随着集成电路的发展和当前智能设备的集成度越来越高,电阻体积从遥控器那么大的水泥电阻,变成了芝麻大小的贴片电阻。不同的应用场景,需要选用合适的电阻来实现电路功能。如果要掌握电阻,仅仅是讲电阻使用,估计就能写一本书。
这篇文章主要是继上期热敏电阻,把贴片电阻,0Ω电阻、压敏电阻、上下拉电阻进行一次整体性的梳理。
从材料的角度:碳膜电阻,金属膜电阻,绕线电阻,热敏电阻,压敏电阻;
从结构的角度:固定电阻,可调电阻。
从功率的角度:功率电阻,直插电阻,贴片电阻。
1.贴片电阻
在使用贴片电阻时,主要需要掌握下面几个参数指标:
- 封装
- 功率
- 耐压
- 精度
封装功率耐压精度在设计电路时,如果封装用错,很有可能导致这个器件无法焊接上,封装小的电阻可以焊接在封装较大的焊盘上,但是这样做存在一个潜在的风险:器件的耐压和功率不够,
上电运行一段时间以后就会烧毁。常见的0201~1206封装的电阻功率和耐压值见下表。
开关电源的反馈电阻
如上图所示,R1和R2的精度一般选用±1%精度能使输出电压精度更高。
远放的反馈电阻
如上图所示,RF和RG的精度直接决定了反馈电路的实际放大倍数。
2. 零欧姆电阻
0Ω电阻在单板中应用场合比较多。举两个常见的案例。
模拟电路和数字电阻设计时,一般会用0Ω的电阻把模拟地和数字地连接起来。在PCB设计的时候,AGND和DGND就会分为两个大模块,最后采用单点连接。
在测量DC-DC模块效率的时候,分别在在电源输入输出端口放置一个0Ω的电阻,测量的时候,取下0Ω的电阻,将电流表串入电路中,就能很方便测试输入输出电流。
那么问题来了,0Ω电阻是一个阻值为0的电阻吗?
答案当然不是,0Ω电阻不是超导体,所以它肯定是有电阻的。
使用0Ω电阻就简单的办法就是把它当成普通的贴片电阻使用。比如我们使用0402,精度为±5%的0Ω电阻放在DC-DC的输入端,现在要计算0Ω电阻能承受的最大电流。计算方法如下:
0402贴片电阻最大功率为1/16W;
±5%精度的0Ω电阻在电路中的实际电阻为50mΩ;
根据P=I2*R,可计算最大电流为1.12A
3.压敏电阻
压敏电阻是一种以ZnO为主要成份的金属氧化物半导体,属于非线性的限压型保护器件。它和TVS,气体放电管是常见的电源接口保护器件,压敏电阻的响应时间为ns级,比空气放电管快,比TVS稍微慢些。
压敏电阻的工作原理主要是利用压敏电阻两端的电压和自身动态阻抗的关系。
当压敏电阻两端的电压低于它的阈值Uc电压时,此时压敏电阻等效电阻无穷大,流过的电流忽略不计。当电压超过阈值电压Uc时,流过压敏电阻的电流迅速增加,从而保证了后续的电路不会因为过压而烧坏。
压敏电阻的作用:
- 限压,过压箝位过压保护
- 防雷,抑制浪涌电流,吸收尖峰电流
压敏电阻使用过程中需要掌握的关键术语如下
4.上、下拉电阻
上下拉电阻并不是由某种物质组成的电阻,而是根据电阻使用的方式,将上拉到电源的电阻称为上拉电阻,接地的电阻称为下拉电阻。
上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平,“电阻同时起限流作用”,下拉同理。上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流。弱上拉和强上拉只是电阻的阻值不同,没有什么严格区。
上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出上拉电流通道。
下拉电阻常见的是接到一个器件的输入端,多作为抗干扰使用。这是由于一般的IC的输入端悬空时易受干扰,或器件扫描时有间隙泄漏电压而影响电路的性能。使用下拉电阻能够让器件在不确定状态下保持一个固定的低电平,不会误触发。
总结
结合前面一篇《热敏电阻》的分享,这两篇文章梳理了经常会用到的贴片电阻,热敏电阻,压敏电阻,0Ω电阻,上、下拉电阻的概念,原理和注意事项。掌握这些不同类型电阻的概念和原理后,基本上就可以开始我们的单板设计。有些地方的信息挖掘的还不够深,大家在后续的实践中可以不断的修正对这些理论的掌握程度,就能熟练的应用。
送给大家一份资料,其中包含了压敏电阻常见使用案例,中兴的一份《电子元器件正确选择与使用》
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