本文主要是介绍硬件电路入门 — 1 电阻，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
目录
1 电阻概述
1.1 电阻简介
1.2 电阻的串联和并联
2 贴片电阻
3 色环电阻
4 电阻的典型使用场景
4.1 串联电阻
4.2 上拉电阻
4.3 下拉电阻
5 电阻选型
5.1 根据额定功率选型
5.2 根据最大工作电压选型
5.3 根据精度选型
5.4 根据电阻温度选型
1 电阻概述
1.1 电阻简介
电阻是指导体对电流流动的阻碍程度，它与电流和电压之间的关系由欧姆定律V=IR描述，电阻的大小通常用欧姆（Ω）作为单位。电阻有如下几种分类方法：
- 按阻值特性：固定电阻、可调电阻、特种电阻；
- 按制造材料：碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻，厚膜电阻等；
- 按安装方式：插件电阻、贴片电阻；
- 按功能分：负载电阻，采样电阻，分流电阻，保护电阻等；
电阻的大小取决于材料的电阻率（单位长度和单位面积的电阻），材料的几何形状（长度和截面积），以及温度。不同的材料有不同的电阻率，例如铜的电阻率较低，常用于电线，而铁的电阻率较高。
1.2 电阻的串联和并联
电阻串联：当两个或多个电阻串联时，它们首尾相连，形成一个单一的电流路径。在串联电路中，电流在所有电阻上是相同的，而电压则在各个电阻上分配。电阻串联有如下特点：
- 总电阻大于任何一个单独的电阻。
- 电流在所有电阻上是相同的。
- 电压在各个电阻上分配，总电压等于各个电阻上的电压之和。
电阻并联：当两个或多个电阻并联时，它们的两端分别连接在一起，形成一个单一的电压源。在并联电路中，电压在所有电阻上是相同的，而电流则在各个电阻上分配。并联电阻有如下特点：
- 总电阻小于任何一个单独的电阻。
- 电压在所有电阻上是相同的。
- 电流在各个电阻上分配，总电流等于各个电阻上的电流之和。
2 贴片电阻
贴片电阻是一种设计用于贴装在印刷电路板（PCB）上的电阻器，贴片电阻相对于传统的色环电阻，色环电阻在使用时需要打通孔，贴片电阻不需要，占用更小的PCB面积。常见的封装尺寸有0402、0603、0805、1206、1210等，封装尺寸与功率有关。
电阻的标注方法有3位数标注法，4位数标注法，小数点标注和3位数乘数代码，3位数标注多用于E24系列，4位数标注多用于E24和E96系列。
三位数标注：前两位数字表示阻值的有效数字，第三位数字表示10的幂次。如，标注为“103”的贴片电阻表示10×10^3 Ω，即10 kΩ。
四位数标注法：用于更高精度的贴片电阻，前三位数字表示阻值的有效数字，第四位数字表示10的幂次。例如，标注为“1002”的贴片电阻表示100×10^2 Ω，即10 kΩ。
小数标注：如果阻值小于10Ω，通常会在数字前加“R”表示小数点，如R12=0.12Ω，R012=0.012Ω，1R2=1.2Ω；可以看到R后面如果有0和没有0，阻值是不一样的。
3 色环电阻
色环电阻是一种通过色环来表示电阻值的电子元件。这些色环通常有四种颜色，有时也有五种或六种。每种颜色代表一个数字或值，可以通过以下方式确定电阻值：
四色环电阻：前两个色环代表阻值的前两位数字，第三个色环表示乘数，即10的幂次，第四个色环表示公差（精度），通常金色表示±5%，银色表示±10%。
五色环电阻：前三个色环代表阻值的三个数字，第四个色环表示乘数，第五个色环表示公差。
六色环电阻：前三个色环代表阻值的三个数字，第四个色环表示乘数，第五个色环表示公差，第六个色环表示温度系数。
4 电阻的典型使用场景
4.1 串联电阻
SPI信号上串联电阻：一般是几十欧姆左右，一般有如下几个作用：
1）阻抗匹配。因为信号源的阻抗很低，跟信号线之间阻抗不匹配，串上一个电阻后，可改善匹配情况，以减少反射。
2）SPI的速率较高，串联一个电阻，与线上电容和负载电容构成RC电路，减少信号陡峭，避免过冲，过冲有时候会损坏芯片GPIO，当然对EMI也有好处，尤其是高速电路。
3）调试方便，现在的芯片很多是BGA、QFN封装，串联一个电阻，调试时用示波器抓取波形方便。
LDO电路：输入端的电阻通常有以下几个作用：
1）输入电压稳定：在LDO的输入端串联一个小电阻可以提供一个轻微的负载，有助于稳定输入电压，尤其是在输入电压源的输出阻抗不是很低的情况下。
2）防止电流冲击：当LDO的输入端直接连接到电源或电容时，如果电源或电容上有较大的电压变化，可能会产生电流冲击。串联电阻可以限制这种瞬间电流，保护LDO免受损坏。
4.2 上拉电阻
上拉电阻将信号线通过一个电阻连接到电源（Vcc），使得在没有其他输入影响时，信号线保持高电平状态，常用于开关输入、提高输出电平、防静电和防干扰等。
在按键电路中，当按键未被按下时，通过上拉电阻将输入引脚保持在高电平状态，按下时通过按键将引脚接地，形成低电平信号。
在低电平中断触发电路中，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。
在LDO电路中，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。
4.3 下拉电阻
下拉电阻是将信号线通过一个电阻连接到地（GND），使得在没有其他输入影响时，信号线保持低电平状态。长用于开关输入、降低浮动信号噪声等。
在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 ，果想减小耗流，尽可能提高R2的阻值，一般取值200K，1M等。
5 电阻选型
5.1 根据额定功率选型
如果电阻的功率额定值低于其在电路中实际承受的功率，电阻可能会过热，甚至烧毁。以下是根据额定功率选择电阻的一些基本考虑因素：
首先，需要计算电阻在电路中实际消耗的功率。这可以通过公式
或
来计算。电阻的实际功率消耗会受到环境温度、散热条件等因素的影响,在高温环境下或散热条件不佳的情况下，电阻的功率额定值应该更高。
为了确保可靠性和延长使用寿命，通常会推荐降额使用电阻，即选择一个功率额定值高于实际计算功率的电阻。例如，如果计算出的功率是0.5瓦，可能选择一个功率额定值为1瓦或更高的电阻。
5.2 根据最大工作电压选型
电阻的最大工作电压（也称为额定电压）是制造商指定的，表示电阻可以安全工作的最大电压，超过这个电压可能会导致电阻损坏或性能下降。
电压可能会因为电路的动态变化或外部因素（如电源波动、负载变化等）而波动。确保所选电阻的额定电压能够承受这些波动。为了提高电路的可靠性和安全性，通常会推荐降额使用电阻，即选择一个额定电压高于实际工作电压的电阻。这样可以提供一定的安全余量。
5.3 根据精度选型
电阻的精度大概分为以下几类 ： 20%，10%，5%，1%，0.5%等。精度越高，价格越高。
高精度的电阻（如1%或0.5%）通常用于模拟信号处理、精密测量和电压电流采集等场合。对于数字电路和电源电路，5%或10%的精度通常已足够。
5.4 根据电阻温度选型
大多数材料的电阻会随温度变化而变化。有些材料的电阻随温度升高而增加（正温度系数），有些则相反（负温度系数）。贴片电阻在使用温度超过70℃时，功率会降低，所以一般建议按额定功率的70%降额设计使用。
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