良许Linux教程网 干货合集 模拟电路中常用电阻参数详解

模拟电路中常用电阻参数详解

电阻是一种普通的元件,但它却有一些不寻常的特点。电阻有许多参数,通常我们关注它的值、精度和功率额定值这三个指标。

在数字电路中,我们不需要太关注细节。毕竟,数字电路中只存在1和0这两个数值,微小的影响并不会太重要。但是在模拟电路中,当我们使用精确的电压源,或对信号进行模数转换,甚至放大微弱信号时,电阻值的微小变化都会带来显著的影响。所以,当我们与电阻打交道时,往往是在处理模拟信号的情况下。接下来,我们将根据模拟电路应用来分析电阻的各个参数的影响。

01 电阻的额定阻值

电阻的额定阻值通常是由应用要求确定的。例如,对于限流LED灯或对某个电流信号进行采样时,电阻的阻值基本上没有其他选择。但有些情况下,对电阻的选择有多种可能,比如对一个电压信号进行放大。如图1所示,放大倍数取决于R2和R3的比例,而与R2和R3的实际值无关。

在这种情况下,选择电阻的阻值是有依据的:

  • 电阻阻值越大,热噪声就越大,放大器的性能就越差;
  • 电阻阻值越小,工作时电流就越大,电流噪声也就越大,放大器的性能就越差;
  • 这也是为什么许多放大电路中使用几十千欧姆电阻的原因。在需要使用大阻值的情况下,可以使用电压跟随器或T型网络来避免噪声问题。
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同相放大器

02电阻的精度

电阻的精度很好理解,这里不啰嗦了。电阻的精度一般有1%和5%,精密的要0.1%等。0.1%的价格大约是1%的十倍,1%的价格大约是5%的1.3倍。

一般地,精度代号A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。

03电阻的额度功率

电阻的功率本来很简单,但是往往容易用得不恰当。比如2512的贴片电阻,额度功率是1W,根据电阻的规格书,温度超过70摄氏度时,电阻就要降额使用。

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2512的贴片电阻到底能用到多大的功率呢?

在常温下,如果PCB焊盘没有特殊散热处理,2512的贴片电阻功率达到0.3W时,温度就可能要超过100甚至120摄氏度了。在125摄氏度的温度下,根据温度降额曲线,2512的额度功率需降额到30%了。这种情况在任何封装的电阻都需要注意的,不要迷信标称功率,关键的位置最好再三确认避免留下隐患。

04电阻的耐压值

电阻的耐压值一般比较少提,特别是新手,往往没有什么概念,以为电容才有耐压值。电阻两端能够施加的电压,一个是由额度功率决定,要保证功率不超过额度功率,另外就是电阻的耐压值了。

虽然电阻体的功率不超过额度功率,但是过高的电压会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障,在使用时需根据使用的电压选择合理的电阻。

部分封装的耐压值包括:0603=50V,0805=100V,1206至2512=200V,1/4W插件=250V。而且,时间应用中,电阻上的电压应该比额度耐压值小20%以上,不然时间一长就容易出问题了。

05电阻的温度系数

电阻温度系数是描述电阻随温度变化的参数。这个主要由电阻的材料决定的,一般厚膜片式电阻0603以上的封装都可以做到100ppm/℃,意思就是该电阻环境温度变化25摄氏度时,电阻值有可能变化了0.25%。如果是12bit的ADC,0.25%的变化也就是10个LSB了。

所以像AD620这样的运放,仅靠一个电阻调整放大倍数的,很多老工程师不会贪方便而使用,他们会使用常规电路,通过两个电阻的比例调节放大倍数,当电阻是相同类型的电阻时,温度引起的阻值变化不会带来比例的变化,电路就更稳定。在要求更高的精密仪表,会使用金属膜电阻,他们的温漂做到10至20ppm是容易的,当然也就贵点。

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总之,在仪表类的精密应用中,温度系数绝对是很重要的一个参数,电阻不精准可以在校准时调整参数,电阻随外界温度的变化是控制不了的。

06电阻的结构

电阻的结构比较多,这里提下能想起来的应用。

机器的启动电阻,一般是用电阻对大容量的铝电解进行预充电,充满铝电解后闭合继电器接通电源工作。这种电阻需要耐冲击,最好使用大绕线电阻,电阻的额度功率不是很重要,但瞬时功率却很高,普通的电阻难满足要求。

高压应用,比如电容放电的电阻,实际工作电压超过500V,最好使用高压玻璃釉电阻而不是普通的水泥电阻。

尖峰吸收的应用,比如可控硅模块两端需要并联RC做吸收,做dv/dt保护,最好就实现无感绕线电阻,这样才能对尖峰有良好的吸收性能并且不容易被冲击损坏。

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作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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