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干貨 | 模擬電路中常用的電阻參數(shù)

發(fā)布時(shí)間:2020-10-28 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】 電阻是一個(gè)普通的元件,卻有不普通的門道。電阻的參數(shù)有很多,平時(shí)我們一般關(guān)注值、精度、額度功率,這三個(gè)指標(biāo)合適即可。
   
電阻是一個(gè)普通的元件,卻有不普通的門道。電阻的參數(shù)有很多,平時(shí)我們一般關(guān)注值、精度、額度功率,這三個(gè)指標(biāo)合適即可。
 
誠然,在數(shù)字電路中,我們無需關(guān)注太多的細(xì)節(jié),畢竟只有 1 和 0 的數(shù)字里面,不大計(jì)較微乎其微的影響。但是在模擬電路中,當(dāng)我們使用精準(zhǔn)的電壓源,或者對信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,又或者放大一個(gè)微弱的信號時(shí),阻值的小小變動都會帶來很大的影響了。在與電阻斤斤計(jì)較的時(shí)候,當(dāng)然就是在處理模擬信號的場合了,后面就根據(jù)模擬電路應(yīng)用分析下電阻各參數(shù)的影響。
 
01 電阻的額度阻值
電阻的額度阻值的選擇往往被應(yīng)用固定了,比如對一個(gè) LED 燈限流,或者對某個(gè)電流信號取樣,電阻的阻值基本沒有其他選擇。但是有些場合,對電阻的選擇卻有多種,比如對一個(gè)電壓信號進(jìn)行放大。如圖 1 所示,放大倍數(shù)跟 R2 與 R3 的比例有關(guān),與 R2、R3 的值無關(guān)。
 
這時(shí)選擇電阻的阻值還是有根據(jù)的:
電阻阻值越大,熱噪聲就越大,放大器的性能就越差;
電阻阻值越小,工作時(shí)電流越大,電流噪聲也就越大,放大器的性能就越差;
這是很多放大電路的電阻是幾十 K 的原因了,有需要用到大阻值的地方,或者是使用電壓跟隨器,或者使用 T 型網(wǎng)絡(luò)來避免。
 
干貨 | 模擬電路中常用的電阻參數(shù)
同相放大器
 
02 電阻的精度
電阻的精度很好理解,這里不啰嗦了。電阻的精度一般有 1%和 5%,精密的要 0.1%等。0.1%的價(jià)格大約是 1%的十倍,1%的價(jià)格大約是 5%的 1.3 倍。
 
一般地,精度代號 A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。
 
03 電阻的額度功率
電阻的功率本來很簡單,但是往往容易用得不恰當(dāng)。比如 2512 的貼片電阻,額度功率是 1W,根據(jù)電阻的規(guī)格書,溫度超過 70 攝氏度時(shí),電阻就要降額使用。
 
 干貨 | 模擬電路中常用的電阻參數(shù)
 
2512 的貼片電阻到底能用到多大的功率呢?
 
在常溫下,如果 PCB 焊盤沒有特殊散熱處理,2512 的貼片電阻功率達(dá)到 0.3W 時(shí),溫度就可能要超過 100 甚至 120 攝氏度了。在 125 攝氏度的溫度下,根據(jù)溫度降額曲線,2512 的額度功率需降額到 30%了。這種情況在任何封裝的電阻都需要注意的,不要迷信標(biāo)稱功率,關(guān)鍵的位置最好再三確認(rèn)避免留下隱患。
 
04 電阻的耐壓值
電阻的耐壓值一般比較少提,特別是新手,往往沒有什么概念,以為電容才有耐壓值。電阻兩端能夠施加的電壓,一個(gè)是由額度功率決定,要保證功率不超過額度功率,另外就是電阻的耐壓值了。
 
雖然電阻體的功率不超過額度功率,但是過高的電壓會導(dǎo)致電阻不穩(wěn)定、電阻引腳間爬電等故障,在使用時(shí)需根據(jù)使用的電壓選擇合理的電阻。
 
部分封裝的耐壓值包括:0603=50V,0805=100V,1206 至 2512=200V,1/4W 插件=250V。而且,時(shí)間應(yīng)用中,電阻上的電壓應(yīng)該比額度耐壓值小 20%以上,不然時(shí)間一長就容易出問題了。
 
05 電阻的溫度系數(shù)
電阻溫度系數(shù)是描述電阻隨溫度變化的參數(shù)。這個(gè)主要由電阻的材料決定的,一般厚膜片式電阻 0603 以上的封裝都可以做到 100ppm/℃,意思就是該電阻環(huán)境溫度變化 25 攝氏度時(shí),電阻值有可能變化了 0.25%。如果是 12bit 的 ADC,0.25%的變化也就是 10 個(gè) LSB 了。
 
所以像 AD620 這樣的運(yùn)放,僅靠一個(gè)電阻調(diào)整放大倍數(shù)的,很多老工程師不會貪方便而使用,他們會使用常規(guī)電路,通過兩個(gè)電阻的比例調(diào)節(jié)放大倍數(shù),當(dāng)電阻是相同類型的電阻時(shí),溫度引起的阻值變化不會帶來比例的變化,電路就更穩(wěn)定。在要求更高的精密儀表,會使用金屬膜電阻,他們的溫漂做到 10 至 20ppm 是容易的,當(dāng)然也就貴點(diǎn)。
 
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總之,在儀表類的精密應(yīng)用中,溫度系數(shù)絕對是很重要的一個(gè)參數(shù),電阻不精準(zhǔn)可以在校準(zhǔn)時(shí)調(diào)整參數(shù),電阻隨外界溫度的變化是控制不了的。
 
06 電阻的結(jié)構(gòu)
電阻的結(jié)構(gòu)比較多,這里提下能想起來的應(yīng)用。
 
機(jī)器的啟動電阻,一般是用電阻對大容量的鋁電解進(jìn)行預(yù)充電,充滿鋁電解后閉合繼電器接通電源工作。這種電阻需要耐沖擊,最好使用大繞線電阻,電阻的額度功率不是很重要,但瞬時(shí)功率卻很高,普通的電阻難滿足要求。
 
高壓應(yīng)用,比如電容放電的電阻,實(shí)際工作電壓超過 500V,最好使用高壓玻璃釉電阻而不是普通的水泥電阻。
 
尖峰吸收的應(yīng)用,比如可控硅模塊兩端需要并聯(lián) RC 做吸收,做 dv/dt 保護(hù),最好就實(shí)現(xiàn)無感繞線電阻,這樣才能對尖峰有良好的吸收性能并且不容易被沖擊損壞。
 
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