電阻，一個(gè)最容易又是最基礎(chǔ)的電子元器件，看似簡(jiǎn)單，然而實(shí)際情況根據(jù)芯片哥對(duì)多位經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)工程師的拜訪溝通得知并非如此；芯片哥如果讓開發(fā)工程師做出一個(gè)系統(tǒng)性的歸納總結(jié)，把電阻相關(guān)的所有內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)整理成一份文件資料，用作對(duì)一些想要提高電路設(shè)計(jì)工作技能的研發(fā)工程師學(xué)習(xí)，芯片哥相信很少工程師能做到；那么電阻的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)都有哪些呢？

1，電阻的本質(zhì)

在芯片哥與小伙伴們探討電阻的相關(guān)內(nèi)容之前，首先必須要明確電阻的定義，也即什么是電阻？電阻到底是什么？它的本質(zhì)是什么？從微觀電子的角度分析，電阻是指電子在按照某一種趨勢(shì)自由流動(dòng)時(shí)受到的阻力；是不是很難理解？沒關(guān)系，芯片哥給你舉例說明

鋁原子，眾所周知，它的原子核內(nèi)部包含13個(gè)質(zhì)子，外部包含13個(gè)電子，其中最外層的3個(gè)電子由于受到原子核的約束力較小，因此可以自由流動(dòng)；如果在外部引入一個(gè)電壓，即相當(dāng)于給鋁原子外部加入電場(chǎng)，那么鋁原子的最外層3個(gè)電子就可以按照電場(chǎng)的方向趨勢(shì)性的流動(dòng)，這樣就形成了電子的定向流動(dòng)，也就是形成了電流；然而鋁原子的最外層3個(gè)電子，除了受到外部的電場(chǎng)牽引力作用，還會(huì)受到鋁原子之間的作用力，如質(zhì)子與電子的吸引力，不同電子與電子之間的排斥力等等，這些作用力是阻礙電子的定向流動(dòng)，從宏觀上表現(xiàn)就是工程師常說的電阻；

從電子的微觀本質(zhì)分析，芯片哥和小伙伴們可以清楚的得出以下結(jié)論：

（1）電阻是物體的固有屬性，因?yàn)槿魏挝矬w的電子流動(dòng)都會(huì)受到自身的內(nèi)部作用力；

（2）溫度能影響電阻的大小，這是因?yàn)闇囟饶苡绊懺雍送鈱拥碾娮幽芰?/p>

2，電阻的計(jì)算

工程師可能就會(huì)問了，電阻的特性還不簡(jiǎn)單嗎？不就是電壓除以電流嗎？也就是

R=U/I

沒錯(cuò)，電阻的大小的確是可以通過這個(gè)R=U/I計(jì)算公式測(cè)量出，但芯片哥又需要從微觀電子的角度去分析，電阻是物體的固有屬性，因此外界的電壓電流無關(guān)；電阻的真正計(jì)算公式是

R=ρ*L/S

其中ρ是材料的電阻率，L為材料的長(zhǎng)度，S為材料的橫截面積，電阻材料如常見的鋁等；

只是工程師通常設(shè)計(jì)電路經(jīng)常需要處理電壓與電流參數(shù)，因此使用R=U/I的概率較多而已

3，電阻的作用

芯片哥通過多年的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)與拜訪客戶研發(fā)工程師的溝通得知，電阻在電路設(shè)計(jì)中的常用作用，包含5點(diǎn)：

3.1 分壓：電阻分壓是指在電路中通過電阻將某一電壓變小到某一比例值，實(shí)現(xiàn)達(dá)到目標(biāo)的電路電壓值；如兩個(gè)電阻將VCC電壓5.0V分壓至2.5V輸出

電阻分壓電路

3.2 限流：限流是指通過電阻將電路的某一回路電流限制在某一值附近，防止電路電流過大，造成損害；如LED燈限流電路

電阻限流電路

3.3 隔離：隔離是指兩個(gè)電路系統(tǒng)的信號(hào)通過電阻既能實(shí)現(xiàn)傳輸，也能實(shí)現(xiàn)隔離；

電阻隔離電路

在此隔離電路中，VCC為5V電壓，當(dāng)輸入12V，OUT則由于電阻R7的隔離與二極管D1的鉗位，使輸出OUT電壓為5.7V左右，保證電阻R7左右兩個(gè)12V與5V電路系統(tǒng)互不干涉的工作；

3.4 上拉：上拉是指通過電阻將某一電路提高至某一電壓，最典型的應(yīng)用電路是三極管的OC輸出；

電阻上拉電路

3.5 下拉：下拉同上拉原理一樣，只是通過電阻下拉到某一電壓；

電阻下拉電路

在此電路中，芯片CS片選引腳通過電阻R6下拉至GND，使單片機(jī)的CS引腳在懸空時(shí)芯片也能因?yàn)橄吕娮鑂6的存在保持穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，而非懸空高阻引起不確定狀態(tài)

4，電阻的類型

既然電阻是物體的固有屬性，那么電阻的制造工廠就可以根據(jù)電阻的公式 R=ρ*L/S生產(chǎn)不同體積大小的電阻，也就是不同封裝類型的電阻；常用的電阻封裝類型主要包含直插電阻與貼片電阻

直插電阻

貼片電阻

5，電阻的封裝

所謂電阻封裝，是指電阻的形狀大小；電阻的封裝包含直插電阻的封裝與貼片電阻的封裝

5.1 直插電阻封裝：常見的直插電阻封裝包含AXIAL-0.3，AXIAL-0.4，AXIAL-0.5，AXIAL-1，AXIAL-2，AXIAL-5等等；

5.2 貼片電阻封裝：常見的貼片電阻封裝包含0402,0603,0805,1206,1210，2010與2512等；當(dāng)然由于現(xiàn)在電子產(chǎn)品功能逐漸小型化，因此0201與01005在一些項(xiàng)目中也會(huì)得到試用；

在貼片電阻封裝中，有一個(gè)類型的封裝比較特殊---網(wǎng)絡(luò)電阻（排阻），它是將兩個(gè)、四個(gè)或多個(gè)相同阻值相同封裝集成在一起；

6，電阻的阻值

電阻的阻值包含兩個(gè)內(nèi)容：一個(gè)是電阻阻值的表示方法，另一個(gè)是電阻阻值的選取原則

6.1 阻值表示方法：

直插電阻，阻值通常采用色環(huán)的方法表示；如棕色代表1，紅色代表2，橙色代表3等等；

貼片電阻，阻值通常采用有效數(shù)字方法表示；如473表示47K，1002表示10K，683表示68K等等；

6.2 阻值選取原則：

工程師在電路設(shè)計(jì)研發(fā)需要選取電阻的阻值，一般優(yōu)先考慮通用的阻值，如51K，22K，1K等等；盡量避免選用一些非常規(guī)阻值的電阻，如阻值為31.893K的電阻；工程師如果實(shí)在無法避免選擇特殊的阻值，可以通過電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)來繞開；

7，電阻的精度

電阻的精度是指阻值的精度，通常用百分比表示，如1%，表示電阻的阻值在其標(biāo)定的阻值上下偏離不超過1%；

直插電阻，精度種類一般分為1%，10%，20%等；

貼片電阻，精度種類一般分為0.5%，1%，5%等；

技術(shù)開發(fā)人員常用的直插電阻精度10%，貼片電阻精度5%；在一些特殊的電路需要高精度電阻，比如傳感器采集電路，儀表運(yùn)放電路等，則考慮使用1%或者更高精度的電阻；

8，電阻的測(cè)量

在使用電阻焊接電路之前，一般都會(huì)需要確認(rèn)其阻值；萬用表作為一個(gè)基礎(chǔ)功能強(qiáng)大的測(cè)量工具，操作簡(jiǎn)單易上手，非常適合對(duì)電阻阻值的測(cè)量；值得提醒的內(nèi)容是萬用表難以測(cè)量電阻的阻值精度，比如10K 1%的電阻與10K 5%的電阻，萬用表是測(cè)量區(qū)別不出來的；高精度的阻值測(cè)量需要專業(yè)的測(cè)量工具，如電阻測(cè)試儀等

9，電阻的材料

在電阻的公式 R=ρ*L/S中，ρ就是與電阻的材料有關(guān)；材料的不同，電阻的電路性質(zhì)也不一樣；

直插電阻材料：碳膜電阻，金屬膜，氧化膜，水泥電阻，熱敏電阻，壓敏電阻等等；

貼片電阻材料：厚膜電阻，薄膜電阻，金屬膜柱電阻，防硫化電阻等等；

比如，碳膜電阻特點(diǎn)就是阻值可選擇的范圍寬，能滿足各種阻值的選型要求，而且體積小；金屬膜電阻特點(diǎn)就是功率比較大，穩(wěn)定性能好；厚膜貼片電阻特點(diǎn)是價(jià)格便宜，用量大等等；

10，電阻的功率

電阻的功率是指電阻在電路工作的條件下承受最大的功率；電阻功率一般與電阻的封裝大小有關(guān)，而且是存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；比如

貼片電阻 0603封裝，對(duì)應(yīng)的功率為1/10W；

貼片電阻 1210封裝，對(duì)應(yīng)的功率為1/2W；

11，電阻的品牌

電阻的品牌，也就是生產(chǎn)電阻的制造商，不同的品牌制造商在電阻生產(chǎn)制造的工藝與管理水平參差不齊，造成電阻的性能也不盡相同；比較主流的電阻品牌包含國巨，厚生，大毅，威世，風(fēng)華，合科泰等等；

12，特殊的電阻---合金電阻

為什么芯片哥把合金電阻定位為特殊的電阻呢？這是因?yàn)楹辖痣娮柚挥性谝恍┨厥獾碾娐讽?xiàng)目中才會(huì)使用，比如在一些大功率低阻值的采集電路中，合金電阻就是不二選擇，這是因?yàn)槠胀ú牧系闹辈咫娮枧c貼片電阻很難同時(shí)滿足大功率與低阻值的要求；如在電磁爐項(xiàng)目中使用的錳銅電阻，就是合金電阻；

13，電阻的超導(dǎo)

按照電阻的微觀理論分析，要想實(shí)現(xiàn)電阻阻值為零，可以通過兩個(gè)方面途徑實(shí)現(xiàn)

第一：特殊的材料，使電阻率ρ無限接近于零；

第二：溫度的變化，減小原子核內(nèi)部對(duì)外層電子自由流動(dòng)的阻礙約束力；

假設(shè)超導(dǎo)功能在常溫下得以實(shí)現(xiàn)，那么所有的電子產(chǎn)品，比如手機(jī)，電腦等都不在需要電池供電，因?yàn)殡娮铻榱悴辉贀p耗電能，這是一個(gè)多么令人期待的世界啊；

14，電阻的應(yīng)用

電阻由于是一個(gè)基礎(chǔ)電子元器件，因此可以被廣泛應(yīng)用在航空航空，工業(yè)控制，汽車電子，消費(fèi)類電子等各種不同類型的領(lǐng)域；只是在不同類型的領(lǐng)域應(yīng)用中，需要選取對(duì)應(yīng)的電阻類型；

舉例說明，比如在工業(yè)控制類領(lǐng)域應(yīng)用的電阻就不適合應(yīng)用在汽車類領(lǐng)域，因?yàn)楣I(yè)控制類電阻溫度范圍要求在-40~85℃，而汽車類電阻溫度要求在-40~120℃，二者溫度范圍不兼容；

最后，在總結(jié)電阻的所有這些知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容后，研發(fā)技術(shù)人員需要依據(jù)實(shí)際開發(fā)的項(xiàng)目電路選擇匹配的電阻，才能達(dá)到一個(gè)優(yōu)秀的電路設(shè)計(jì)功能效果；勿以為電阻的“簡(jiǎn)單”，而忽視它存在的重要意義；

本文由【芯片哥】原創(chuàng)撰寫

審核編輯：湯梓紅