電阻，一個最容易又是最基礎(chǔ)的電子元器件，看似簡單，然而實際情況根據(jù)芯片哥對多位經(jīng)驗豐富的研發(fā)工程師的拜訪溝通得知并非如此；芯片哥如果讓開發(fā)工程師做出一個系統(tǒng)性的歸納總結(jié)，把電阻相關(guān)的所有內(nèi)容知識點整理成一份文件資料，用作對一些想要提高電路設(shè)計工作技能的研發(fā)工程師學習，芯片哥相信很少工程師能做到；那么電阻的相關(guān)知識點都有哪些呢？

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自由流動時受到的阻力；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個質(zhì)子，外部包含13個電子，其中最外層的3個電子由于受到原子核的約束力較小，因此可以自由流動；如果在外部引入一個電壓，即相當于給鋁原子外部加入電場，那么鋁原子的最外層3個電子就可以按照電場的方向趨勢性的流動，這樣就形成了電子的定向流動，也就是形成了電流；然而鋁原子的最外層3個電子，除了受到外部的電場牽引力作用，還會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，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，因為任何物體的電子流動都會受到自身的內(nèi)部作用力；

（2）溫度能影響電阻的大小，這是因為溫度能影響原子核外層的電子能量

2，電阻的計算

工程師可能就會問了，電阻的特性還不簡單嗎？不就是電壓除以電流嗎？也就是

R=U/I

沒錯，電阻的大小的確是可以通過這個R=U/I計算公式測量出，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)；電阻的真正計算公式是

R=ρ*L/S

其中ρ是材料的電阻率，L為材料的長度，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目開發(fā)經(jīng)驗與拜訪客戶研發(fā)工程師的溝通得知，電阻在電路設(shè)計中的常用作用，包含5點：

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，實現(xiàn)達到目標的電路電壓值；如兩個電阻將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：隔離是指兩個電路系統(tǒng)的信號通過電阻既能實現(xiàn)傳輸，也能實現(xiàn)隔離；

電阻隔離電路

在此隔離電路中，VCC為5V電壓，當輸入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，使單片機的CS引腳在懸空時芯片也能因為下拉電阻R6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在一些項目中也會得到試用；

在貼片電阻封裝中，有一個類型的封裝比較特殊---網(wǎng)絡(luò)電阻（排阻），它是將兩個、四個或多個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內(nèi)容：一個是電阻阻值的表示方法，另一個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，儀表運放電路等，則考慮使用1%或者更高精度的電阻；

8，電阻的測量

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

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；金屬膜電阻特點就是功率比較大，穩(wěn)定性能好；厚膜貼片電阻特點是價格便宜，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應(yīng)關(guān)系；比如

貼片電阻 0603封裝，對應(yīng)的功率為1/10W；

貼片電阻 1210封裝，對應(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？這是因為合金電阻只有在一些特殊的電路項目中才會使用，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，這是因為普通材料的直插電阻與貼片電阻很難同時滿足大功率與低阻值的要求；如在電磁爐項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，要想實現(xiàn)電阻阻值為零，可以通過兩個方面途徑實現(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)部對外層電子自由流動的阻礙約束力；

假設(shè)超導(dǎo)功能在常溫下得以實現(xiàn)，那么所有的電子產(chǎn)品，比如手機，電腦等都不在需要電池供電，因為電阻為零不再損耗電能，這是一個多么令人期待的世界啊；

14，電阻的應(yīng)用

電阻由于是一個基礎(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，因為工業(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點內(nèi)容后，研發(fā)技術(shù)人員需要依據(jù)實際開發(fā)的項目電路選擇匹配的電阻，才能達到一個優(yōu)秀的電路設(shè)計功能效果；勿以為電阻的“簡單”，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