1、,电阻知识讲解,SRD-DQE (FQ) March 11, 2019,电 阻,1.电阻的基本知识 2.电阻的分类、命名标识 3.电阻的主要性能指标 4.电阻的检测 5.电阻的运用 6.上、下拉电阻、0欧电阻相关介绍 7.实例讲解,基本知识电阻：是指导电材料在一定程度上阻碍电流通过的能力，并将所损耗的电能转化热能的一种物质.电阻值：对于一定的导体，加在导体两端的电压v与通过导体的电流I之比，称为导体的电阻值，用R来表示.电阻器：在电子技术中应用的具有电阻性能的实体元件称为电阻器。电阻值的单位用欧姆表示，1946年根据国际委员会决议，欧姆定义为一导体两点之间的电阻，当在这两点间加上1伏特的恒定电
2、压时，在导体内产生1安培的电流，导体内不存在任何电动势。 对于量值较高电阻值，可如下进行表示： 103欧=1千欧=1K 106欧=1兆欧=1M 109欧=1吉欧=1G 1012欧=1太欧=1T,阻值计算导体的电阻值决定于导体的材料性质和几何尺寸，对于截面恒定的导体，其中阻值与长度I成正比，与截面积成反比R=L/S （11） 式中： L：导体的长度，单位为厘米。S：导体的截面积，单位为厘米2。：与材料特性有关的常数，称为电阻率，单位为欧厘米。对于薄膜材料，由于厚度非常小，厚度的测量有一定困难，而且这时导体的电阻率已不再是一个常数，因为这时薄膜不再是密实和完整的导体，薄膜具有一定的不连续性和凹凸不
3、平，在这种情况下，导体的电阻率与厚度有密切的关系，通常是膜层越薄电阻率也越大，因此，对于薄膜材料一般不采用电阻率，而采用膜电阻来表征薄膜的特性，膜电阻RS与电阻率之间的关系可表示为：RS=/d （12） 式中：d表示薄膜的厚度。由于d不易测量，这时把/d看作一个与薄膜有关的常数是方便的，对于一个宽度一致的均匀薄膜，可用下式计算电阻值：R=RS L/W （13） 式中: L薄膜的长度，单位为厘米。W薄膜的宽度，单位为厘米。RS与薄膜有关的常数，称为膜电阻或方阻，单位为欧或表示为欧/方。用四探针法可直接在薄膜上测量其膜电阻，四个探针在一条直线上，间距相等，约为1mm，外面的两个探针是电流探针，里面
4、的两个是电压探针，当在电流探针上加以电流I，并在电压探针上测出的电压U可按下式计算出膜电阻RSRS=CU/I （14）式中：C比例常数，等于4.5324,主要性能指标额定功率：在规定的环境温度和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。为保证安全使用，一般选其额定功率比它在电路中消耗的功率高1-2倍。额定功率分19个等级，常用的有0.05W、0.125W、0.25 W、0.5 W、1 W、2 W、3 W、5 W、7 W、10 W。 标称阻值：产品上标示的阻值，其单位为欧，千欧、兆欧，标称阻值都应符合下表所列数值乘以10N欧，其中N为
5、整数。 表2 标称阻值系列允许误差：电阻器和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围，它表示产品的精度，允许误差的等级。 标称阻值与误差允许范围的标识方法。 示例1）在电阻体的一端标以彩色环，电阻的色标是由左向右排列的，图1的电阻为270000.5%。 2）精密度电阻器的色环标志用五个色环表示。第一至第3色环表示电阻的有效数字，第4色环表示倍乘数，第5色环表示容许偏差，图2的电阻为17.51%,最高工作电压：它是指电阻器长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。如果电压超过规定值，电阻器内部产生火花，引起噪声，甚至损坏。下表是碳膜电阻的最高工作电压。 表5 碳膜电阻的最高工作电压稳定性：稳定
6、性是衡量电阻器在外界条件（温度、湿度、电压、时间、负荷性质等）作用下电阻变化的程度 （1）温度系数a，表示温度每变化1度时，电阻器阻值的相对变化量。 即： 式中：R1、R2分别为温度t1和t2时的电阻值 （2）电压系数av表示电压每变化1伏时，电阻器阻值的相对变化量，即： 式中：R1、R2分别是电压为U1和U2时的电阻值 噪声电动势：电阻器的噪声电动势在一般电路中可以不考虑，但在弱信号系统中不可忽视。 线绕电阻器的噪声只表示热噪声（分子扰动引起）仅与阻值、温度和外界电压的频带有关。薄膜电阻除了热噪声外，还有电流噪声，这种噪声近似地与外加电压成正比。 高频特性：电阻器使用在高频条件下，要考虑其固
7、有电感和固有电容的影响。这时，电阻器变为一个直流电阻（R0）与分布电感串联，然后再与分布电容并联的等效电路，非线绕电阻器的LR=0.01-0.05微亨，CR=0.1-5皮法，线绕电阻器的LR达几十微亨，CR达几十皮法，即使是无感绕法的线绕电阻器，LR仍有零点几微亨。,电阻的分类 1、电位器 电位器是一种机电元件，他靠电刷在电阻体上的滑动，取得与电刷位移成一定关系的输出电压。 1.1 合成碳膜电位器 电阻体是用经过研磨的碳黑，石墨，石英等材料涂敷于基体表面而成，该工艺简单， 是目前应用最广泛的电位器。特点是分辩力高耐磨性好，寿命较长。缺点是电流噪声，非线性大， 耐潮性以及阻值稳定性差。 1.2
8、有机实心电位器 有机实心电位器是一种新型电位器，它是用加热塑压的方法，将有机电阻粉压在绝缘体的凹槽内。有机实心电位器与碳膜电位器相比具有耐热性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的优点。但温度系数大、动噪声大、耐潮性能差、制造工艺复杂、阻值精度较差。在小型化、高可靠、高耐磨性的电子设备以及交、直流电路中用作调节电压、电流。 1.3 金属玻璃铀电位器 用丝网印刷法按照一定图形，将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上，经高温烧结而成。特点是：阻值范围宽，耐热性好，过载能力强，耐潮，耐磨等都很好， 是很有前途的电位器品种，缺点是接触电阻和电流噪声大。 1.4 绕线电位器 绕线电位器是将康铜丝或镍铬合金丝作为
9、电阻体，并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电阻小，精度高，温度系数小，其缺点是分辨力差，阻值偏低，高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。 1.5 金属膜电位器 金属膜电位器的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辩力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。,1.6 导电塑料电位器 用特殊工艺将DAP（邻苯二甲酸二稀丙脂）电阻浆料覆在绝缘机体上，加热聚合成电阻膜，或将DAP电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是：平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服
10、系统等。 1.7 带开关的电位器 有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器 1.8 预调式电位器 预调式电位器在电路中，一旦调试好，用蜡封住调节位置，在一般情况下不再调节。 1.9 直滑式电位器 采用直滑方式改变电阻值。 1.10 双连电位器 有异轴双连电位器和同轴双连电位器 1.11 无触点电位器 无触点电位器消除了机械接触，寿命长、可靠性高，分光电式电位器、磁敏式电位器等。 2、实芯碳质电阻器 用碳质颗粒壮导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。 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。 3、绕线电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成，外面涂
11、有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。 绕线电阻具有较低的温度系数，阻值精度高， 稳定性好，耐热耐腐蚀，主要做精密大功率电阻使用，缺点是高频性能差，时间常数大。,4、薄膜电阻器 用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下： 4.1 碳膜电阻器 将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低，是目前应用最广泛的电阻器。 4.2 金属膜电阻器。 用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。 金属膜电阻比碳膜电阻的精度高，稳定性好，噪声， 温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。 4.3 金属氧化膜电阻器 在绝缘棒上沉积一层金属氧化物 由于
12、其本身即是氧化物，所以高温下稳定，耐热冲击，负载能力强。 4.4 合成膜电阻 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，主要用他制造高压， 高阻， 小型电阻器。 5、金属玻璃铀电阻器 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。 6、贴片电阻SMT 片状电阻是金属玻璃铀电阻的一种形式，他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，电极采用银钯合金浆料。体积小，精度高，稳定性好，由于其为片状元件，所以高频性能好。,7、敏感电阻 敏感电阻是指器件特性对温度，电压，湿度，
13、光照，气体， 磁场，压力等作用敏感的电阻器。 敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线，并在旁标注敏感电阻的类型，如：t. v等。 7.1、压敏电阻 主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻，氧化锌具有更多的优良特性。 7.2、湿敏电阻 由感湿层，电极， 绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻，碳湿敏电阻，氧化物湿敏电阻。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小，缺点为测试范围小，特性重复性不好，受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低，阻值受温度影响大，由老化特性， 较少使用。 氧化物湿敏电阻性能较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡，镍铁酸盐，等材料。 7.3、光敏电阻
14、光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这就是光电导效应。 7.4、气敏电阻 利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物，主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。 7.5、力敏电阻 力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻，国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，相对而言， 合金电阻器具有更高灵敏度。,电阻器选用的一般准则 由于电阻器的种类繁
15、多，不可能对每种电阻器的正确选用给予全部罗列，但整机设计人员在选用电阻器时，考虑以下几条原则是必要的. 1）. 满负载极限工作的电阻器，其寿命将大大下降。为降低电阻器现场使用的失效率，对电阻器实行降额（包括电流、电压、功率）及降低的措施办法；一般固定电阻器降功率使用范围小于60%，可变电阻器的降电流使用范围小于60%，热敏电阻器的降功率使用范围小于60%. 2）.对于功耗较大（如3W）的电阻器，应附加具有散热器的部件，并保证其接触良好。 3）.正确选择安装及装配与连接工艺方法，如PCB板的机械配合孔、元器件的安装孔、结构尺寸设计的合理性等，以防止由于结构、工艺设计的不合理，造成电阻器的存在的内
16、应力，而加速电阻器的早期失效。 选用电阻器的应注意的问题 1）. 在低噪声和高频的电路中，宜采用金属膜、氧化膜电阻器。 2）.在与电阻值1M的电阻器，由于碳膜电阻器稳定性差，应考虑选用金属膜电阻器。 3）.对于需要耐热性能好的、过负载能力强的低阻值电阻器（1-1K），宜选用氧化膜电阻器。 4）. 薄膜电阻器不适宜在相对湿度较高（如达到80%以上）、温度太低（如-40oC以下）环境下工作（易开路）。若使用在湿度较大、温度又很低的场合，应选用实芯或玻璃釉电阻器。 5）. 对于要求耗散功率较大、阻值要求不高、而精度要求较高的，可选用线绕电阻器。但此种电阻器分布电感、电容较大，不能使用在工作频率2MH
17、z的电路中。 6）.同类电阻器，在电阻值相同时，功率越大，则高频特性也越差。一般合成膜电阻器、实芯电阻器可工作在几十兆赫频率下。而薄膜（碳膜、金属膜、氧化膜）电阻器一般工作在100MHz频率下。而线绕电阻器，只能工作在几兆频率范围内。,电阻器的命名为了使电阻器便于区分和识别，以及采用统一的方式进行，避免同样的电阻器有不同的叫法，首先对电阻器的命名国家进行了统一，根据部标准SJ153-73“电阻器、电容器型号命名方法”电阻器的型号一般由四个部分所组成（不适用敏感电阻） ： 1）.第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如R表示电阻，W表示电位器。 2）.第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体
18、用什么材料组成。T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。 3）.第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频 、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高 压、9-特殊、G-高功率、T-可调。 4）.第四部分: 序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等。,电阻器的标识目前，大多数电阻器的阻值与精度标注均采用色环标注、阻值直接标注、或文字符号标注。色环标注需对色环有一定了解，方可辩认阻值，而直接标注和文字标注阻值直观，一般人均可
19、辩认阻值，但可视角较小，下面粗略介绍三种标示法： 1）.色环法：A.4圈色环的国际色标例：电阻器上色环依次是：黄 紫 红 金 471005%=4700 误差为5% B.具有5圈色环的国际色标,例：电阻器上色环依次是：棕灰紫橙红 18710 32%=187k 误差为2% 2）.直接标注法：直接标注法是将阻值与精度直接即在电阻器表面上，阻值单位采用；K；M等符号表示，允许偏差采用百分数表示，例如：4.7K10%。 3）.文字符号法：文字符号法，即将所需要标出的参数与技术性能，用文字、数字符号按规定的方法标志在产品表面，标称阻值采用阿拉伯数字及单位的词头表示如：2.1；36K；4.7M分别表示为21
20、；36K；4M7；允许偏差采用G；J；K；M分别表示2%；5%；10%；20%。例如：4 .3K5%标注为4K3J。,TPV电阻器料件编码规则 例如： 61A 10J 303 59 B大分类 中分类 阻值 脚距 成型 1）.大分类 61* -电阻类；*号表示方法如下：A-表示CDT专用料L-表示LCD专用料V-表示TV专用料 2）.中分类（线绕电阻类）3）.阻值如：301-30*101 302-30*102 303-30*103 304-30*104 305-30*105 306-30*106 307-30*107 308-30*108309-30*109 300-30*100 4）.脚距如：
21、53表示其脚距为9.5mm，64表示为15mm，具体在应用时查Spec. 5).成型A.卧式成型两边引脚都打扁；B.卧式成型两边引脚不打扁；C.卧式成型一边引脚打扁，一边不打扁；D.卧式成型两边引脚都打弯；F.直立F式成型.,电阻的检测1. 固定电阻器的检测 将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的2080弧度范围内，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同。读数与标称阻值之间分别允许有5、10或20的误差。
22、如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。B注意：测试时，特别是在测几十k以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。 2.水泥电阻的检测 检测水泥电阻的方法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。 3. 熔断电阻器的检测 在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验作出判断：若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好
23、等于或稍大于其额定熔断值。对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R1挡来测量，为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路，若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻变值，也不宜再使用。在维修实践中发现，也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象，检测时也应予以注意。,4.电位器的检测 检查电位器时，首先要转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，开关是否灵活，开关通、断时“喀哒”声是否清脆，并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音，如有“沙沙”声，说明质量不好。用万用表测试时，先根据被测电位器阻值的大小，选择好万用表的合适电阻挡位，然
24、后可按下述方法进行检测。 A用万用表的欧姆挡测“1”、“2”两端，其读数应为电位器的标称阻值，如万用表的指针不动或阻值相差很多，则表明该电位器已损坏。 B检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。用万用表的欧姆档测“1”、“2”(或“2”、“3”)两端，将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置，这时电阻值越小越好。再顺时针慢慢旋转轴柄，电阻值应逐渐增大，表头中的指针应平稳移动。当轴柄旋至极端位置“3”时，阻值应接近电位器的标称值。如万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象，说明活动触点有接触不良的故障。 5.正温度系数热敏电阻(PTC)的检测 检测时，用万用表R1挡，具体可分两步操
25、作：A常温检测(室内温度接近25)；将两表笔接触PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值，并与标称阻值相对比，二者相差在2内即为正常。实际阻值若与标称阻值相差过大，则说明其性能不良或已损坏。B加温检测；在常温测试正常的基础上，即可进行第二步测试加温检测，将一热源(例如电烙铁)靠近PTC热敏电阻对其加热，同时用万用表监测其电阻值是否随温度的升高而增大，如是，说明热敏电阻正常，若阻值无变化，说明其性能变劣，不能继续使用。注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻，以防止将其烫坏。,6.负温度系数热敏电阻(NTC)的检测 (1) 测量标称电阻值Rt 用万用表测量NTC热敏电阻的方法与测量普
26、通固定电阻的方法相同，即根据NTC热敏电阻的标称阻值选择合适的电阻挡可直接测出Rt的实际值。但因NTC热敏电阻对温度很敏感，故测试时应注意以下几点：ARt是生产厂家在环境温度为25时所测得的，所以用万用表测量Rt时，亦应在环境温度接近25时进行，以保证测试的可信度。B测量功率不得超过规定值，以免电流热效应引起测量误差。C注意正确操作。测试时，不要用手捏住热敏电阻体，以防止人体温度对测试产生影响。 (2) 估测温度系数t 先在室温t1下测得电阻值Rt1，再用电烙铁作热源，靠近热敏电阻Rt，测出电阻值RT2，同时用温度计测出此时热敏电阻RT表面的平均温度t2再进行计算。 7.压敏电阻的检测 用万用
27、表的R1k挡测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻，均为无穷大，否则，说明漏电流大。若所测电阻很小，说明压敏电阻已损坏，不能使用。 8. 光敏电阻的检测 A用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能越好。若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。B将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减小。此值越小说明光敏电阻性能越好。若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开路损坏，也不能再继续使用。C将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此
28、时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。,电阻的运用电阻器在电路中用作分压器、分流器和负载电阻;它与电容器起可以组成滤波器及延时电路、在电源电路或控制电路中用作取样电阻；在半导体管电路中用偏置电阻确定工作点;用电阻进行电路的阻抗匹配；用电阻进行降压或限流；在电源电路中作为去耦电阻使用，等等。总之，电阻器在电路中的作用很多，电路无处不用电阻：下面介绍一些电阻器的基本电路。 1. 分压电路 分压电路实际上是电阻的串联电路，如图2-1所示，它有以下几个特点： 通过各电阻的电流是同一电流，即各电阻中的电流相等、I = I
29、1 = I2 = I3； 总电压等于各电阻上的电压降之和,，即V= V1 + V2 + V3； 总电阻等于各电阻之和，即RR1 + R2 +R3： 在实践中可利用电阻串联电路来进行分压以改变输出电压，如收音机和扩音机的音量调节电路、半导体管工作点的偏置电路及降压电路等。2. 分流电路 分流电路实际上是电阻器的并联电路，如图2-2所示。它有以下几点特点: 各支路的电压等于总电压； 总电流等于各支路电流之和，即I = I1 + I2 + I3; 总电阻的倒数等于各支路倒数之和,即1/R =1/R1 + 1/R2 + 1/R3 在实践中经常利用电阻器的并联电路组成分流电路，以对电路中的电流进行分配；
30、,图2-3是用于扩大电流表量程的分流电路。 电流表的满度电流为50uA现需将它改成一个最大量程为500uA的电流表,此时只需要在电流表两端并上一只电阻器R1即可。 根据图2-3(b)并联电路可知 I= I1 +I0 若I = 500uA,则 I1 =I - I0 = 500-50 =450uA 由于I0 * R0 =I1* R1(式中R0为电流表内阻) 求得 R1= (I0* R0)/I1= 200 上述的分流电路计算结果表明，只要在50uA表头上并联一个200的电阻,即可使表头的量程由50uA扩大到500uA。 3. 阻抗匹配电路 图2-4所示由电阻器组成的阻抗匹配衰减器、它接在特性阻抗不同
31、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300和75。将它们代入上面两个公式中，则求得RI=259.8，R286.6。,4. RC充放电电路 RC充放电电路是电阻器应用的基础电路，在电子电路中会常常见到，因此了解RC充放电特性是非常有用的。 RC充放电电路如图2-5所示。图中开关S原来停留在B点位置，电容器C上没有电荷,它两端的电压等于零。当开关接到A点时电源E通过R向电容器C充电，在电路接通的瞬间，电容器电压Vc0，充电电流最大值等于Z/R。随着电容器两极上电荷的积累，Vc逐渐增大，电阻器R上的电压Vr
32、=E -Vc，充电电流i(EVc)/R且随着Vc的增大而越来越小，Vc的上升也越来越慢。当VcE时，i=0，充电过程结束。 试验证明，充电过程可用下面公式描述，即式中：e-自然对数；t-时间。 从公式中不难看出，充电过程中Vc和i是按指数规律变化的。而充电的快慢取决于电阻和电容的乘积，因此称RC为时间常数r，即r=RC。如果R和C的的单位取欧姆和法拉，则r的单位为秒。 根据公式计算在不同时间内的Vc和i，其结果见表2-4。从表中可以看出，r越大充电越慢。当t3r时，Vc=0.95E;当t=5r时，Vc=0.993E；一般认为当 t=(3-5)r时，电容器上的电荷已被充满。 电容器上的电荷已被充
33、满。当电路开关S在C充满电荷后由A端置于B端时，电容C上的电荷通过R放电，其放电也是按指数规律进行的。 利用RC充放电特性可组成很多应用电路，如积分电路、微分电路、去耦电路以及定时电路等。,一、上拉电阻： 1、当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于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。 2、OC门电路必须加上拉电阻，以提高输出的高电平值 。 3、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。 4、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，提供
34、泄荷通路。 5、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。 6、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。 7、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。 上拉电阻阻值的选择原则包括: 1、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。 2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。 3、对于高速电路，过大的上拉电阻可使边沿变平缓。 综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理 对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进
35、行设定，主要需要考虑以下几个因素： 1 驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。 2 下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。 3 高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。,4 频率特性。以上拉电阻为例，上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟，电阻越大，延迟越大。
36、上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。 下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。 OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来提供，设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA，标准工作电压是5V，输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)；2V(高电平门限值)。 选上拉电阻时： 500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大，则阻值可减小，保证下拉时能低于0.8V即可。 当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA 200uA x15K=3V即上拉电阻压降为
37、3V，输出口可达到2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参考74HC系列 设计时管子的漏电流不可忽略，IO口实际电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话概括为：输出高电平时要喂饱后面的输入口，输出低电平不要把输出口喂撑了（否则多余的电流喂给了级联的输入口，高于低电平门限值就不可靠了） 二、下拉电阻 在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平，通过1k电阻接高电平或接地。 1. 电阻作用： l 接电阻就是为了防止输入端悬空 l 减弱外部电流对芯片产生的干扰 l 保护cmos内的保护二极管,一般电流不大于10mA l 上拉和下拉、限流 l 1. 改变电平的电
38、位，常用在TTL-CMOS匹配 2. 在引脚悬空时有确定的状态 3.增加高电平输出时的驱动能力。,4、为OC门提供电流 l 那要看输出口驱动的是什么器件，如果该器件需要高电压的话，而输出口的输出电压又不够，就需要加上拉电阻。 l 如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极，或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。 l 尤其用在接口电路中,为了得到确定的电平,一般采用这种方法,以保证正确的电路状态,以免发生意外,比如,在电机控制中,逆变桥上下桥臂不能直通,如果它们都用同一个单片机来驱动,必须设置初始状态.防止直通! 2、定义： l
39、 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！ l 上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流 l 弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分 l 对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。 3、为什么要使用拉电阻： l 一般作单键触发使用时，如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一电阻。 l 数字电路有三种状态：高电平、低电平、和高阻状态，有些应用场合不希望出现高阻状态，可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳
40、定状态，具体视设计要求而定！ l 一般说的是I/O端口，有的可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的是需要外接，I/O端口的输出类似一个三极管的C，当C基通过一个电阻和电源连接在一起的时候，该电阻称为上拉电阻，也就是说，如果该端口正常时为高电平，C通过一个电阻和地连接在一起的时候，该电阻称为下拉电阻，使该端口平时为低电平，作用吗： 比如：当一个接有上拉电阻的端口设为输入状态时，他的常态就为高电平，用于检测低电平的输入。 l 上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流，下拉电阻是用来吸收电流的，也就是灌电流,0欧电阻做为跳线使用。这样既美观，安装也方便。在布线时,如果实在
41、布不过去了,也可以加一个0欧的电阻 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。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。附带提示一下，这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接。 做保险丝用。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。有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。不过不
42、太推荐这样来用，但有些厂商为了节约成本，就用此将就了。 为调试预留的位置。可以根据需要，决定是否安装，或者其它的值。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。 作为配置电路使用。这个作用跟跳线或者拨码开关类似，但是通过焊接固定上去的，这样就避免了普通用户随意修改配置。通过安装不同位置的电阻，就可以更改电路的功能或者设置地址。0欧的电阻不但有卖，而且还有不同的规格呢，一般是按功率来分，如1/8瓦，1/4瓦等等。,实例讲解电阻作为一种最基本电子元器件，广泛运用在各种电路中，通常我们也认为电阻是用法最简单的一种电子元器件，除了功率外，没有过多的讲究。
43、 在选用电阻的时候，如果避除高频电路的特殊应用，一般我们只考虑电阻的功率，对于普通工程师，只要能通过流过电阻的电流选择合适的功率，就可算做合格，如果能考虑到瞬时功率，就可以算做不错的工程师。但要能真正正确使用电阻，只有做到这两点还不够，看了下面的文字您就会明白，原来用电阻还有这么多讲究。 先看一个简单的电路图，是通过采样电阻R1和R2对流过LED灯的电流采样，然后调整PWM输出，以保证不同电压下流过LED灯的电流恒定。这个电路图有一个让人纳闷的地方，为什么采样电阻要用两个？两个3.9欧的电阻，好像用一个2欧的电阻也没什么问题啊？就算是电流比较大，我们可以选用更大功率的电阻来解决，装一个电阻比装
44、两个电阻要简单方便，这样的电路着实让人有点迷糊。,26,这种电路形式有以下优点： 1. 多个电阻更利于散热，两个1W的2欧电阻并联使用和一个2W的1欧电阻单独使用，流过同样的电流，大多数时候两个电阻并联使用温升要小，电阻在温度高（比如高于70摄氏度）的条件下可以承受的功率会明显下降，这样两个电阻并联的电路效果会更好。 2.多个电阻可以通过电阻的组合得出更理想的电阻值，比如实际应用中1.95欧电阻比2欧电阻更合适，如果想直接买一个1.95欧的电阻肯定没有两个3.9欧的电阻方便，因为3.9欧是标准阻值，而1.95欧不是。,27,再看一个电源类产品中常见的电路。 这个电路就更加“古怪”，图中是R4和
45、R5串联、R6和R7串联、R8和R9串联。 这个电路中R4和R5的阻值之和通常为1M1.5M，也就是说只要这两个电阻的阻值和在这个范围内都可以接受，对电路功能没有明显影响。于是这里就引出一个疑问，为什么这里要用两个电阻串联呢？ 如果是功率原因，就算是230V的交流，一个1M的电阻承受的功率会符合此公式：P=(230*1.414)*(230*1.414)/1000000=0.105625W，只要选用一个1/8的电阻就够用了，用功率来解释说不通。 这种电路涉及到电阻两个容易被大家忽略的参数“最大耐压值”和“最大工作电压”，电阻除了阻值、额定功率外，还有两个重要参数是最大耐压值和最大工作电压，比如常见的1/4W插件电阻，通常最大耐压值是500V、最大工作电压为250V。 再来看上面的电路，如果我们把R4和R5合并成一个1/4W 1M的插件电路，功率上讲是没有问题的，但是230V交流通过整流桥后可以产生最高325V的直流电压，这样就会让这个电阻长时间工作在300V左右的电压下，时间一长，就会损坏这个电阻，但如果是用两个510K的电阻串联，每个电阻只分到大约150V的电压，就可以保证电路长时间稳定工作。,28,电阻的测试项目和测试方法及Derating标准,电阻的生产工艺及品质保证流程图,Thank you!,
