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误老师说贴片电阻

发布时间:2021-01-22 11:20:07 阅读: 来源:橡塑海绵厂家

电阻应该是应用最为普及的一种电子元件了,也可能是最简单的元件。以电阻为题,还真很难写出东西来。这里随便聊聊,主要针对的是消费电子产品中常见的常规贴片电阻,那种传统的色环电阻以及特殊应用电阻,不在此讨论范围内。

电阻常识

电阻的标称值

厂家电阻产品的标识的电阻值,称之为标称值,大概有这么两层意思:

一是表示这个值是在厂家约定的测试条件下(比如室温条件)下测试出来的电阻值。(换句话说,测试条件变更了,电阻值则可能变化)

二是表示这只电阻是对应的国际机构组织规定的某约定电阻值。厂家不可能生产任意阻值的电阻,只可能生产国际机构定义的若干阻值的电阻。

EIA CODE

EIA(电子工业协会)对电阻元件的规格进行了详细的定义。其中对电阻标称值及其误差范围定义了7个类别:

E3 E6 E12 E24 E48 E96 E192

其中目前最常用的是E12 系列 和 E24系列. (见图1)

电阻标称值采用的计数法:

E12和E24命名法则中,电阻标称值采用的是三位计数法: abc

Abc表示的电阻值是 (a x 10 + b)x 10^c

比如470表示的是47 x 10^0 = 47 ohm, 而不是470ohm

472 表示的是 47 x 10^2 = 4700 ohm= 4.7kohm

对于4.7ohm这样的电阻值,小数点不便书写,且不易引起注意,产生误会,通用的做法是用4R7这样的符号来表示。

图1 E12 与 E24 电阻规则

电阻的封装与功率

贴片电阻的封装常用其长宽外形尺寸来表示,但实际应用中,有的产品封装以公制表示,有时用英制表示,造成了一定的混乱。

1inch=1000mil=25.4mm 1mm=40mil

英制 (EIA) mil 公制(IEC) mm

0402 (40mil x 20mil) 1005 (1.0mm x 0.5mm)

0603 (60mil x 30mil) 1608 (1.6mm x 0.8mm)

0805 (80mil x 50mil) 2012 (2.0mm x 1.2mm)

1206 3216

1210 3225

常用电阻外形封装尺寸的英制与公制对照表

实际应用中应牢记常用的封装类型数据及对应关系,确定封装参数使用的是英制还是公制。

电阻所能承受的最大功率与其封装外形(散热面积)以及材料特性有关,而与其电阻值无关。电阻功耗超过其允许的最大值后,可能导致电阻烧毁。

目前常用的0402电阻最大允许功耗为1/16 W, 0603封装电阻最大允许功耗为1/10W, 0805封装电阻最大允许功耗可以做到1/4W。这个数据在电阻规格书中可以查到。

电阻的温度系数

电阻器的阻值随温度变化而变化,这是电阻材料特性决定的客观事实。而电阻温度系数就精确的反映了电阻值随温度变化的规律,单位为ohm/℃。即温度每变化1℃,电阻值变化多少ohm。

电阻值随温度升高而增大的电阻具有正温度系数,反之则为负温度系数。通常的电阻都是负温度系数的产品。

由于温度变化1℃时,绝对电阻值变化很小,因此通常的电阻温度系数以ppm/℃为单位。ppm (part per million)意为百万分之一。常用贴片电阻的温度系数为100ppm/℃左右。

电阻的精度误差

电阻的误差指电阻器的实际阻值与标称阻值的差异。常用电阻的精度都控制在5%(误差等级用J表示)以内,一些特殊材质的电阻可控制在1%以内。

对于电阻排,几个电阻是一次性生产的,所以阻值的相对误差很小,可以控制在1%以内。

电阻与电阻器

电阻: 反映阻碍电流能力大小的理想电子模型。

电阻器: 电阻的物理实现,实际的电子元件。

通常的所说的电阻应该称之为电阻器,但简称为电阻,它并不是一个理想的电阻。当工作频率在100MHZ以内时,可以等效为一个纯阻;但当工作频率在100MHZ以上时,就要考虑其高频特性(主要表现为感性),特别是在RF电路应用中。

电阻选择的原则

计算/估算 阻值和功耗

计算(估算)所需电阻的阻值,计算电阻器消耗的可能功耗,要留有一定裕量。

根据阻值和功耗选择合适的系列和封装

根据算出的阻值,选择最接近的标称值电阻;根据功耗需求,选择合适的封装。

尽量选择常用,公用的电阻

不同类型的电阻能提供的阻值范围和功耗以及封装是不一样的。要尽量选择常用的,低成本的或者BOM中公用的电阻。

比如对于一些对阻值不敏感的应用场合,如上拉或下拉电阻,可以选取BOM中已有的电阻,以降低BOM中的元件种类。

以上描述的是通常应用场合的电阻选择,如果确认该应用场合有特别需求,比如低温度系数、高精度、高频特性好,则应该以满足这些特别需求为啥哦要目的。

电阻的几个通常应用

这里罗列一些消费电子产品中常见的电阻用途,希望能帮助一些平时不注意的读者,日后看到电路图中的电阻元件时,能较清楚的说出其用途。同时也帮助一些读者选择更合适的电阻值。

上拉、下拉电阻

避免IO口出现floating的状态,通过上拉或下拉电阻来给IO一个稳定的电平。

由于漏电流的存在,上拉、下拉电阻不宜过大。否则,会造成电平移动。

高阻抗节点对噪声敏感,因此,上下拉电阻也不宜过大。

过低的上拉电阻或下拉电阻会增加耗电,因此也不能过低。

通常的上拉下拉电阻在10Kohm的量级,比如10kohm,47kohm等。应该避免Mohm级上拉或下拉电阻的出现。

阻抗匹配

利用电阻进行传输线(高速信号线)的阻抗匹配。常用在高速信号线以及RF电路中。电阻值普遍为几十ohm。

USB数据电缆长度较长时,可通过其数据线上串入22ohm,或24ohm的电阻来进行匹配,借此可提高眼图质量。

信号隔离

在通往一些敏感器件的低速数字IO上,或者在长距离的低速电缆数据线上,经常有串接电阻,阻值在1Kohm量级。

这类电阻可以圆滑数字IO的沿,抑制振铃的出现,提高EMC性能。在一些端口连接器IO上也可以串接这些电阻,限制ESD的冲击电流,提高ESD防护能力。

限流用

在一些应用电路中需要对电流的最大值进行限制。通常的做法是串入限流电阻,此时的电阻一般会要求较大的功率等级。

比如手机设计中的 键盘灯、三色灯、背光灯、马达等辅助电路。

增益设定

放大电路增益设定用,考虑电阻的热噪声,一般选择几Kohm~几十Kohm范围内的电阻。

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