说说电阻

如果电路板是一块小小的疆土，那居于中央的主控芯片，仿佛是统治天下的皇帝，各种IC就是各霸一方的诸侯，高高大大的电容电感如同耀武扬威的将校。但我们今天要讲的不是这些趾高气扬的贵族，而是密密麻麻，毫无存在感的电阻。

电阻虽然普通，但选择和使用还是有很多需要注意的地方的。一不留神，它也可能会带来不不大不小的麻烦。

1. 选电阻时要考虑的因素：

阻值，精度

这几个因素是我们首先会考虑到的，需要在满足需求的情况下尽量降低成本。有时候选取阻值还是需要动动脑筋。比如我们设计一个输出3.3V的电源时，可能需要分压电阻，通过计算往往得出一个带小数的阻值，而市场上可能没有这种数值的电阻，这时候可以考虑的，一个是这个3.3V偏差到多少仍然可以满足需求，一个是通过两个或多个电阻的串联，并联来获得需要的阻值。

大家一定注意到阻值总是很多奇奇怪怪的数字，比如1.8K，5.1K。这些数字可不是厂家自己拍脑袋随便定的，而是遵循国际标准IEC60062。标准又规定了几个系列，最常用的是E-24和E-96系列。E-24系列有24个阻值，成等比数列分布，精度在2%或5%；E-96系列96个阻值，精度在1%。我们选阻值最好选常用的，除非不得已再选非标电阻。

功率，封装和成本

封装通常采用英制，用长度和宽度标识，如0603 ( L 0.06 W 0.03 inch )，对应公制的1608 ( L 1.6 W0.8 mm )。常用封装和功率对照表：

01005(1/32W), 0201(1/20W), 0402(1/16W), 0603(1/10W), 0805(1/8W), 1206(1/4W), 1210(1/2W)

我们选取封装时，除了考虑正常工作条件，还需要考虑电阻放的位置，是否有可能会经受瞬间高电压电流，静电等的冲击。大一些的封装承受冲击能力更强一些。由于贴片电阻的最高工作电压一般几十伏到上百伏，在一些高电压电流场合，可以考虑采用插件型的电阻。

封装电极的材料对焊接温度和时间有不同的要求，选用特殊封装时也需要注意。

工作温度，温度系数

需要考虑电阻在全工作温度范围内的精度偏差，以最坏情况计算。电阻能承受大最大功率在高温区会急剧降低，需要特别注意，以免造成阻毁板亡的杯具。

(图片来自国巨电阻手册)

2. 电阻的分类

厚膜电阻，薄膜电阻

最常用的就是这两种贴片电阻，它们从外观基本看不出什么区别。这两种电阻制造方法有些不同：厚膜电阻通常采用丝网印刷法在氧化铝陶瓷等基底上形成薄膜电阻层，厚度大于10微米左右，而薄膜电阻通常采用磁控溅射的方法形成导电层，薄膜厚度大多小于1微米。

相对于厚膜电阻来说，薄膜电阻主要针对高精度，低噪声，温度稳定性好。而厚膜电阻容易大规模生产，在功率和成本方面具有优势。

(图片来自松下电阻手册)

负温度系数电阻(NTC)

此种电阻的电阻值，随着温度的上升而呈指数关系减小，广泛应用于测温，温控等电路。

自恢复电阻(PTC)

正常工作电流下呈低阻，当电流过大时，电阻内高分子材料发热膨胀，阻断导电粒子通路，对外呈现高阻断开状态，从而起到保护作用。当电流下降，电阻恢复正常。

其他电阻

除了上面这几种常用的电阻，按制作材料工艺和应用还有很多分类，比如线绕电阻，水泥电阻，压敏，气敏，湿敏，车规电阻等等，我们在此就不一一介绍。

3. 主要厂商

国产厂商有：风华，宇阳，富捷，厚生，国巨，旺诠，华新等。

国外厂商有：松下，京瓷，TDK，KOA，ROHM，VISHAY，BOURNS，三星等。

4. 长期可靠性

我们很容易犯的一个错误，就是眼见为实。在设计好测试成功后以为万事大吉，岂不知长路漫漫，前面有很多坑还呲牙咧嘴地等着。在电路板长期使用过程中，可能会有多种发生种种意外。比如长期工作在高温高湿环境，阻值可能会产生较大的偏差；焊接不当，震动，电路板变型等应力有可能损伤电阻薄膜，导致电极脱落等；硫化现象导致电阻值慢慢增大，直至最终成为开路；气体吸附与解吸，氧化等导致阻值的变化。

如果工作环境比较恶劣，对电阻的要求也会更加严格。比如车用电阻就要求通过AEC-Q200认证，即使经认证的电阻，又会分为很多等级。总之，即使一颗小小的电阻，工程师如何在需求和成本之间做好平衡，确实也是一个不小的挑战。