（学习日记）2024.01.18 电阻常规指标

写在前面：
由于时间的不足与学习的碎片化，写博客变得有些奢侈。
但是对于记录学习（忘了以后能快速复习）的渴望一天天变得强烈。
既然如此
不如以天为单位，以时间为顺序，仅仅将博客当做一个知识学习的目录，记录笔者认为最通俗、最有帮助的资料，并尽量总结几句话指明本质，以便于日后搜索起来更加容易。


标题的结构如下：“类型”：“知识点”——“简短的解释”
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一、阻值和精度

1、电阻标准阻值表

我们经常看到的E系列对应的精度是这样的

其中不同E的值对应的精度不同，在这个精度下所拥有的阻值是不同的，对应阻值的公式为：

下面拿E6举例说明计算方法：

步骤一：按照公式计算E6的公比为：

步骤二：根据公比可以计算出基本数为1、1.5、2.2（1.5^2）、3.3、4.7、6.8。

步骤三：根据得到的基本数，将基本系数×10^n（n为整数），即可得到具体的电阻数值。

因为误差比较大，所以E6对应的阻值比较少，误差越小对应拥有的阻值就越多。这个也好理解，比如100Ω，E6误差的话100Ω误差范围就是80~120Ω，弄个90Ω也没多少意思，所以下一个电阻阻值直接就是150Ω了。

2、色环法

色环法如下图所示，上面4色环对应的为22×1=22欧姆，精度±5%（金色）。下面5色环对应470×0.1=47Ω，精度±1%。

3、贴片电阻读数

1. 三位数

前2位为有效数字，第3位是倍乘。
贴片电阻封装： 0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512 、0508、0612、1218、1020、1225。
贴片电阻精度：±2%、±5%。
贴片电阻阻值：大于等于10?。

例如：100，10为有效数字，0为倍乘，就是10的0次方也就是1，贴片电阻阻值：
100=10 x100=10?。
181，前两位就是18，1位倍乘，就是10的1次方也就是10，贴片电阻阻值为18X10=180?。

2. 四位数

前3位为有效数字，第4位为倍乘。
贴片电阻封装：0805、1206、1210、1812、2010、2512、0508、0612、1218、1020、1225 。
贴片电阻精度：±0.1%、±0.5%、±1%。
贴片电阻阻值：大于等于100?。

例如：1002，100为有效数字，2为倍乘，也就是10的2次方就是100。
1002=100X100=10K?。

3. 三位数 数字+R+数字

第1和3位为有效数字，R为小数点。
贴片电阻封装：0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512 、0508、0612、1218、1020、1225。
贴片电阻精度：±2%、±5%精度。
贴片电阻阻值：小于10?。

例如：4R7=4.7?。

4. 四位数 数字+数字+R+数字 或 数字+R+数字+数字

贴片电阻封装：0805、1206、1210、1812、2010、2512、0508、0612、1218、1020、1225 。
贴片电阻精度：±0.1%、±0.5%、±1%。
贴片电阻阻值：小于100?。

例如：10R2=10.2?

例如：1R02=1.02?

5. 四位数 R+数字+数字+数字

贴片电阻封装：0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512 、0508、0612、1218、1020、1225。
贴片精度±1%、±2%、±5%。
贴片电阻阻值：大于100m?小于1?。

例如：R220=0.22?=220m?。
贴片电阻封装：0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512 、0508、0612、1218、1020、1225。
贴片电阻精度：±1%、±2%、±5%
贴片电阻阻值：小于100m?。

例如：R022=0.022?=22m?。

6. 三位数 数字+数字+字母直标

前2为电阻值代号，第3为有效值的倍乘。
例如：0603 精度±0.1%、±0.5%、±1%。
47B=301X10=3010?。
22A，22对应的有效数字为165，A为倍乘为10的01次方。所以贴片电阻的阻值为165Ω。

7. 零阻值电阻

贴片电阻封装：0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512 、0508、0612、1218、1020、1225。
贴片电阻精度：±1%。

贴片电阻封装：0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512 、0508、0612、1218、1020、1225
贴片电阻精度：±5%。

8. 没有字码

例如：01005、0201、0402
主要是因为尺寸太小。
这种情况下只能用万用表来检测贴片电阻的阻值。

二、额定功率

所谓电阻的额定功率，指的就是长期工作不损坏，并且能够保证性能稳定工作的最大功率。
如果换算成显卡那就是别超频，否则就容易损毁或是寿命减少，这也是矿卡不推荐购买的主要原因。下图很明显就是电阻被烧坏的现象。

遇到这种问题我们必须要采取措施，就四个字：“降额使用”
经验主义：差不多60%就可以了。为什么？在什么条件下？
如下功率温度曲线图所示，当温度超过70度时，电阻的实际额定功率会急剧下降，因此，实际使用中应注意的降额标准为：
当环境温度70度以下时，降额为60%使用；
当环境温度超过70度时，按照图中的实际工作温度下额定功率等比例降额使用。
此时的70度代指额定温度。

三、额定电压

同额定功率一样，电阻的额定电压指的是电阻在两端所加电压下能够长时间工作不损坏电阻的电压值

其中Pr为额定功率；T为实际工作温度；Ts为额定环境温度，也就是功率温度曲线图中的70度；Tmax对应最大工作温度，对应功率温度曲线图中的150度的点；Pm为峰值脉冲功率；Ur是额定工作电压；Um是峰值脉冲电压；

注意事项：
[1]：电阻上存在不超过1s的脉冲负荷时要同时满足瞬态降额要求。脉冲大于1s时仍然按照稳态降额评估。
[2]：电阻降额需要同时满足功率、电压和温度的降额要求。

四、温度系数

定义：电阻温度系数（temperature coefficient of resistance 简称TCR）表示电阻当温度改变1摄氏度时，电阻值的相对变化，单位为ppm/℃。

分类：负温度系数、正温度系数及在某一特定温度下电阻值会发生突变的临界温度系数。

为什么温度会对电阻值造成影响？

因为温度影响电阻率的温度系数，绝大多数金属材料电阻率温度系数约等于千分之四，比如常见的银铜金铝。少数类似康铜、锰铜材料电阻率温度系数极小，可以被用来制造精密电阻元件（康铜丝做采样电阻也是这个原因）。

下面再简单阐述几个概念：

正温度系数：PTC（Positive Temperature Coefficient），热敏电阻就是这个原理，用来做自恢复保险丝限流保护电路，温度升高，阻值增大。金属为主要材料。

负温度系数：NTC（Negative Temperature Coefficient），用于测温、控温以及温度补偿等方面。金属氧化物为主要材料，寿命是其重要性能指标。

五、非线性度

定义：电阻两端的电压与通过它的电流不是线性关系，称为非线性电阻。
如下图所示，a为线性电阻，b、c均为非线性电阻。但是实际使用中即使是线性电阻也没有如此理想化的线性关系，因为随着电流增加，电阻温度会升高，进而影响阻值大小。

金属电阻相对线性度较好，非金属相对线性度较差，这是由于材料特性导致的。

六、噪声系数

电路的固有噪声包括热噪声和电流噪声。

热噪声主要是由于温度引起，电阻通电发热，内部的电流导子产生无规则的运动，使电流的定向流动产生起伏变化，进而形成了热噪声电流。

热噪声具体可以表示为：

其中R是电阻的固定阻值；T是绝对温度；B为频率带宽；k是玻尔兹曼常数，约为1.38e^(-23)；

热噪声作为电阻的本征噪声，无法避免和消除，因此在信号检测精度较高时，一定要选用高精密电阻器哦。

过剩噪声主要是材料问题，当电流在通过电阻时，电阻薄膜并不均匀，电流不能均匀的流经电阻的每一个区域，当某个区域较为密集时，就会产生过剩噪声。

也就是说：电阻的过剩噪声同电阻阻值、流过电流以及电流强度相关。

解决办法：1、进行电阻散热设计，减少热噪声。2、选用固有噪声小的电阻材质。

固有噪声（前面的特性优于后面的）：

线绕、金属氧化膜、金属膜、碳膜、玻璃釉、合成膜、合成实心

七、可靠性和失效特性

电阻器是具有使用寿命的，而且在长时间使用过程中阻值也会发生变化，具体原因是无定型结构具有结晶化趋势，通常认为温度每增高10°，寿命缩短一半。

额定电压和功率下，电阻具有较长的使用寿命，估计值为10万+小时。
在导致失效的物理、化学、热力学等过程中，电阻的失效模式和失效机理：

1. 开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或者大面积脱落，整体断裂。
2. 阻值精度偏移：受外界影响导致电阻膜故障，电阻阻值偏移超出规格。
3. 引线断裂：由于焊接等工艺缺陷导致焊点污染，机械应力损伤。
4. 短路
   轻则影响电路检测精度，重则导致电路烧毁，危及安全，因此请尽量选用有质量保证的品牌电阻，避免影响产品质量。

参考资料：
一篇文章带你吃透“电阻”，优秀硬件工程师必备基础
贴片电阻的读数方法