電阻應(yīng)用與選型(課件)

電阻應(yīng)用與選型

1、四大基本應(yīng)用電路2、三大定律3、電阻參數(shù)4、電阻分類5、電阻命名6、電阻封裝7、電阻阻值體系8、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)體系9、電阻標(biāo)注10、電阻降額11、電阻選擇注意事項(xiàng)12、上拉和下拉電阻的作用和選用原則13、采樣電阻14、0歐姆電阻15、分壓電路應(yīng)用四大基本應(yīng)用電路分壓電路分流電路阻抗匹配電路RC充放電電路分壓電路分流電路阻抗匹配電路在特性阻抗不同的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中間使用的電路RC充放電電路應(yīng)用：積分電路、微分電路、去藕電路三大定律電阻定律

決定式：

計(jì)算式：歐姆定律

微分形式：焦耳定律Q=

純電阻Q=PT=UIT=電阻的主要參數(shù)1、標(biāo)稱阻值：電阻上面所標(biāo)示的阻值2、允許誤差：標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱值之比的百分?jǐn)?shù)，表示電阻的精度，允許誤差與精度對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

±0.5%--0.05

±1%--0.1（或00）

±2%--0.2（或0）

±5%--I級(jí)

±10%--II級(jí)

±20%--III級(jí)3、額定功率

在正常的大氣壓力下90—106.6kPa及環(huán)境溫度為-55—+70℃條件下，電阻長(zhǎng)期工作所允許耗散的最大功率

繞線型電阻：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500

非繞線型電阻：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、1004、額定電壓：由電阻值和額定功率換算出的電壓5、最高工作電壓：允許最大連續(xù)工作電壓6、溫度系數(shù)：溫度每變化1℃所引起電阻的相對(duì)變化，溫度系數(shù)越小，電阻值穩(wěn)定性越好。阻值隨溫度升高而增大，稱為正溫度系數(shù)，反之為負(fù)溫度系數(shù)。7、老化系數(shù)：電阻在額定功率長(zhǎng)期負(fù)荷下，阻值相對(duì)變化的百分?jǐn)?shù)，它表示電阻壽命長(zhǎng)短的參數(shù)。8、電壓系數(shù)：在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，電壓每變化1伏，電阻的相對(duì)變化量9、高頻特性：電阻在高頻條件下，考慮其固有電感和固有電容的影響10、噪聲：產(chǎn)生于電阻中的一種不規(guī)則的電壓起伏

電阻噪聲在一般電路中可以不考慮，但是在微弱信號(hào)系統(tǒng)中不可忽視，噪聲主要由三大類組成：熱噪聲、接觸噪聲及SHOT噪聲1）熱噪聲主要依賴于溫度、頻寬及阻值

—噪聲的峰值電壓K—Boltzman常數(shù)T—溫度（K氏）B—噪聲帶寬R—阻值

降低熱噪聲的方法：減少應(yīng)用電阻的阻值2）接觸噪聲依賴于平均電流、頻寬、材料類型和幾何形狀。

碳芯、碳膜、金屬氧化物及金屬膜電阻主要噪聲是接觸噪聲，在低頻部分尤其明顯；繞線電阻沒有此噪聲。電阻是碳材料或膜制有此噪聲。

降低接觸噪聲的方法：盡量減少直流電流成分。3）shot噪聲依賴頻寬及平均直流電流大小，越多的平均直流電流經(jīng)過電阻，就將得到越多的噪聲。

降低shot噪聲的方法：盡量減少直流電流成分對(duì)降低噪聲設(shè)計(jì)可以采用的措施如下：1、使用低阻值2、電阻類型的考慮，優(yōu)先順序?yàn)槔@線電阻，其次是金屬膜、金屬氧化物、碳膜，最后是碳芯。注意:大阻值繞線電阻不多見，而且附帶電感，在某些情況下它會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的不穩(wěn)定。3、使用大瓦數(shù)電阻（繞線電阻除外）越大的幾何材料產(chǎn)生的接觸噪聲越小。4、保持流過電阻的交/直流電流小，接觸噪聲和電流成正比5、使用導(dǎo)電塑料元素的電位器，低阻值、大功率電阻分類1、按材料分：碳膜、金屬氧化物膜、繞線電阻/無感繞線、水泥型繞線2、按功率分：如1/16、1/8、1/4、1/2、1、23、按精度分：普通電阻和精度電阻4、敏感度分：壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻、氣敏電阻、力敏電阻等碳膜電阻（CFR/CCR）（土黃色）1、性能穩(wěn)定，阻值范圍廣，體積小，工作溫度和極限電壓比較高2、脈沖負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，高頻特性好3、使用環(huán)境溫度-55—125℃4、功率：1/8、1/6、1/4、1/2、1、2、3、55、精度：2%、5%、10%6、阻值范圍0~22M總結(jié)：高頻特性與阻值穩(wěn)定性好金屬膜電阻（湖綠色）（MFR/CMF）1、低溫度系數(shù)、精度高、高頻性能好2、使用環(huán)境溫度：-55—155℃3、功率：1/8、1/6、1/4、1/2、1、2、3、54、精度：1%、5%5、阻值：0.1~22M總結(jié)：要求較高的電子系統(tǒng)中繞線電阻（KNR）1、耐熱性好、溫度系數(shù)小、噪聲低、負(fù)荷功率大2、使用環(huán)境溫度：-55—275℃3、1/4—6W（灰白色）大于7W（綠色）4、功率：1/4、1/2、1、2、3、4、5、6、7、8、105、精度：1%、2%、5%、10%6、阻值范圍：0.01—47k總結(jié)：分布電感大，不宜用于較高頻率電路；用于制作精密電阻或功率大的低頻電路排阻（GRA）1、小型、高精度2、溫度范圍：-55—125℃3、精度：1%、2%、5%4、阻值范圍：10—1M電阻命名電阻型號(hào)命名方法包括4個(gè)部分第一部分：主稱，用字母表示產(chǎn)品名字第二部分：材料，用字母表示第三部分：分類，用數(shù)字表示第四部分：序號(hào)目前電阻命名比較混亂,各種標(biāo)稱都有

如RB2B102J0805R----種類B----溫度系數(shù)2B—功率102—標(biāo)稱J------偏差0805—封裝國(guó)內(nèi)貼片電阻命名方法5%命名:RS-05K102JT1%命名:RS-05K1002FTR-------電阻S-------功率05-----表示尺寸02---040203---060305---080506---120610---12101812----181212----2512K-----溫度系數(shù)100ppm102-----5%阻值1002---1%阻值J-----5%精度F----1%精度電阻封裝封裝的公英制、功率、工作電壓與工作溫度關(guān)系英

制公

制功

率（W）工作電壓（V）工作溫度（℃）020106031/2025-55----+155040210051/1650060315081/1050080520121/8150120632161/4200121032251/3181245321/2182545641/2-55-----+125201050253/4251264321電阻阻值體系E-6阻值體系公比:E-12阻值體系公比:E-24阻值體系公比:E-48阻值體系公比:E-96阻值體系公比:E-192阻值體系公比:常用阻值標(biāo)稱E-96E-48E-24E-12E-61.001.331.782.373.164.225.627.501.001.783.165.621.003.301.001.001.021.371.822.433.244.325.767.681.051.873.325.901.103.601.201.501.051.401.872.493.324.425.907.781.101.963.486.191.203.901.502.201.071.431.912.553.404.536.048.061.152.053.656.491.304.301.803.301.101.471.962.613.484.646.198.251.212.153.836.811.504.702.204.701.131.502.002.673.574.756.348.451.272.264.027.151.605.102.706.801.151.542.052.743.654.876.498.661.332.374.227.501.805.603.301.181.582.102.803.744.996.658.871.402.494.427.872.006.203.901.211.622.152.873.835.116.819.091.472.614.648.252.206.804.701.241.652.212.943.925.236.989.311.542.744.878.662.407.505.601.271.692.263.014.025.367.059.531.622.875.119.092.708.206.80精度代號(hào)與阻值體系代

號(hào)阻

值

體

系精

度適

用

范

圍ME-6±20%電阻

電容電感KE-12±10%JE-24±5%或±1%GE-48±2%電阻FE-96±1%DE-192±0.5%電阻電容優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)體系

由于各種產(chǎn)品的特征互不相同，不可能都按一個(gè)公比形成系列，客觀上需要這樣一種數(shù)列，即項(xiàng)數(shù)較少的數(shù)列包含在數(shù)列較多的數(shù)列中，并且按照十進(jìn)制的規(guī)律能夠向兩端無限延伸，這就是優(yōu)先數(shù)列。

優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系是一種科學(xué)的數(shù)值制度，它是一種無量綱的分級(jí)數(shù)系，適用于各種量綱的分級(jí)，它是十進(jìn)制幾何級(jí)數(shù)，它對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象的簡(jiǎn)化和協(xié)調(diào)起著重要作用。優(yōu)先數(shù)由公比分別為

、

、

、

、

，且項(xiàng)值中含有10的整數(shù)冪地理論等比數(shù)列導(dǎo)出的一組近似等比的數(shù)列。各數(shù)列分別用符號(hào)R5、R10、R20、R40和R80表示，稱R5數(shù)系、R10數(shù)系、R20數(shù)系、R40數(shù)系和R80數(shù)系，即R5數(shù)系：

以

為公比形成的數(shù)系R10數(shù)系：以

為

公比形成的數(shù)系R20數(shù)系：以

為公比形成的數(shù)系R40數(shù)系：以

為公比形成的數(shù)系

以上稱基本系列；R80數(shù)系：以

為公比形成的數(shù)系，稱補(bǔ)充系列；優(yōu)先數(shù)系中任一個(gè)項(xiàng)值均稱優(yōu)先數(shù)。優(yōu)先數(shù)的理論計(jì)算公式：其中：b為系列值，分別為5、10、20、40、80i為系列中的每一數(shù)值的序號(hào)，從0開始到（b-1）R80R40R20R10R51.001.031.061.091.121.151.181.221.001.061.121.181.001.121.001.001.251.281.321.361.401.451.501.551.251.321.401.501.251.401.251.601.601.651.701.751.801.851.901.951.601.701.801.901.601.801.602.502.002.062.122.182.242.302.362.432.002.122.242.362.002.242.004.002.502.582.652.722.802.903.003.072.502.652.803.002.502.802.506.303.153.253.353.453.553.653.753.873.153.353.553.753.153.553.154.004.124.254.374.504.624.754.874.004.254.504.754.004.504.005.005.155.305.455.605.806.006.155.005.305.606.005.005.605.006.306.506.706.907.107.307.507.756.306.707.107.506.307.106.308.008.258.508.759.009.259.509.758.008.509.009.508.009.008.00優(yōu)先數(shù)特征1、前一數(shù)系的項(xiàng)值均包含在后一數(shù)系之中2、項(xiàng)值可按10進(jìn)制法向兩端無限延伸，列表只列出1到10之

間的值，而大于10和小于1的數(shù)可用10的整數(shù)冪與列表中的值相乘得到；3、同一系列中任意相鄰兩優(yōu)先數(shù)的相對(duì)差近似不變（R5系列約為60%，R10系列約為25%，R20系列約為12%，R40系列約為6%，R80系列約為3%），基本是等誤差。4、同一系列各優(yōu)先數(shù)理論值的對(duì)數(shù)值構(gòu)成一個(gè)等差數(shù)列，優(yōu)先數(shù)的運(yùn)算可仿照一般對(duì)數(shù)計(jì)算方法轉(zhuǎn)換為序號(hào)運(yùn)算，即兩個(gè)優(yōu)先數(shù)之積德序號(hào)等于這兩個(gè)優(yōu)先數(shù)序號(hào)的和，兩個(gè)優(yōu)先數(shù)之商的序號(hào)等于這兩個(gè)優(yōu)先數(shù)序號(hào)之差；優(yōu)先數(shù)的優(yōu)點(diǎn)

優(yōu)先數(shù)是各種量值應(yīng)優(yōu)先采用的數(shù)，在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，如果沒有特殊原因而必須選用其他數(shù)值，那么就應(yīng)當(dāng)選用優(yōu)先數(shù)，并且按照R5、R10、R20、R40的順序優(yōu)先選用比較大的基本序列；

當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品的所有特性參數(shù)不可能都采用優(yōu)先數(shù)，也應(yīng)使一個(gè)或幾個(gè)主要參數(shù)采用優(yōu)先數(shù)。這樣做的目的是把實(shí)際應(yīng)用的數(shù)限制在的最小范圍內(nèi)，以達(dá)到簡(jiǎn)化、統(tǒng)一，且在產(chǎn)品發(fā)展時(shí)能成為有規(guī)律的系列，也便于和其他相關(guān)產(chǎn)品協(xié)調(diào)配套。1)產(chǎn)品的參數(shù)從最小到最大有很寬的數(shù)值范圍，數(shù)值按等比數(shù)列分級(jí)時(shí)能在較寬的范圍只用較少的規(guī)格，因?yàn)榈缺葦?shù)列是一種相對(duì)差不變的序列。優(yōu)先數(shù)系正是按等比數(shù)列制定的，它提供了一種經(jīng)濟(jì)合理的方式來滿足需要。2)一種產(chǎn)品或零件往往在不同的場(chǎng)合由不同的人員分別設(shè)計(jì)和制造，產(chǎn)品的參數(shù)又常常影響到與其配套的一系列產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)。優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上統(tǒng)一的數(shù)值制度，可用于各種量值的分級(jí)，就為技術(shù)經(jīng)濟(jì)上統(tǒng)一、簡(jiǎn)化產(chǎn)品參數(shù)和相互協(xié)調(diào)提供了基礎(chǔ)。

3)優(yōu)先數(shù)中包括有各種不同的公比的系列，可以滿足較疏和較密的不同的分級(jí)要求，而較疏的系列又包含在較密的系列中，這樣在必要時(shí)可插入中間值，以使疏的系列變成密的系列，而原來的值保持不變，與其他產(chǎn)品間的配套協(xié)調(diào)關(guān)系也不受影響，利于產(chǎn)品發(fā)展。4)優(yōu)先數(shù)的積和商仍為優(yōu)先數(shù)，更進(jìn)一步擴(kuò)大了優(yōu)先數(shù)的應(yīng)用范圍；5)凡在取值上有一定自由度的參數(shù)系列，都應(yīng)最大限度選用優(yōu)先數(shù)，如長(zhǎng)度、直徑、面積、體積、載荷、應(yīng)力、速度、時(shí)間、功率、電流、電壓、流量、濃度、傳動(dòng)比、公差、測(cè)量范圍、比例系數(shù)等，特別是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地使主要尺寸、參數(shù)符合優(yōu)先數(shù)。

6)簡(jiǎn)單、易記、計(jì)算方便。電阻、電容的優(yōu)先數(shù)系

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC63:1963定義了通用于電子器件的優(yōu)先數(shù)系，對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)為GB/T2471-1995。

電子器件的優(yōu)先數(shù)的構(gòu)成原則與R數(shù)系一致，也是等比系列，但為了配合相應(yīng)的誤差系列，選用的公比不同，稱為E系列，雖然也是10的N次方根。

普通電阻電容的優(yōu)先數(shù)系：普通電阻電容的優(yōu)先數(shù)系包括4個(gè)系列，分別為E3、E6、E12、E24，E3(40%)、E6(20%)、E12(10%)、E24(5%)精密電阻電容的優(yōu)先數(shù)系包括3個(gè)系列，分別為E48、E96、E192E48(2%)、E96(1%)、E192(0.5%)

E系列的適用范圍：E系列的優(yōu)先數(shù)系一般用于電阻、電容的值，也常用于電感值，但電容的耐壓值、保險(xiǎn)絲的電流值等仍使用R系列優(yōu)先數(shù)系，而導(dǎo)線則有專門的優(yōu)先數(shù)系。

IEC60228規(guī)定的導(dǎo)線的優(yōu)先數(shù)系（橫截面積：

）0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000電阻標(biāo)注電阻標(biāo)法：1）直標(biāo)法68kΩ±5％2）文字符號(hào)法2.7kΩ3）色標(biāo)法4）數(shù)碼法1.5kΩ=152貼片電阻標(biāo)注：1、常規(guī)三位標(biāo)注：XXY多用于E-24精度±5%（J）和±2%（G）2、常規(guī)四位標(biāo)注：XXXY用于E—24、E—96精度±1%（F）和±0.5%（D）3、三位代碼標(biāo)注：XXY用于E—96精度±1%（F）和±0.5%（D）

其中XX有效位代碼Y10的冪數(shù)E—96冪數(shù)代碼代碼ABCDEFGHXYZ冪數(shù)代

碼阻

值代

碼阻

值代

碼阻

值代

碼阻

值0110025178493167356202102261825032474576031052718751332755900410728191523407660405110291965334877619061133020054357786340711531205553657964908118322105637480665091213321557383816811012434221583928269811127352265940283715代

碼阻

值代

碼阻

值代

碼阻

值代

碼阻

值121303623260412847321313337237614228575014137382436243286768151403924963442877871614340255644538880617147412616546489825181504226766475908451915443274674879186620158442806849992887211624528769511939092216546294705239493123169473017153695953小阻值電阻標(biāo)注R表示小數(shù)點(diǎn)位置，單位為ΩM表示小數(shù)點(diǎn)位置，單位為mΩ電阻降額電阻的可靠性主要取決于電阻的溫度，而溫度則是環(huán)境溫度和自身功率損耗產(chǎn)生熱量后疊加的效果。功率和電壓都對(duì)電阻的選擇和使用產(chǎn)生限制。

從圖中可知，對(duì)于阻值低于臨界阻值的電阻，使用是受功率限制，而對(duì)于高于臨界阻值的電阻，使用上受耐壓的限制；對(duì)于單個(gè)脈沖的功率限制，取決于脈沖的形狀，同時(shí)脈沖的峰值電壓必須不能超過額定限制。電阻的降額使用規(guī)則1、在有瞬間高壓脈沖的電路中使用金屬釉電阻2、在有大的沖擊電流的場(chǎng)合使用繞線電阻3、連續(xù)功率小于50%額定功率4、不使用大于1MΩ的碳膜電阻，因該電阻長(zhǎng)期穩(wěn)定性太差5、高阻值長(zhǎng)期穩(wěn)定性好的電阻采用金屬釉電阻6、在熱沖擊試驗(yàn)后，電阻的阻值必須在±5%的額定范圍內(nèi)7、可熔斷電阻不要靠近PCB太近，防PCB過熱8、盡量不要將矩形貼片電阻用在ESD保護(hù)電路，矩形尖角容易放電9、在電壓、電流采樣時(shí)，貼片電阻盡量使用尺寸在1206以上。電阻降額參考標(biāo)準(zhǔn)類

型功

率

降

額溫

度

降

額通用型薄膜電阻70%-24功率型薄膜電阻70%-15熱敏電阻50%-50繞線電阻70%-75非繞線電阻70%-15固定電阻網(wǎng)70%-16厚膜電阻70%-24薄膜電阻70%-24電阻選擇注意事項(xiàng)1、設(shè)計(jì)和使用貼片電阻時(shí)，最大功率不能超過其額定功率，否則降低其可靠性2、一般按額定功率70%降額設(shè)計(jì)使用3、不能超過最大工作電壓，否則有擊穿的危險(xiǎn)4、一般按最高工作電壓的75%降額設(shè)計(jì)使用5、當(dāng)環(huán)境溫度超過70℃，必須按照降額曲線圖降額使用。降額曲線圖上拉和下拉電阻的作用1、提高電壓電平A、當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)CMOS電路時(shí)，如果TTL電路輸出高電平低于CMOS電路最低電平，這時(shí)TTL的輸出端接上上拉電阻，提高輸出電平；B、OC門電路必須接上拉電阻，提高輸出電平；2、加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力；3、N/A管腳防靜電、防干擾，在CMOS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上上拉電阻降低輸入阻抗，提供瀉荷通路，同時(shí)管腳懸空比較容易接收外界的電磁干擾；4、電阻匹配，抑制反射波干擾：長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射干擾，加上下電阻匹配，有效抑制反射波干擾；5、預(yù)設(shè)空間狀態(tài)和缺省電平：在一些CMOS輸入端接上或下拉電阻是為了預(yù)設(shè)缺省電平，當(dāng)你不用這些引腳的時(shí)候，這些輸入端下拉接0或上拉接1。在I2C總線上，空閑時(shí)的狀態(tài)是由上、下拉電阻獲得的；6、提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限：輸入端如果是高阻狀態(tài)或者高阻抗輸入端處于懸空狀態(tài)，此時(shí)需要加上拉或下拉電阻，以免收到隨機(jī)電平影響電路工作，同樣如果輸出端處于被動(dòng)狀態(tài)，需加上拉或下拉，從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限，增強(qiáng)抗干擾能力；上拉和下拉電阻選用原則1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮，應(yīng)當(dāng)足夠大：電阻大，電流??；2、從確保足夠驅(qū)動(dòng)電流考慮，應(yīng)當(dāng)足夠?。弘娮栊。娏鞔?；3、對(duì)于高速電路，過大的上拉電阻可使邊沿變平緩；上拉和下拉電阻的選用1、上拉電阻選用：1）對(duì)TTL或LSTTL電路

一般選10kΩ2）對(duì)HCMOS電路，選10k—100KΩ3）OC門電路

2、下拉電阻選用：1）對(duì)TTL或LSTTL電路，R≤1kΩ2）對(duì)CMOS或HCMOS電路，R≤100Ω

采樣電阻采樣電阻，又稱電流檢測(cè)電阻、電流感測(cè)電阻、捷比信取樣電阻、電流感應(yīng)電阻，就是一個(gè)阻值較小的電阻，串聯(lián)在電路中用于把電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。采樣電阻一般使用的都是高精密電阻，阻值低，精度高，一般在阻值精密度在1％以內(nèi)。更高要求的用途采用0.01％采樣電阻選擇方法1、選定阻值

小于1mΩ如