RLC电阻电容电感基础知识——电阻篇

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标准值

E24标准：基本数值是：根号24次⽅(10^n),n=1,2,3…24，就是 1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1 这24个基本数值，再乘10的倍率。误差为±5%。（加粗的是E6标准）值得注意的是贴片电阻和金属膜电阻（含金属氧化膜电阻）常用的误差值是1%，但阻值常用的是E24里的值。

一、电阻

电阻是电子产品、设备中使用最多
的电子元件，约占总数的 35%，而有些产品如彩电则占50%以上，因此电阻器质量对产品影响很大。

封装

电阻有两种封装方式：轴向引线电阻器（即传统穿通式AXIAL封装形式）及贴片电阻（SMD封装形式）。

传统穿通式（AXIAL）

结合安装工艺要求，对于1/16W、1/8W以下电阻，在印制板上可选用AⅪAL0.3封装方式：对于1/4W电阻，多选用AXIAL0.4或AXIAL0.5封装方式：对于1/2W、1W电阻，可选用AXIAL0.5或AXIAL0.6封装方式。1W以下小功率电阻引脚直径为0.40~0.60mm（即20mil-25mil）。
在电路板上轴向封装元件引线较长，引线寄生电感比贴片封装大：占用电路面积也较大。
但散热效果比贴片封装电阻好。

贴片电阻（SMD封装）

0805、0402、0201含义：0805=80 * 50mil，0603=60 * 30mil，mil为毫英寸。
RLC封装大小和额定功率（R）、额定电压（C）、额定电流（L）有关
0201（1/20W，25V） 0402（1/16W，50V）
0603（1/10W或1/16W，50V） 0805（1/8W或1/10W，150V）
1206（1/4W或1/8W，200V） 1210（1/3W或1/4W，200V）
1812（1/2W，200V） 2010（3/4W或1/2W，200V）
2512（1W，200V）

读数

1、色环表示法

识别第一、第二和最后色环的方法：
1.从色标离引出线较近的一段读起；
2.金色、银色的另一端为第一色环。

2、数码表示法

用三个（普通精度）或四个(高精度)数码表示数值，其中前两位(普通精度)或三位(高精度)数码是阻值或容量大小的有效数字，而最后一个数码表示倍率。对于电阻来说，单位为﹔对于电容来说，单位为PF;对于电感来说，单位为uH。例如102(对于电阻来说是1000，即 1KΩ;对于电容来说是1000PF，即 0.001uF或1nF)、1203(对于电阻来说是 120KΩ )、333(对于电阻来说是33KΩ)等。
数码法多见于贴片电阻(即SMC封装)。

3、文字符号法

文字符号法是指:用数字表示电阻器阻值的有效数字，用字母R表示Ω、K表示KΩ、M表示M作为阻值单位，且规定整数部分位于单位符号前，小数部分放在单元符号后，如下所示:
0.51Ω用R51表示;5.1Ω用5R1表示;5.1KΩ用5K1表示。

测量

根据读数，选择万用表档位。若测量值和标称值（读数）大致相等，就是好的。（因为有误差嘛）。与离线检测（拿下来直接量）相比，在线检测（在电路板上量）判定好坏更宽松一些，在线检测测量值比标称值（读数）小，并不能说明问题，因为有其他电路与电阻并联。（在线检测测量值比标称值（读数）小，并不能说明问题，因为有其他电路与电阻并联。初中物理电阻越并越小。）无论在线检测还是离线检测，测量值比标称值（读数）大，则阻值变大或已经断路。（电阻初步断定坏了）一般电阻本身不存在阻值变小的情况。（有特殊情况）
扩展：电阻击穿很少发生，因为大多数电阻都是金属膜和碳膜主要材料都是陶瓷的，陶瓷的！陶瓷的！所以这些经常是被烧断。而过大电压会发生电弧击穿（这时电路板都冒电啦），和电阻器本身没啥关系。而有的混合电阻，发热阻值变小，热量过大，会有热击穿，但是击穿阻值也不会降到0，只是小很多。

计算

电阻串联阻值等于直接相加，电阻并联则遵守下列公式：

耐压值并联的话耐压值不变，串联的话则要看阻值比例分压有没有超过耐压值
值得提醒是：工程上如果是为了构成非标电阻来一条路上串联的电阻，或者是为了提高耐压值来串联电阻使用，两电阻阻值要接近，以此保证每个电阻的耗散功耗接近，发热接近，减少出现一个电阻发热太高后阻值变得更小电流更大（正反馈）直到烧坏其中一个电阻来整条路失效的情况。

电阻率
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量，某种材料制成的长为1米，横截面积为1平方米的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。电阻率是由电阻的材料决定的，不同材料有不同的阻值，同时也受温度、压力和磁场等外界因素的影响，比如金属的电阻率就随温度的升高而增大。电阻率一般用ρ来表示。
电阻率的计算公式为：

几种物质的电阻率：

电导
导体的导电能力同时也可以用电导来表示，电导为电阻R的倒数，符号为G，电导单位是西门子，简称西，符号S。导体的电阻越小，电导就越大。

种类

按安装方式分可分为：插件电阻、贴片电阻。

按用途分类可分为：
1、固定电阻。
2、可调电阻（包含电位器）比如收音机的音量调节，让电阻值减小，增大电流，使得音量增大；反之调小。
3、光敏电阻： 阻值随光线强弱发生变化。特定波长的光照射下，其阻值迅速减小。（比如路灯，天亮就切断电源；楼道的声控灯只有晚上才可声控也是光敏电阻）。
4、压敏电阻： 对电压敏感的电阻（特别是液晶显示器、液晶电视机、PDP平板电视机经常用到）。电压上升到超过额定电压，压敏电阻将保险熔断，后熔断自己。
5、保险电阻： 在电路中起保险丝和电阻的双重作用（通常F、FS、PS表示）。
6、排阻： 相当于几个电阻的合成（通常RP、RN表示）。
等等。

根据材料分类可将电阻分为:碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、实心（碳质）电阻和绕线电阻。本文注重以材料来分类。

1、碳膜（包括合成碳膜）电阻

常用符号RT作为标志；为最早期也最普遍使用的电阻器，利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂一层碳膜，再将碳膜外层加工切割成螺旋纹状，依照螺旋纹的多寡来定其电阻值，螺旋纹愈多时表示电阻值愈大。最后在外层涂上环氧树脂密封保护而成。
特点是阻值范围宽(1Ω~10MΩ)；耐高压；精度差（误差为5%、10%、20%)，高频特性较差，常用作放大电路中的偏置电阻、数字电路中的上拉及下拉电阻。由于精度低，因此标称阻值及误差用E6(精度为20%)、E12(精度为10%)、E24(精度为5%)分度。额定功率范围从1/8W到10W，其中耗散功率为1/4W、1/2W，偏差为5%和10%的碳膜电阻器用得最多。热稳定性较差，温度系数典型值为5000ppm/℃。即温度升高1℃，阻值的变化量为百万分之5000，即千分之五。例如一个标称阻值为10K的碳膜电阻，当温度升高10℃时，阻值增加10K×5‰ ×10，约0.5K。

2、金属膜（包括金属氧化膜）电阻

常用符号RJ作为标志；用真空镀膜或阴极溅射工艺，将特定金属或合金(例如镍铬合金、氧化锡或氮化饵)淀积在绝缘基体(如模制酚醛塑料、陶瓷基片)表面上形成的薄膜电阻器成为金属膜电阻或金属氧化膜电阻。
特点是阻值范围也宽（从10～10MΩ)，精度高（误差为0.1% ~ 1%)，温度系数小(金属膜电阻为10 ~100ppm/°C;金属氧化膜电阻典型值为300ppm/C)，噪声低，体积小，频率响应特性好，常用作电桥电路、RC振荡电路及有源滤波器的参数电阻、高频及脉冲电路、运算放大电路中的匹配电阻。但耐压较低。由于精度高，因此标称阻值及误差用E48(精度为1%)、E116(精度为0.5% ～ 1%)分度。阻值用3位有效数字表示。金属氧化膜电阻温度系数比金属膜电阻大一些(300 ~ 400ppm/°C)，耗散功率较大。大部分贴片电阻均属于金属膜或金属氧化膜电阻。

3、线绕电阻

用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。。线绕电阻阻值范围宽（从0.01Ω~10MΩ）精度高(0.05%)，温度系数小(<10ppm/PC)，耗散功率大，但寄生参数（分布电容、寄生电感）大，高频特性差。常用在对阻值有严格要求的电路系统中，例如调谐网络和精密衰减电路。

4、特种电阻

主要有热敏电阻(包括负温度系数的NTC 电阻以及正温度系数的PTC 电阻)压敏电阻、光敏电阻、气敏电阻及磁敏电阻等。

5、金属玻璃铀电阻（贴片电阻）

将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上。 耐潮湿，高温， 温度系数小，主要应用于厚膜电路。贴片电阻（片式电阻）是金属玻璃铀电阻的一种形式，它的电阻体是高可靠的钌系列玻璃铀材料经过高温烧结而成，特点是体积小，精度高，稳定性和高频性能好，适用于高精密电子产品的基板中。而贴片排阻则是将多个相同阻值的贴片电阻制作成一颗贴片电阻，目的是可有效地限制元件数量，减少制造成本和缩小电路板的面积。

6、合成膜电阻

金属氧化膜电阻将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得，因此也叫漆膜电阻。由于其导电层呈现颗粒状结构，所以其噪声大，精度低，主要用它制造高压，高阻， 小型电阻器。

7、方形线绕电阻（钢丝缠绕电阻）（水泥电阻）

采用镍，铬，铁等电阻较大的合金电阻线绕在无碱性耐热瓷件上，外面加上耐热，耐湿，无腐蚀之材料保护而成，再把绕线电阻体放入瓷器框内，用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成。而不燃性涂装线绕电阻的差别只是外层涂装改由矽利康树脂或不燃性涂料。它们的优点是阻值精确，低杂音，有良好散热及可以承受甚大的功率消耗，大多使用于放大器功率级部份。缺点是阻值不大，成本较高，亦因存在电感不适宜在高频的电路中使用。

8、实芯碳质电阻（碳质电阻 ）

用碳质颗粒状导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。并在制造时植入导线。电阻值的大小是根据碳粉的比例及碳棒的粗细长短而定。 特点：价格低廉，但其阻值误差、噪声电压都大，稳定性差，目前较少用。

主要参数

1、阻值

在电阻封装上一般都有写的，用来表示对电流阻碍作用的大小的参数，又称为阻值。阻值越大，对电流的阻碍作用越大。一般用R来表示，单位为Ω。
导电材料在一定程度上阻碍电流流过的物理性能。在保证测试灵敏度的情况下，应注意测试电压应可能低，时间尽量短，避免电阻发热引起误差。并使测量功率小于额定功率的10%。

2、误差

实际值与标称值之间的差别。误差与标称值之间并没有直接的联系，但阻值越大，误差越大。
一般电阻的实际阻值大小与标称阻值大小不同，存在误差。故电阻都有精度，用来表示该电阻误差的大小程度，精度越小越精密。电阻的精度一般有1%和5%，精密的要0.1%等。往往精度越高的电阻价格也越贵。一般电阻的精度代号有：T=±0.01%、A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。
遇到电阻旁边有一个菱形，菱形中有一个叹号，那就是高精密度的，替换时要原厂购买。

3、额定功率

在正常大气压力（650-800mmHg）和额定温度下，长期连续工作并能满足性能要求所允许的最大功率。
电阻的额定功率也是采用标准化的额定功率系列值：0.05（1/16W）、0.125（1/8W）0.25（1/4W）、0.5（1/2W）、1、2、5、10、25、50、100W。
大功率： 大于等于3.5W。
中功率： 大于等于1W。
小功率： 小于1W。
在电脑板卡中一般都是小功率电阻，而显示器、液晶显示器或者CRT显示器可能会用到中功率和大功率的电阻。
在电路图中，电阻的额定功率标注方法：有的是在图中直接标出该电阻的功率数值，如1/4 W，3W等；也有的用下图所示的不同功率电阻的图形符号来表示。

4、额定电压与最大工作电压

由阻值和功率换算得到的电压，考虑到电击穿，上升到一定值后，受最大工作电压的限制。
电阻两端施加的电压除了受电阻的额定功率决定外，另一个决定因素就是电阻的耐压值，即使电阻体的功率不超过额度功率，但是过高的电压还是会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障，所以要根据使用的电压来选择合理的电阻。
就同一封装规格电阻来说，对于阻值较小的电阻，最大耐压由其阻值决定，即U=√（P×R）：对于阻值较大的电阻，最大耐压由几何结构、尺寸决定（主要与两电极间距有关）。例如0805封装电阻（耗散功率为110W），当阻值小于220K时，最大耐压U=√（P×R）：当阻值大于220K时，最大工作电压为150V，最大瞬态耐压为200V。又如1206封装电阻（耗散功率为1/8W），当阻值小于330K时，最大耐压U=√P×R：当阻值大于330K时，最大工作电压为200V，瞬态耐压最大为400V。由于高阻值电阻最大耐压由电极间距决定，因此1206、1210、2010、2512封装电阻最大工作电压均为200V，最大瞬态耐压均为400V。除此之外，电阻两端的电压还一定要比电阻的额定耐压值小20%。否则时间长久后也容易发生问题。

5、温度系数

在某一规定的环境温度范围内，温度改变1度时电阻的变化量。

其中T0温度对应的阻值为R0：T温度对应的阻值为R。
正温度系数电阻： 温度上升，阻值增大（比如CRT显示器或电视机当中经常会用到一个消磁电阻）（通常用PTC、GBT来表示）。
负温度系数电阻： 温度上升，阻值减小，且具有开关特性（比如ATX电源、显示器输入电路中经常会在前边安装一个负温度系数电阻，用来防止刚开机时过大的浪涌电流将之后的电路元件和电路损坏）（通常用NTC、THR来表示）。

电阻的阻值（或电阻率）随温度的变化而变化，而其变化的大小程度可以用温度系数来表示，即温度系数越大，电阻阻值（或电阻率）就随温度的变化越大，温度系数越小，变化就越小。温度系数同时又分为电阻的正温度系数和负温度系数以及在某一特定温度下，电阻会发生突变的临界温度系数。电阻的正温度系数是指材料的电阻值（或电阻率）会随温度上升而上升，而负温度系数就是随温度的上升而下降。临界温度系数只存在某几种电阻，其临界温度范围通常在50℃～150℃。比如临界温度热敏电阻存在一个临界温度，超过这个临界温度，其阻值急剧变化。其主要用途是用作温度开关元件。大部分陶瓷电阻为负温度系数。电阻的温度系数用ppm/°C表示，是指当温度在其操作温度附近变化时，其电阻变化的比例。

6、绝缘电阻

在正常大气压力下，电阻引线与电阻壳体之间的绝缘电阻。

7、噪声

产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化。在非线绕电阻中，还有电流噪声，由于电流噪声和电阻两端的工作电压成正比，所以衡量电流噪声指标表示为μV/V。

8、稳定性

在指定的时间内，受到环境，负荷等因素的影响，保持其初始阻值的能力。

等效电路

考虑了引线寄生电感、分布电容后，电阻器实际等效电路如图所示

L_S、包括电阻体寄生电感与引线电感。电阻体寄生电感与电阻结构有关，线绕电阻体寄生电感较大，非线绕，尤其是贴片电阻体寄生电感小。引线电感与引线长度有关，因此传统轴向引线封装引线寄生电感较大，无引线贴片电阻引线寄生电感最小，L_S大小仅与电阻结构有关。
由于寄生电容C_S、寄生电感L_S、与电阻结构有关，与阻值大小几乎无关。因此相同材料、相同结构的电阻，其频率特性与阻值关系非常密切，下图描述了C_S=0.02p，L_S=2.9nH某系列金属膜、金属氧化膜电阻的频率特性。

可见对于高阻值电阻来说，频率升高时，寄生电容分流作用不能忽略，例如阻值大于100K的电阻，只能工作在频率<10MHz的电路系统中，而阻值大于1M的电阻，只能工作在频率≤1MHz的电路系统中，因此在滤波、包括高速运放电路中尽量避免使用阻值大于100K的电阻。
对于低阻值电阻，频率升高时，寄生感抗不能忽略，例如阻值小于1Ω的电阻，也只能工作在频率<10MHz的电路系统中，而阻值小于0.1Ω的电阻，只能工作在频率≤1MHz的电路系统中，因此在滤波电路中尽量避免使用阻值小于1K的电阻。
因此在高频，尤其是在频率大于>1GHz的微波电路中，一般均使用几十欧~几百欧的电阻。

作用

1、分压

分压电路实际上是电阻的串联电路，它有以下几个特点：
1、通过各电阻的电流是同一电流，即各电阻中的电流相等：I=I₁+I₂+I₃+……
2、在串联电路中，电阻大的导体，它两端的电压也大，电压的分配与导体的电阻成正比，因此，导体串联具有分压作用。总电压等于各电阻上的电压降之和：V=V₁+V₂+V₃+……
3、总电阻等于各电阻之和：R=R₁+R₂+R₃+……

分压很常见是用来以提供基准电压，比较常见的应用是提供VREF基准电压，和常出现在电源板块反馈回路的分压。
对于所有的DC/DC和LDO输出反馈端的分压电阻必须是精度1%的。（科普：在电源芯片输出管脚上一般选择分压电阻的精度很高，电阻的精度直接决定了输出电压的精度，如5%的电阻输出电压波动范围为10%，1%精度的电阻输出电压波动范围达到2%，因此选择精度高的；这个可以计算一下大致差不多的误差。）

电阻分压在芯片管脚做逻辑阈值或者上下电时应用还是比较多的。其他例子也类似，关键点在于一定要搞清管脚的阈值（门限电压范围），这种错误属于低级错误，在设计时一定要多确认几遍。在电路移植的时候，一定要注意输入电压分压之后与EN阈值的关系以便及时调整电阻，切记！

还有一种比较常见的应用是在EN脚或其他功能使能复位或者配置的脚进行电阻分压，以EN举例，EN同时上下都拉电阻，本质上是分压，目的是en电压比vin低，比vin更快掉到他的阈值电压以下，vin波动，可能出现vin比EN低，做欠压保护。尤其是输入段那边有电机这些。如果电压突然高-低-高，单片机无法复位，可能跑飞。（比如2.9-3.3V工作电压，没有那样干可能出现2.7V供电，但是复位可能是0V）。

2、分流

分流电路实际上是电阻器的并联电路，它有以下几点特点：
1、各支路的电压等于总电压。
2、总电流等于各支路电流之和。
3、总电阻的倒数等于各支路倒数之和。

3、限流

限流的目的应用最广泛的就是保护器件的工作安全。
电阻限制通路电流，避免电流过大烧坏元器件，比较常见的如串联在蜂鸣器、继电器的电阻。

4、偏置

提高一个偏置电压，常见用于三极管静态工作点的配置。

5、提供放电回路

在MOS管栅极下拉电阻或者开关电源中比较常见，经常和一个二极管串联，或者直接下拉到GND。（MOS管栅极下拉电阻见本节电阻作用H版块）
有的 LDO 电路中，也会加 R4 下拉电阻，叫假负载，LDO 关闭时，用于快速泄放 C6 上的电压，这和电路的使用场景有相关。加 R4 的坏处是，在正常工作时，会增加I = 3.3 / R₄ 的耗流，再说一句，现在也有带自放电功能的 LDO，带自放电和不带自放电，有利有弊。
对于 R4，阻值越小，放电越快，但是正常工作时，增加的耗流会越大。

6、阻抗匹配

阻抗匹配：严格来讲，当高速电路中，信号再传输介质上的传输时间大于信号上升沿或者下降沿的1/4时，该传输介质就需要阻抗匹配。

由电阻器组成的阻抗匹配衰减器，它接在特性阻抗不同的两个网络中间，可以起到匹配阻抗的作用。 匹配器中电阻器的阻值可由下式确定：

即式中，Z1 和 Z2 为网络1和网络2的阻抗，它们分别为 300Ω 和 75Ω。将它们代入上面两个公式中，则求得 R1=259.8Ω，R2=86.6Ω。
源端阻抗：一般传输线的阻抗为50Ω左右，而TTL电路输出电阻大概为13Ω左右，在源端串联一个33Ω的电阻，13+33=46Ω大致和50Ω相当，这样就可以抑制从终端反射回来的信号再次反射。
需要说明的是，匹配电阻不一定都是33欧，从几Ω到几十Ω都有，具体试情况而定。
终端阻抗：若信号接收端的输入阻抗很大，可以并接一个51Ω的电阻，电阻另一端接参考地，以抑制信号终端反射。信号接收端接串阻，那只能是终端输入阻抗小于50Ω。但IC设计时，考虑到接收能量，不会将接收端的输入阻抗设计的小。这也是为什么驱动器端加串阻，而接收端一般不加串阻的原因，终端开路的情况下反射系数为1。
阻抗匹配电阻在接口防护范围还有一个重要作用就是防止ESD。 比如USB等

7、全带宽滤波（吸收毛刺）

在一些芯片的电源管脚，采用LC滤波，有时会在L之后串联一个几欧姆的电阻，电阻起到全频段滤波的作用，还有一个作用就是降低电路的品质因数Q，Q定义为回路发生谐振时，储存能量与一周期内消耗能量之比。Q=（LC）^1/2 / R。
在储能电路中，Q值越大意味着损耗小，虑除其他频带信号的能力越强，希望Q越大越好；
在电源或信号线路中，Q越大，通频带内特性曲线越陡峭，越容易引发振铃，信号越容易失真。希望Q越小越好；其实在实际应用中，利用电阻进行全带宽滤波的应用非常多。其次串接电阻也可解决针对信号的上升沿下降沿产生的过冲、抖动等，比如音频的信号中，串接33欧姆出现上冲，更换为50欧姆明显上冲小了很多！

8、RC电路

RC电路的是电阻和电容一起使用的。
RC电路在现实中的应用：1、RESET复位电路。2、晶振电路。3、电源抗干扰。4、滤波电路。5、按键防抖动。6、去耦和旁路技术。7、静电（ESD）保护。
三要素法：初始值、稳态值、时间常数
直接给出RC电路的全响应计算公式：

9、在晶振电路上的电阻作用

一个晶振电路在其输出端串接了一个22K的电阻，在其输出端和输入端之间接了一个10M的电阻，这是由于连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器，将输入进行反向180度输出，晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移，整个环路的相移360度，满足振荡的相位条件，同时还要求闭环增益大于等于1，晶体才正常工作。
晶振输入输出并联上电阻作用是产生负反馈，保证放大器工作在高增益的线性区，一般在M欧级，输出端的电阻与负载电容组成网络，提供180度相移，同时起到限流的作用，防止反向器输出对晶振过驱动，损坏晶振。
和晶振串联的电阻常用来预防晶振被过分驱动。晶振过分驱动的后果是将逐渐损耗减少晶振的接触电镀，这将引起频率的上升，并导致晶振的早期失效，又可以讲drive level调整用。用来调整drive level和发振余裕度。

10、在三极管基极上的电阻作用

该电阻属于限流电阻。因为三极管属于电流控制元件，当三极管属于放大或饱和状态时，UBE的电压为0.6V，可以根据输入电压U计算基极的电流，计算公式为Ib=(U-0.6)/基极上的R，从公式也可以看出，若不接限流电阻R1，当输入电压大于0.6V时，基极的电流会非常大，从而烧毁管子。
而且该电阻不能随便使用，需根据输入电压、管子的特性进行计算，比如该三极管的放大倍数β为50，集电极的最大电流为500mA,输入电压为5V，若要求设计时三极管处于饱和状态，则Ic=500mA，那么Ib=Ic/β=10M=mA，则限流电阻R1=(5V-0.6V)/Ib=430Ω。若要求输入5V时，集电极的电流为200mA左右，则可以推算Ib=Ic/β=200mA/50=4mA,则限流电阻R1=(5V-0.6V)/Ib=1075Ω，可选择1K的标准电阻。

11、在MOS管栅极上的电阻作用

在栅极上串联电阻到控制端的：减缓Rds从无穷大到Rds(on)(一般0.1欧姆或者更低)。若不加此电阻，高压情况下便会因为mos管开关速率过快而导致周围元器件被击穿。但R38电阻过大则会导致MOS管的开关速率变慢，Rds从无穷大到Rds（on）的需要经过一段时间，高压下Rds会消耗大量的功率，而导致mos管发热异常。如果没有栅极电阻，由于各种杂散参数的影响，会产生栅极的寄生震荡。甚至还有严重的过冲现象的发生。同时这个电阻还可以降低电感的品质因素，这里的电感是指导线上的寄生电感，其会和MOS管的寄生电容形成LC谐振，加了电阻之后降低了品质因素，减少了振荡时间和幅度，傅里叶变换时就能消除方波中的尖峰。此电阻一般取值10~100ohm，太小起不到消除尖峰的作用，太大又会导致上升时间过长，且在某文章曾论证过，当电阻过大时使高端电流检测电路变得不稳定是有可能的。（mos管驱动参考文章：MOS管驱动电路设计，如何让MOS管快速开启和关闭？ ）（备用链接 ）

在栅极上下拉电阻接地的：1、作为泄放电阻泄放掉G-S的少量静电，防止mos管产生误动作，甚至击穿mos管（因为只要有少量的静电便会使mos管的G-S极间的等效电容产生很高的电压），起到了保护mos管的作用。2、为mos管提供偏置电压

12、在信号传输路上串联电阻的作用

在高速信号线上：串电阻是为了信号的完整性，考虑到匹配的，一般说来这个电阻不是固定的，要随实际的PCB的走线的阻抗和主控的输出阻抗决定的。这个是源端的串联匹配，所以电阻要靠近主控端，其公式是：主控输出电阻+串联匹配电阻=走线的阻抗。（严格来讲，当高速电路中，信号在传输介质上的传输时间大于信号上升沿或者下降沿的1/4时，该传输介质就需要阻抗匹配。一般当PCB走线的长度大于其传输信号的波长的1/10时，我们就就需要考虑阻抗匹配。100MHz以上的高速数字电路就可以考虑阻抗匹配了。）

GPIO口上串了小电阻，很可能是抗小能量电压脉冲的。简单的例子：一个串口通讯的提示信号，当接上串口时，因为瞬间的插拔产生了一个很窄的电压脉冲，如果这个脉冲直接打到GPIO口，很可能打坏芯片，但是串了一个小电阻，很容易把能力给消耗掉。如果脉冲是5mA 5.1V，那么过了30ohm后就是5v左右了。。。。。

简单的说就是消除尖峰电压的，上尖峰过充和下尖峰。

13、0Ω作用

首先，0欧姆不代表没电阻，是很小电阻，几乎0的意思。0欧姆电阻并不是真正的无阻值，一般阻值r ≤ 50 m Ω ，一般有 20mΩ、30mΩ 和 50mΩ 三个等级，具体能通过电流要参考电阻的datasheet，一般可以用P=I²*R估算。

0欧姆的作用：

A、跳线：

布线布不过去时，可以使用0Ω电阻，但是一般不建议使用。实际多见于单面板的设计用0Ω当跳线来避免使用双面板，节约成本。

B、单点接地：

用于区分数字地和模拟地和电源地，防止数字信号和模拟信号间的干扰，因为数字信号一般是高频的。在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。地是参考0电位，所有电压都是参考地得出来的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰，不短接又不妥。
我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连在一起。这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。
附上单点接地的超链接：https://blog.csdn.net/azj2019/article/details/106912282?spm=1001.2014.3001.5502

C、方便测大电流：

测某部分电路的耗电流的时候，可以去掉0ohm电阻，接上电流表，这样方便测耗电流。

D、方便调试（不确定参数代替）：

在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。

E、保护：

（1）充当低成本熔丝，比如USB电路中以0欧0603电阻充当USB过流保护。由于PCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。由于0欧电阻电流承受能力比较弱（其实0欧电阻也是有一定的电阻的，只是很小而已），过流时就先将0欧电阻熔断了，从而将电路断开，防止了更大事故的发生。
（2）很多电路板上经常可以看到有很多插针，需要用跳线帽端接。或者利用拨码开关控制电路是否闭合。这两种方法虽然在调试阶段会比较方便，但是，在做成产品时最好尽量少用。由于在高频电路中，空置的插针相当于天线，很容易使信号受到干扰。
（3）拨码开关很容被不知情的人拨乱，导致电路系统出错。所以，出于安全方面的考虑，最好使用零欧电阻代替插针和拨码开关。既可以避免误操作，又能够降低维护成本。

F、当电感或电容：

在处理高频的信号时可以用来当电感（与外部电路特性有关），主要是解决EMC问题。如地与地，电源和IC Pin间。

G、配置电路（兼容性设计）：

兼容电路中，其中一个线路不使用时，0欧姆电阻不贴。0欧电阻还可以用来配置电路充当拨码开关，而且省成本，用于不需要怎么改配置的电路设计里。举例：这个是tft屏上的一个电路，0欧电阻焊在不同位置可以给显示屏进行编码，用于给用户选择不同接口用的。

H、分割区上的抗干扰：

跨接时用于电流回路，当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰。

I.噪声抑制

由于零欧电阻本身的特性，能够有效抑制环路电流，从而使噪声得到抑制。实际上零欧电阻不是真的是没有阻抗，只有超导体才能够真的做到零阻抗。所以，零欧电阻在所有频带上其实都起到衰减的作用。

14、直接上（下）拉电阻，无外部控制。

一般说法是上拉增大电流，下拉电阻是用来吸收电流。
上拉电阻： 将一个不确定的信号（高或低电平），通过一个电阻与电源VCC相连，固定在高电平。
下拉电阻： 将一个不确定的信号（高或低电平），通过一个电阻与地GND相连，固定在低电平。
这个之所以不能直接导线拉地或高电平主要是为了限流，直接接地相当于对地短路，如果前面是运放之类的话，对地短路后，那么输出端的电路就可能因为电流过大而被破坏。其次是有电阻的情况下，内部可能在复位或其他情况下可以更改到引脚电平。还有一个原因是有下拉电阻的时候方便电路板调试（飞线大法好哈哈哈哈）

上下拉电阻阻值的选择原则
从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。
从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。
对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑，通常在1K到10K之间选取。对于下拉电阻也有类型道理。

上拉电阻使用场景：
1、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
2、在 COMS 芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，来提供泄荷的通路。
3、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
4、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
5、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。

具体如：

A、TTL驱动CMOS

当 TTL 电路驱动 COMS 电路时，如果 TTL 电路输出的高电平（一般为 2.4V）低于 COMS 电路的最低高电平（一般为 3.5V），这时就需要在 TTL 的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值（提高到 5V），使 CMOS 有效识别。
电阻R越小，上拉能力越大，但是会增大TTL端的饱和压降，导致TTL输出的低电平很高；
电阻R太大，会延缓TTL输出的上升沿。

B、OC和OD门

采用 OC 和 OD 门结构的，都需要添加上拉电阻，下图 I2C 是 OD 结构，SDA 和 SCL 信号上都需要加上拉电阻，不加上拉电阻，OC 和 OD 是无法输出高电平的。

C、低电平中断检测

对于低电平中断触发电路来说，一般在 MCU 的检测端会加一个上拉电阻，当 INT 低电平到来时，MCU_INT_DET 会变为低电平，触发中断。
R1太大，MCU_INT_DET 的上升沿越慢；
R1太小，有可能造成灌电流过大，导致MCU管脚烧坏。

D、固定电平

如 LDO 电路，高电平使能时，一般会在使能脚 CE 加上拉电阻到 VIN，达到上电 LDO 就有输出的效果。
对于 R1，一般芯片的 SPEC 会给出，最常见的是 10K 和 100K，那你说 47K 行不行，当然也行，要看 LDO CE 管脚的灌电流能力，也就是 5V 加在 R1 上的电流需要小于 CE 管脚最大灌电流，如果太大，CE 脚可能会烧毁。

如 NMOS 的控制电路中，一般 G 极加一个下拉电阻，固定低电平，MOS 管的 GS 阻抗很大，容易遭到静电的干扰，导致 GS 之间产生较高电压，使 MOS 管开关状态改变。
对于 R2，MOS 管在关闭状态，流过 R2 的耗流为 0，MOS 管导通状态；流过 R2 的电流为I=V _CTRL /R ₂，如果想减小耗流，尽可能提高 R2 的阻值，一般取值 200K，1M 等。

对于像逻辑芯片的，对于不用的输入端口一定不能控制，端口输出低比输出高耗电量大，这样输出端不用时什么也不用接，但输入级就要根据使对应输出端为高电平而选择接高电平还是gnd，对于芯片的输入级，因输入阻抗较大，不用串接电阻，直接接地即可！

思考：电阻为什么能阻碍电流通过？

以自由电子构成的电流为例：电路闭合，电子开始定向运动。电子的运动是由电场驱动的，电场从正极指向负极。但是导体中除了自由电子还有原子核和其它不参与导电的电子电子在其中穿行，总会撞上那么几次，撞上的结果就是电子的一部分动能（携带的电能）转移到了原子中，变成了原子的动能。
别忘了，原子每时每刻在做着无规则运动，运动的动能就是这个原子的温度也就是说，电子撞上了原子，失去了一部分电能，使得被撞到的原子温度升高

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