固定电阻器的20种常见参数

　　电阻器是电子电路中最常用的元器件之一，看似很简单，实际也有着众多的指标参数。那么都有哪些呢？今天我们就来简单介绍一下电阻器常见的20种指标参数吧。

　　1、阻值

　　电阻器，顾名思义，首先要关注的就是阻值了。但是不是每个阻值都有对应的产品。电阻器的阻值是经过科学设计的多个系列。一般有E6，E12，E24，E48，E96，E192等系列。现在最常用的是E24和E96系列。不同工艺，不同用途的电阻器，可提供的阻值范围也是不一样的。

 

　　2、封装

　　封装反应了电阻器的尺寸及焊接形式。贴片电阻体积小，多采用回流焊工艺。而导线电阻体积大，且有两个导线引脚，需要插装，一般采用波峰焊工艺。当然也有一些跨界的，比如无引线导线电阻，虽然和导线电阻的外形一样，但是没有导线引脚还是使用的贴片焊接工艺。

　　其中贴片封装通过其长宽的尺寸进行描述，如01005、0102、0402、0603、0805、1206、1210、2512等，依次体积越来越大。最常用的是0603和0805封装的，但是随着消费电子产品的体积越来越小，超小型贴片封装也开始流行了起来，比如智能手机中一般都选用的是01005和0102封装的电阻器，甚至现在都有0075封装的了。图 1就是常见贴片电阻器的封装尺寸图。

　　3、额定电压

　　电阻器有一个与其额定功耗值相对应的额定直流或近似于正弦波的交流有效值连续工作电压，也即额定电压。满足如下公式：

　　其中为额定电压（直流或交流有效值），单位：V；

　　为额定功耗，单位：W；

　　R为标称阻值，单位：Ω。

　　不同电阻器的额定电压是不一样的，一般来说体积越大的额定电压越大。统计国巨公司一般厚膜电阻从0075到2512封装的额定电压如图 2所示，体积最小的0075封装额定电压只有10V，到1206封装额定电压逐步增大，1206之后就保持在200V的量级了。

　　不同类型的电阻器额定电压也是差异巨大的。一般贴片电阻的额定电压都做不大，而绕线电阻可轻松上千伏。我们来看国巨公司所有系列电阻的额定电压，贴片电阻最多也就到500V，而绕线电阻最小都在100V，玻璃釉电阻甚至达到了7000V。

　　现今数字电路的工作电压越来越低，可能大家在电路设计中不怎么关注这个指标，但是在电源设计或者工业设计尤其是电机驱动等行业还是要特别关注的。

　　4、最大过载电压

　　可连续施加在电阻器两引出端上的最大直流电压或交流电压有效值。一般取决于电阻器的尺寸和制造工艺。一般约为额定电压的1.5~2倍。图 4是国巨公司电阻器的最大过载电压统计图。

　　5、绝缘耐电压

　　在正常大气条件下，电阻器两个引出端与外壳之间的最大承受电压，叫做绝缘耐电压。电阻器的绝缘耐电压一般也为最大工作电压的1.5-2倍。图 5是国巨公司电阻器的绝缘耐电压统计图。

　　6、额定功率（额定功耗）

　　电阻器在70℃下满负荷连续工作的额定功耗或功率值即为额定功率。选用的电阻器的额定功率应大于电路中的平均功率和峰值功率。

　　一般当温度高于70℃时应按要求进行降额。这是为什么呢？看图 6，当环境温度大于70℃时，电阻器的额定功率会随着温度的升高而降低。

　　电阻器的额定功率同样和封装的体积成正比，体积越大额定功率越大。从图 7可以看到，最小体积的贴片0075封装的电阻器只有1/50W，而专为大功率应用设计的模压电阻可以达到100W。大家可以使用需求，选择不同系列的电阻器，在体积和功耗之间均衡。

　　我们来了解一下一般贴片封装电阻器的额定功率，从图 8中可以看到常用的0402封装额定功率为1/16W，0603封装额定功率为1/10W，0805封装额定功率为1/8W，最大的2512封装额定功率也就1W。

　　7、工作温度

　　所有的电子元器件都有一个可以正常工作的温度范围，超出该温度范围会导致产品性能下降甚至是失效。电阻器的一般工作温度为-55°C to 125°C，条件要求高的高温可到155℃。

　　8、频率

　　电阻器通常是符合欧姆定律的，但这一般是指信号频率低于100kHz的情况下。当工作信号频率变大时，电阻两段的电容量和电感量就不能忽略不计了。这也是高频电路设计不得不考虑的问题。图 9是国巨提供的贴片电阻在0603封装时，不同频率下的阻抗与阻值的比值，可以看到，当电阻器阻值在1kΩ以上时，随着频率的增大，阻抗会越来越小，直至趋近于零。阻值越大，越容易受频率影响。比如100kΩ的电阻器，在大于10MHz的信号下就开始出现阻抗下降的现象。而100Ω以下的电阻器，则会随着频率的增加而阻抗变大。

　　图 10中则是对应电阻器对信号相位的影响，随着频率的增加会对信号出现不同的相位影响。

　　而且，不同封装的电阻器，其阻抗、相位和频率的关系也是不同的。

 

　　9、 温度系数

　　现实世界中，电阻器的实际电阻值是随着温度的变化而变化的。而衡量电阻器阻值随温度变化大小的参数就是温度系数。他的定义见：

　　其中

　　T.C.R（Temperature Coefficient of Resistance）：温度系数

　　R1：为某一温度下的实际阻值；

　　R0：20℃下的电阻值；

　　t1：某个温度；

　　t0：为20℃。

　　温度系数越大说明电阻阻值对环境温度越敏感的，通常情况下这不是我们希望的，我们希望电阻值尽量不随温度变化，保证不同温度下都是我们期望的阻值，这就要求电阻器的温度系数越小越好，然而电阻器的制造成本也会随着温度系数的变小而直线上升。因此，只有在必须的位置才会选择低温度系数的电阻，如采样电阻，精确分压等场合。图 11中显示，不同系列的电阻器可提供不同级别温度系数的产品，薄膜精密电阻可达5ppm，而一般的产品都在100ppm到300ppm之间。一些低成本产品如普通线绕薄膜电阻甚至能到1500ppm。

　　而且同一系列，同一种封装的产品，不同阻值范围的温度系数也是不一样的。我们来查看图 12中展示的国巨公司精密薄膜贴片电阻部分参数，同样是0402封装的产品，在电阻精度为±0.1%到±1%的时候，±15ppm以下的超低温度系数电阻器只能提供到11K阻值，阻值再高的温度系数就变高了。

　　当然，我们也可以通过创造恒温环境，来降低对电阻器温度系数的要求。或者在系统中通过温度系数补偿，来修整温度对阻值的影响。

　　10、精度

　　由于生产成本和生产工艺等原因，无法制造与标称电阻值完全一致的电阻器，不可避免的会出现一些偏差。精度指标就是来衡量这个偏差量的。计算公式如下：

　　其中：

　　——电阻器在常温下的电阻值；

　　——电阻器的标称阻值。

　　通常用百分比进行表示，如±5%，±1%等。精度越大，价格越昂贵，所以一般在电路设计的时候都会优先考虑低精度的电阻器，现在普遍使用的是±5%精度的电阻器，只有对精度有特殊要求的电路才会根据需要选择对应的高精度电阻器。从图 13中可以看到，国巨公司的电阻器最高可以做到0.01%的精度。

　　不同温度下，电阻器的阻值偏差也是不一样的。图 14是振华云科公司厚膜电阻与薄膜电阻随环境温度变化阻值精度对比。所以，在实际工程实践中，高精度场合都需要进行温度补偿。

　　11、噪声

　　电流流过电阻就会产生噪声。噪声不仅和流过的电流大小相关还和电阻的材质和结构有关。其中激光切割的沟槽大小就是结构影响的一部分。图 15是国巨公司提供的一张不同阻值下的噪声水平曲线图。

　　12、零欧姆电阻

　　电阻器中有个特殊的电阻值，那就是零欧姆。通常用于跳线或短接。实际中不可能做到绝对的零欧姆，因此，电阻厂家会给出一个大概的阻值，比如图 16中国巨公司的电阻器参数标明0805贴片电阻的Jumper阻值小于50m欧姆。还特意明确，当Jumper用时，额定电流只有2A，最大电流不能超过5A。现在知道电阻当跳线用的能力了吧？可不是简单的当成导线使用就行。

　　13、 脉冲稳定性

　　如果电阻器经受脉冲而非恒定负载，短期内它可以承受额定值数倍的负载，不影响它的长期稳定性。

　　为了使测量具有可比性，符合IEC600115-1标准4.27节要求，使用两种标准化的脉冲即1.2/50 μs 与10/700 μs。第1 个数字表示增加倍数，第2 个数字表示脉冲持续时间（脉冲电压跌至50%）。1.2/50 由间隔至少12S 做5 个脉冲测量而得。10/700由间隔至少60S 做10 个脉冲测量而得。这些脉冲负载能力是建立在适宜标准基础上的，如脉冲负载后允许电阻变化值。

　　要保持足够的脉冲适合特定的应用，必须满足以下标准：

　　• 平均负载不得大于所要求环境温度下的额定负载。

　　• 脉冲持续期间，不得超过允许的脉冲负载。

　　• 电阻器脉冲电压必须低于允许的脉冲峰值电压。

　　14、 非线性

　　由于电阻材料或衬底材料的不均匀性以及/或端子与电阻材料之间过渡不好，即使线性电阻器也不完全是线性的，例如电流-电压特性不是准确的线性关系。通过测量10kHz 正弦振荡的第3 个谐波确定为非线性。电压比为电阻器的质量评判之一。

　　15、是否含铅

　　随着技术的进步，大家对电子产品的环保要求也越来越高。对电子产品中铅等有害物质的含量也出台了各项标准。其中最著名的就是欧盟的RoHS标准。因此电阻器也有专门经过认证的无铅产品线。在产品设计时，如需要考虑通过各种RoHS认证，则只能选择无铅产品。

　　16、失效率等级

　　在高可靠性的场合，如航空航天领域，还会对电阻器的失效率等级提出要求。从到不等，当然价格也是成倍的增长。

　　失效率是产品可靠性的一种基本参数。其度量方法是在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数（或失效总数）与寿命单位总数之比。可以表示为：

　　其中：

　　——失效率；

　　—— 时刻的失效数；.

　　—— 时刻的失效率；

　　——样品总数。

　　当很小时，是一个瞬时值，称为瞬时失效率，简称失效率；当很大时，则为区间的平均失效率。

　　17、筛选要求

　　不同的应用场景，对电阻器的可靠性要求也不一样。为了满足不同的应用场景，用户会提出与该应用场景相匹配的环境条件，并要求电阻器厂家按对应的环境条件对产品进行筛选试验，只有通过试验的产品才能接受。比如汽车工业协会就要求车用电阻器需要满足AEC-Q200标准要求的各种筛选条件。国巨公司提供了专用于车规级的电阻器系列，在手册中可以看到，该系列电阻器需要完成的筛选试验包括高温存放、湿度抵抗、偏高湿度、工作寿命、抗焊接热、温度冲击、静电、可焊性、板弯曲、温度系数、短时过载和FOS等13项筛选试验。

　　

　　18、焊接温度

　　现在大部分电子产品都是贴片电阻了，一般生产工艺上都采用回流焊，偶尔采用波峰焊进行PCBA的焊接。电阻器厂家也会提供自己产品的焊接曲线，方便工艺师预先掌握焊接温度。图 17和图 18就是风华高科产品手册中提供的回流焊和波峰焊的推荐温度曲线。

　　19、 价格

　　当然，还有最关键的一个指标就是价格，不同参数的电阻器可能价格差异巨大。精度越高价格越高，温度系数越低价格越高。带有失效率等级的电阻器价格更是几十倍的涨。而电阻器又是一个产品中用量最大的电子元器件之一，作为一个电子工程师，在做电路设计的时候，一定要选择最合适的电阻器，而不是盲目的要求高指标，那样的产品将很难有产品竞争力。

　　20、包装形式

如果是大批量生产，那么工程师还得关注选择的电阻器产品的包装形式是否满足自家贴片机的要求。不同贴片机对料盘的尺寸都是有限制的。这个在产品订货代码中会有专门的代号。