厂家为了在误差允许的范围内最大节约成本，采用了优选系数的选择方法。这种选择方法在稳压二极管稳压值、螺纹规格、齿轮齿数、电台频率的选择等多个领域都有广泛应用。具体的原理性内容可以参考以下两个课程视频，仅作了解即可，博主在这里不作过多赘述。

【jimtien的硬件乐趣】为什么有47Ω 470Ω 4.7K电阻，却没有46Ω电阻，甚至连 3k，4k，5k电阻都没有？
【爱上半导体】电阻电容值，2.2KΩ 4.7KΩ为什么这么多？

电阻标准由 IEC（国际电工委员会）制定，标准文件为 IEC60063 和 EN60115-2。
电子元器件厂商为了便于元件规格的管理和选用，同时也为了使电阻的规格不至太多，采用了统一的标准组成的元件的数值。电阻的标称阻值分为 E6、E12、E24、E48、E96、E192 六大系列，它们的误差（精度）大小如下表所示：

系列名称	E6	E12	E24	E48	E96	E192
误差（精度）	±20%	±10%	±5%	±2%	±1%	±0.5%

其中以 E24 和 E96 两个系列为最常用。“E”表示“指数间距”（Exponential Spacing），它表明了电阻阻值是由公式计算出来的。
$R=(\sqrt[n]{10})^m$
字母 n 指的是 E24，E96 等标准中的数值 24 和 96，m 的取值范围为 0~n-1；这样，E24 有 24 个基准值，E96 有 96 个基准值，这些基准值再乘以 10 的 x 次方，就可以得到各种各样的电阻值了。以E96为例：
【硬件学习】贴片电阻相关知识,硬件知识学习笔记,学习,嵌入式硬件,硬件工程

1.2 电阻丝印的标称规则

封装 0603 以上的电阻（包含 0603）在表面都印有丝印。丝印展示出了 2 层意义：阻值大小和精度。

常用电阻丝印一般有这几种情况：

带有三位或者四位数字的丝印

三位数字精度一般为 5%，四位数字精度一般为 1%。前面几位表示数值，最后一位表示 10 的 $x$ 次方。

例 1：丝印为“103”，则： $𝑅=10\times10^3=10$ 𝐾𝛺，5%精度
例 2：丝印为“473”，则： $𝑅=47\times10^3=47$ 𝐾𝛺，5%精度
例 3：丝印为“1003”，则： $𝑅=100\times10^3=10$ 𝐾𝛺，1%精度

带有字母“R”的丝印

带字母”R”的电阻一般阻值较小，精度多为 1%，不过也不绝对，可以把 R 看作是小数点，前边的数字为有效值。

例：丝印为“22R0”，将 R 看作小数点，前面的 22 表示有效值，读数为 22.0Ω，即精度为 22Ω的 1%精度电阻。

带有数字和 R 之外字母的丝印

这种电阻丝印在 0603 封装中比较常见，精度为 1%，与之对应的标准为 E96。
E96 规定：用两位数字加一个字母作为丝印，实际阻值可以通过查表来获取，两位数字表明了电阻数值，字母表明了 10 的 x 次方，也需要查表。
【硬件学习】贴片电阻相关知识,硬件知识学习笔记,学习,嵌入式硬件,硬件工程

1.3 贴片电阻的精度标识码

标识	T	A	B	D	F	G	K
精度	±0.01%	±0.05%	±0.1%	±0.5%	±1%	±5%	±10%

一般场合使用 ±5%精度，有精度要求的电路使用 ±1%电阻，比如 DCDC，电流采样电路。特殊要求的根据实际情况选择更高精度的电阻。

1.4 贴片电阻的封装命名规则

电阻封装的命名规则是根据电阻的实际尺寸（英寸）命名的。例如，0603的实际大小为 $0.06 \times 0.03 (in c h)$ ，0805的实际大小为 $0.08 \times 0.05 (in c h)$ 。目前一般电子产品主要用 0402，0603 封装的，要求功率高点的用 1206 的，手机或者穿戴设备会用到更小封装，比如 01005，0201 等。

二、贴片电阻应用参数

2.1 贴片贴片电阻的功率

2.1.1 电阻的额定功率

电阻的额定功率与封装有关，一般而言，封装越大，电阻的功率就越大。但封装方式并不是功率的唯一决定因素，电阻的功率还跟电阻的工艺（薄膜还是厚膜），品牌，阻值大小等有一定关系。具体可以参考下表：
【硬件学习】贴片电阻相关知识,硬件知识学习笔记,学习,嵌入式硬件,硬件工程

2.1.2 电阻的功率与温度的关系

在实际应用中，需要注意电阻的实际工作温度范围。上一小节提供的额定功率是在70℃以下的温度条件时测得的，一般而言，如果温度超过 70℃，电阻的额定功率会下降。并且，R01005 和 R0201 比其它封装电阻的额定功率，随温度升高有下降得更快的趋势。
不同电阻的工作的温度范围也不同，R01005 和 R0201 电阻的工作温度范围是-55℃-125℃，R0402 及其以上工作温度范围为：-55℃-155℃。
如下图是贴片电阻的负荷（额定功率）百分比随温度的变化曲线：
【硬件学习】贴片电阻相关知识,硬件知识学习笔记,学习,嵌入式硬件,硬件工程

2.2 贴片电阻的额定电压

电阻是有额定耐压值的，不能超过额定耐压值使用。不过对于一般的单片机、通信等电路而言，电路的电压都不会超过电阻的额定电压。

材质相同（厚膜）的额定电压，各品牌相差不大。
材质不同，额定电压有差别，薄膜要比厚膜要低。
封装越大，额定电压越高。

2.3 电阻的温漂特性

2.3.1 电阻温度系数 TCR

电阻温度系数（Temperature Coefficient of Resistance，简称 TCR）表示电阻当温度改变 1 摄氏度时，电阻值的相对变化大小，单位为 ppm/℃。ppm（part per million）——百万分之几。其定义公式为：
$\frac {R-R_a}{R_a} \cdot\frac 1 {T-T_a}\times 10^6 \%$
在上式中， $R_a$ 为基准温度条件下的阻值， $T_a$ 为基准温度（20℃）， $R$ 为任意温度条件下的阻值， $T$ 为任意温度。
一般常用电阻温度系数的范围为： $-200\sim500ppm/℃$

2.3.2 阻值变化率

如何求电阻的阻值变化率？以下面这个问题为例：

例： $100 pp m /° C$ 电阻温度系数的贴片电阻器，从基准温度 $20° C$ 到 $100° C$ 时的阻値变化率是？

$阻值变化率=\frac{(T-T_a)\cdot TCR}{10^6}\%=\frac{(100-20)\times100}{10^6}\%=0.8\%$
阻值变化率—温度曲线如下图所示：
【硬件学习】贴片电阻相关知识,硬件知识学习笔记,学习,嵌入式硬件,硬件工程

三、“0Ω”电阻

3.1 “0Ω”电阻的作用

博主第一次接触到这个概念，感到非常奇怪：0Ω电阻看名字觉得它是一个理想的模型，因为现实中绝不存在0Ω的电阻，但是通过学习，我认为0Ω电阻实际上是一个工程应用上的概念。
0Ω电阻又称为跨接电阻器，是一种特殊用途的电阻，0Ω电阻器并非真正的阻值为0，实际上是一个电阻值很小的电阻。正因为有阻值，也就和常规贴片电阻一样有误差精度等指标。电路板设计中两点不能用印刷电路连接，常在正面用跨线连接，这在普通板中经常看到，为了让自动贴片机和自动插件机正常工作，用零电阻代替跨线。
使用0Ω电阻，可以在电路设计中实现以下几个功能：