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电阻

1、基本概念

电阻: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。

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图1  贴片电阻

 

电阻由导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值来定义:

R=U/I

对于由某种材料制成的柱形均匀导体,其电阻R与长度L成正比,与横截面积S成反比:

R=ρ*L/S

式中ρ为比例系数,由导体的材料和周围温度所决定,称为电阻率,电阻率与温度的关系为:

ρ=ρ0(1+at)

在温度变化不大的范围内,几乎所有金属的电阻率都随温度作线性变化,如图2,式中t是摄氏温度,ρ0是0℃时的电阻率,a是电阻率温度系数。

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图2 金属电阻率与温度变化曲线图

2、基本参数读取

大部分贴片电阻都可以根据丝印读取阻值,部分电阻看不到阻值,只能用万用表测量。

表1 SMD电阻阻值算法举例

实际标注 算法 实际值
5R60 5R60=5.60 5.6Ω
R100 R100=0.100 0.100Ω
100 100=10*100=10*1=10 10Ω
181 181=18*101=18*10=180 180Ω
562 562=56*102=56*100=5600 5.6KΩ
2262 2262=226*102=226*100=22600 22.6KΩ
434 434=43*104=43*10000=430000 430KΩ
565 565=56*105=56*100000=5600000 5.6MΩ
206 206=20*106=20*1000000=20000000 20MΩ

 

一般情况下设计者会根据尺寸要求进行封装选择(通常所说的封装均指英制),但功率电阻设计时需要特殊关注并考虑降额使用。

表2 电阻封装与功率的对应关系

英制(mil) 公制(mm) 额定功率(W@70℃)
0201 0603 1/20
0402 1005 1/16
0603 1608 1/10
0805 2012 1/8
1206 3216 1/4
1210 3225 1/3 or 1/2
1812 4832 1/2 or 3/4
2010 5025 1/2 or 3/4
2512 6432 1

 

采购时需要根据生产商提供的数据手册进行参数确认,主要包括阻值封装精度

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图3 电阻型号详解举例(厚生)

3、降额使用

电阻的额定功率,是指长期工作不损坏,能够保证性能稳定工作的最大功率。电阻功率温度曲线如下图4所示,当温度超过70℃时,电阻的实际额定功率会急剧下降,因此实际使用时需要降额使用:当环境温度在70℃以下时,降额60%使用;当环境温度在70℃以上时,按照图中的实际工作温度下额定功率等比例降额使用。

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图4 电阻额定功率与温度关系曲线(国巨)

 

4、高频等效模型

绕线电阻由于引线电感过大,不适合在高频等效电路中应用,因此,贴片电阻是我们在高密度多层电路板设计中的首选。

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图5 电阻高频等效模型

图5中两边的L为电阻两个引脚的电感,电容Ca为电阻内部的寄生电容,Cb为两个引脚间的寄生电容,较小SMD封装的寄生参数也比较小,因此高频电路中更倾向于使用0402/0201封装电阻。

5、电阻作用

(1)限流;

(2)分压;

(3)电流检测;

(4)阻抗匹配;

(5)功率电阻;

(6)特殊电阻。

Posted in IC, 元器件

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