導體對電流的阻礙作用就叫該導體的電阻。電阻（Resistance，通常用“R”表示）是一個物理量，在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種性質。導體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號為Ω。

1.2 計算公式

功率和電壓，電阻值間關系：

1.3 單位

電阻的單位是歐姆，簡稱歐，用希臘字母“Ω”表示。常用的電阻單位還有千歐姆(KΩ)，兆歐姆(MΩ)，它們的關系是：

1KΩ=1000Ω，1MΩ=1000KΩ
在電原理圖中為了簡便，一般將電阻值中的“Ω”省去，凡阻值在千歐以下的電阻，直接用數字表示；阻值在千歐以上的，用“K”表示；兆歐以上的用“M”表示 。

1.4 標稱值

國家標準規定了電阻的阻值按其精度分為兩大系列，分別為 E-24 系列和 E-96 系列，E-24 系列精度為 5%，E-96 系列為 1%，在這兩種系列之外的電阻為非標電阻，較難采購。下 面列出了常用的5％和 1％精度電阻的標稱值，供大家設計時參考。

上圖僅供參考，有一些錯誤。

二、分類及特點

2.1電阻分類及特點介紹

我們從不同角度，可以對電阻器的種類作不同劃分，如下圖所示：

1.按用途分類，這種分類方式側重于電阻的實際電路設計應用：

• 通用型：適應一般技術要求的電阻，功率在0.06W – 1W之間，阻值在1Ω – 22MΩ之間，允許誤差為1% – 10%之間；——應用于一般的數、模電路：分壓、阻抗匹配、上下拉等應用。
• 精密型：高精密度及高穩定性（低溫漂：低至2ppm/℃）電阻，功率一般不大于2W；阻值在0.01Ω~20MΩ之間，允許誤差小至0.01%；相對普通電阻有更高的精度、長期穩定性、溫度系數小的特性；——應用于精密儀器：醫療、量測、電信設備等，汽車電子電路，高精度電壓采樣電路，電源電流/功耗監測（金屬箔電阻器）電路等。
• 功率型：又被稱為發熱電阻/負荷電阻，在電路中主要起到降壓和限流的作用，通常具有較高額定功率，功率可達3KW以上；主要分為三類：線繞功率電阻，膜式功率電阻，實心陶瓷電阻；——應用于為大電源電路提供假負載，檢測電源輸出能力。高壓型：能夠承受瞬間的高溫、高壓沖擊，通常用于高壓裝置中，功率可達100W，額定電壓可達100kV，標稱值可達lGΩ；通常由玻璃釉膜和合成炭膜制成；——應用于高壓裝置中用作分壓器和吸收器，也可供整流濾波電容器的放電和熄弧用。
• 高頻型：自身電感量非常小，常被稱為無感電阻，阻值一般小于1KΩ，功率范圍寬，最大可達1W；在射頻和微波電路中應用的主要是薄膜貼片式電阻。

2.按特殊用途分類，這些器件對外呈現電阻的特性，但又各懷獨門絕技，已不屬于一般電阻的應用：

• 熱敏電阻：一種傳感器電阻，其電阻值隨著溫度的變化而改變；分為NTC（負溫度系數）和PTC（正溫度系數）；——主要應用于對外通信接口的電路防護（例如：POTS），溫度監測等；
• 壓敏電阻：具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時進行電壓鉗位（電源電路防護），吸收多余的電流以保護敏感器件（VDR）；
• 光敏電阻：利用半導體光電效應制成的一種電阻值隨入射光強弱而改變的電阻器；——主要用于光控調光，光控開關等；
• 力敏電阻：利用半導體材料的壓力電阻效應制成的，能將機械力轉換為電信號的特殊元件（即電阻值隨外加力大小而改變）；——用于各種矩力計、半導體傳聲器及各種壓力傳感器中。
• 磁敏電阻：一種對磁敏感、具有磁阻效應（利用半導體的磁阻效應制造的，常用InSb材料加工而成）的電阻元件；——阻值隨穿過其磁通量密度的變化而變化，用于磁場強度、漏磁、制磁的檢測。
• 濕敏電阻：利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導致本身電阻值發生變化這一原理而制成。——基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性測量濕度。
• 氣敏電阻： 一種半導體敏感器件，利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發生變化的機理來進行檢測。

一些電阻的圖片：

2.2常用電阻器件詳細介紹

碳膜電阻的阻值可以做的很高，膜越薄，阻值越高，雖然精度不高，但是高組織可使其在特定環境下適用。還具有負溫度特性，溫度越高，阻值越小，但不會偏的很小，適用于高壓電源，雷達，射線激光設備等，一般不適用于高精度電路中，精度:5%,2%。

SMT貼片電阻一般就指這種電阻

厚膜和薄膜電阻的區別：

三、參數/數據手冊解讀

最重要的參數：阻值，精度，額定功率，額定電壓，TCR(我們自己做項目一般不考慮)

通過網盤分享的文件：PYu-RC_Group_51_RoHS_L_11.pdf
鏈接: https://pan.baidu.com/s/1aM8ahc2t95gWBykSX65VFw?pwd=7sf8 提取碼: 7sf8?
--來自百度網盤超級會員v3的分享

（1）size：大小；（2）精度(1%和5%最常用)（3）封裝(不太主要)（4）電阻溫度系數：取決于規格，后面會有公式和曲線（5）卷裝料和功率：重要的參數（6）電阻值

3.1 阻值

電阻阻值通常采用的是E24標準(5%)和E96標準(1%)，也有精度更高的E192標準(阻值表查詢)。

在阻值選用時，盡量選取常用阻值的電阻通過串聯或者并聯的方式（即組合的形式）構成該阻值。由于目前1%高精度電阻價格也不貴，在一份原理圖中，對于同阻值不同精度的電阻，可考慮都用高精度型號，減少元器件型號的數量。
下表可以解釋目前阻值的來源。

電阻的阻值，目前是遵循 IEC60063 標準制定的。

如上表E24標準，就是5%的精度電阻。實際上就是對10開根號24次方，然后得到1.10這個值。然后（1.10）^ n次冪就可以得到E24標準的阻值了（其中n表示0-23）。得到的基本數值之后，我們還可以對這個數乘以10的 n 次方，這樣就可以得到各種阻值了。比如4.7 * 10^3，就可以得到4.7K的電阻。
標識：

阻值沒必要畫太多時間，可以直接上網查。

3.2 封裝&功率

電阻的封裝主要指的是電阻的外形尺寸和引腳排列方式。常見的電阻封裝形式有0402、0603、0805、1206等，這些數字代表了電阻的長度和寬度，單位是英寸。例如，0402表示電阻的長度為0.04英寸，寬度為0.02英寸。封裝尺寸的選擇主要取決于電路板的尺寸和布局要求。

那么，這個尺寸是多少毫米呢？我們知道，1英寸等于25.4毫米。所以換上過來0402大約1.016mm*0.508mm；我們直接認為，0.04英寸就是1毫米，0.02英寸就是0.5毫米。因此，“零四零二”的尺寸就是1毫米乘以0.5毫米。

此外，電阻的引腳排列方式也有多種，如直插式、貼片式等。直插式電阻的引腳較長，適合焊接在電路板上；貼片式電阻則適合用于表面貼裝技術（SMT），可以節省空間并提高生產效率。

電阻的額定功率是指電阻在正常工作條件下所能承受的最大功率。電阻的功率與其阻值、封裝形式、工作環境溫度等因素有關。如果電阻所承受的功率超過其額定功率，電阻可能會燒毀或損壞。

例如在-55度到155度間，0402：1/16W；0805：1/8W；但她給了兩個功率，這就要看具體電阻手冊了；

電阻的額定功率通常以瓦特（W）為單位表示。在選擇電阻時，需要根據電路中的電流、電壓以及電阻的阻值來計算所需的電阻功率，以確保所選電阻能夠承受實際工作條件下的功率要求。

此外，還需要注意電阻的降額使用。在實際應用中，為了確保電阻的可靠性，依據廠家給的功率曲線按60%降額使用。降額使用的比例通常根據電阻的封裝形式和工作環境溫度來確定。

如上圖及左邊位置表示，例如當器件溫度在0-70度時，我們RC0402的阻值為1/16W【右邊的P-T圖在0-70時為一條直線】。如果在85度下工作的話，那按照P-T圖功率具體計算大概要72%(算直線斜率)，當此時RC0402的功率就是1/16*72%=0.045W，所以適用電阻的要考慮適用環境，要是溫度超過70度，我們就要考慮對電阻額定功率降額；正常在0-70度時，我們可以降到80%時去用，但當溫度到達85度時，降到50%去用。當然也可以直接按60%的額定功率處理。

3.3 精度

精度通常會在型號編號中明確標注。
T：±0.01%
A：±0.05%
B：±0.1%
D：±0.5%
F：±1%
J：±5%
K：±10%
常見的精度有1%、5%，而0.5%和0.1%的精度則更多地應用于特殊場合，如作為取樣電阻或反饋電阻。這些高精度電阻在電流電壓檢測等場景中也有廣泛應用。而實際上，有些電阻的精度可能比我們這里提到的還要高。
在應用中，電阻的精度直接決定了輸出電壓的精度，如果選擇±5%精度的電阻，則輸出電源的電壓波動范圍將達到10%。

3.5 額定電壓

根據額定功率和電阻值能算出一個工作電壓，但廠家給的手冊上會單獨給出一個工作電壓(Working Voltage)和最大負載電壓(Max Overload Voltage)，實際應取計算出的工作電壓和最大負載電壓之間的較小值，再考慮75%左右降額來使用。超過廠家給的最大負載電壓使用，從散熱角度可以接受，但可能會在膜層的刻槽間發生飛弧擊穿而損壞電阻。

3.6 溫度系數(TCR)

溫度系數：±ppm/℃，即單位溫度引起的電阻值的變化。ppm（Part Per Million）表示百萬分之幾，比如：標稱阻值為1k的電阻，溫度系數為±100ppm/℃，意為溫度變化一攝氏度，電阻值的變化為1k±0.1Ω，變化100℃，阻值變化為1k±10Ω，精度非常高了。電阻的溫度系數精密級的在幾十ppm，普通的是200～250ppm，最差的也不過500ppm。

【TCR主要與封裝，電阻材質，不同溫度溫度，在大多數普通電路中，電阻的溫度系數（TCR）確實可以忽略不計；但在高精度電路(ADC/DAC,基準電壓源)、寬溫度范圍應用(汽車電子（-40℃~125℃）、工業設備（高溫環境）等場景)、）高頻或信號鏈電路、功率電阻時要考慮】

3.7 擴展

電阻的耗能特性及其與濾波元件的對比

電阻，作為電子電路中的核心元件，其耗能特性是我們在設計和應用時不可忽視的重要屬性。電阻的耗能特性意味著它會將流經其上的電能轉換為熱能。這種能量轉換的過程，被稱為功率耗散。換句話說，電阻實際上是一個能量轉換裝置，它將電能轉化為熱能并散發出去。

功率耗散的值，通常以瓦特為單位來表示，例如十分之一瓦、八分之一瓦或二十分之一瓦等。這些數值表示了電阻能夠散發的最大熱量。需要注意的是，電阻的功率耗散能力與其尺寸、材料和電路設計等因素密切相關。因此，在選擇電阻時，我們需要根據電路的具體需求和工作環境來確定合適的功率耗散值。
此外，電阻的耗能特性還與濾波元件形成了一定的對比。在低頻情況下，濾波元件（如電感）主要通過產生感性來反射噪聲，從而實現濾波的效果。然而，在高頻情況下，濾波元件則可能表現出電阻的特性，即吸收噪聲并將其轉換為熱能。這種轉換過程有助于減少電路中的噪聲干擾，提高電路的穩定性和可靠性。

老化系數與噪聲考量

如果老化系數選擇不當，將直接影響電阻的可靠性工作時間。一個不合適的老化系數可能導致電阻在實際應用中迅速老化，從而降低電路的穩定性和可靠性。

此外，電阻的噪聲特性也是關鍵。電阻的噪聲包括熱噪聲和電流噪聲，這是由于電阻內部電流通過時，電子的自由運動所產生的。在高速、高頻或模擬電路中，噪聲的影響尤為顯著。因此，在這些應用中，應選擇具有低噪聲特性的電阻。

如果錯誤地選擇了噪聲較大的電阻，并將其應用于需要高精度模擬測量的場合，即便其他參數如阻值、封裝、額定功率和額定電壓都選擇得當，也可能因為噪聲的干擾而得到錯誤的結果。因此，在選擇電阻時，除了常規的電氣參數外，還需要充分考慮老化系數和噪聲特性，以確保電路的性能和穩定性。

注意：

• 0Ω電阻對高速電路設計有重要意義（ 0Ω電阻相當于很窄的電流通路，能夠有效限制環路電流，使噪聲得到限制）；
• 在功耗高的路徑上，如果串聯了電阻，選型時需要考慮電阻的額定功率；
• 當電阻用于設定器件的工作參數時，應選擇高精度電阻

四、作用與使用場景

電子電路學習筆記（6）——電阻的作用_電路中電阻的作用講解-CSDN博客

4.1 作用

• 分壓、分流、 限流
• 保持信號狀態穩定：上下拉
• 全頻段濾波
• 降低電路的品質因數Q

? ? ? ? ? ? ?信號通路：Q越大，同頻特性越陡，容易發生振鈴，信號容易失真

? ? ? ? ? ? ?儲能電路：Q越大損耗越小

? ? ? ? ? ? ?選頻電路：Q越大濾波能力越強

• 調整線路信號質量：匹配電阻，在高速電路中對不同接時序兼容，例：不同板卡使用匹配電阻+0歐電阻進行時序兼容
• 0Ω電阻
• RC電路（部分應用）

4.2 應用場景

上下拉電阻的作用，其實就是將狀態不確定的信號線通過一個電阻將其固定為高電平（上拉）或者低電平（下拉）。

4.2.1.1 保證器件輸入管腳狀態的穩定:

• 邊沿觸發的輸入管腳，如果器件內部沒有內置上/下拉電阻，需外接上/下拉電阻器，使維持管腳不被誤觸發；

例如中斷、復位等可能為邊沿觸發的重要信號，必須保證其在工作期間的狀態穩定。

• 有些應用場合不希望出現高阻狀態，可以通過上拉/下拉電阻器的方式使處于穩定狀態；

一些器件在上/下電瞬間的輸出不受控（高阻），為保證輸入器件管腳的穩定，外接上/下拉保證其正確狀態；例如輸入MOS管G極的信號，如果是高阻狀態，則G極電荷積聚可能導致MOS管誤導通。

• 確保端口常態時有確定電平，

例如：檢測低電平的輸入管腳，接上拉電阻器，使其常態就為高電平（適用一般設計原則）；

端口上/下拉的默認狀態是否為管腳觸發狀態，取決于其應用需求，例如：單板上某個器件的啟動有特定要求，初始默認要一直處于復位狀態（假設低電平復位），那么其復位信號需下拉。

• 解決總線驅動能力不足：

上拉電阻提升管腳輸出拉電流，下拉電阻提升管腳輸出灌電流大小；

例如，有些單片機的高電平驅動能力不足（一般器件管腳的低電平驅動電流大于高電平驅動電流），需要增加上拉電阻。

• 懸空輸入管腳比較容易受外界的電磁干擾（天線）， 外部上/下拉可以提高總線的抗電磁干擾能力。
  ?

4.2.1.2 用于輸出/輸出信號電平的轉換或匹配：

• 電平匹配：輸出、輸入信號不同電平之間的轉換；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? TTL電平輸出驅動CMOS電平管腳，由于高電平電壓判斷不同，需要上拉電阻器用于提升驅動電壓；2，不同差分電平（LVPEC,HSTL等）的共模電壓有差別，采用AC耦合后再輸入端電阻上/下拉分壓得到滿足輸入共模電壓要求的電平；

• 用于傳輸線終端匹配（例：戴維南匹配）
• 用于對CMOS結構器件輸入管腳的保護：

a.保護CMOS結構輸入管腳內的保護二極管，防止保護二極管過流損壞；

有些器件輸入管腳內置保護二極管，防止輸入信號電壓超出管腳允許電壓范圍后破壞輸入管腳內部結構，上下拉電阻有一定的分流能力，利于信號電平的穩定。

?b.COMS結構輸入管腳中不用的管腳不能懸空，一般接上/下拉電阻降低輸入阻抗，提供泄荷通道，防止靜電造成損壞。

由于CMOS結構管腳的輸入阻抗非常大（MOS是電壓控制型器件，輸入電流很小，積聚在管腳上的電荷不容易泄放，容易損壞輸入管腳。

c.上拉電阻為OD/OC門提供驅動電流：

根據IIC總線協議，上拉電阻的取值和I2C總線的頻率及負載電容有關，電阻的大小對時序有一定影響，對信號的上升時間和下降時間也有影響；
電阻計算公式：Rmin＝{Vdd(min)-0.4V}/3mA；Rmax = (T/0.874) *C。

4.2.1.3 上下拉電阻取值原則

在不同硬件電路設計應用中，對上拉/下拉電阻阻值的選擇有不同考慮，整體來說有如下幾個方面原則：

從節約功耗及芯片的灌電流能力考慮：電阻值應當足夠大；
——電阻大，電流小，損耗小。

從確保足夠的驅動電流考慮：電阻值當足夠小；
——電阻小，電流大，驅動能力大。

過大的上拉電阻阻值，可能會使邊沿變平緩（例如OD/OC門，靠上拉提供驅動電流），需要電阻與電路寄生電容形成RC濾波電路，影響信號的高頻分量的傳輸。

綜合考慮以上三點原則，一般在數字電路的上/下拉電阻設計中選取：1k到10k之間。但電阻器的參數不能一概而定，要看電路其他參數而定：

需要使用上拉電阻還是下拉電阻，主要取決于電路系統本身的需要，比如，對于高有效的使能控制信號（EN），我們希望電路系統在上電后應處于無效狀態，則會使用下拉電阻。假設這個使能信號是用來控制電機的，如果懸空的話，此信號線可能在上電后（或在運行中）受到其它噪聲干擾而誤觸發為高電平，從而導致電機出現不期望的轉動，這肯定不是我們想要的，此時可以增加一個下拉電阻。而相應的，對于低有效的復位控制信號（RST#），我們希望上電復位后處于無效狀態，則應使用上拉電阻。
對于驅動TTL集成電路：上拉電阻的阻值要用1~10K之間；對于CMOS集成電路：上拉電阻阻值就可以選擇相對較大（小于100K）。

對于不同的電平邏輯，其高低電平的門檻電平不同，需要考慮電阻，保證能正確輸出電平。

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4.2.1.4 上下拉電阻注意點及具體電流參考

?1.根據拉電阻的阻值大小，我們還可以分為強拉或弱拉（weak pull-up/down），芯片內部集成的拉電阻通常都是弱拉（電阻比較大），拉電阻越小則表示電平能力越強（強拉），可以抵抗外部噪聲的能力也越強（也就是說，不期望出現的干擾噪聲如果要更改強拉的信號電平，則需要的能量也必須相應加強），但是拉電阻越小則相應的功耗也越大，因為正常信號要改變信號線的狀態也需要更多的能量，在能量消耗這一方面，拉電阻是絕不會有所偏頗的，如下圖所示：

對于上拉電阻R1而言，控制信號每次拉低L都會產生VCC/R1的電流消耗（沒有上拉電阻則電流為0），相應的，對于下拉電阻R2而言，控制信號每次拉高H也會產生VCC/R2R 電流消耗（本文假設高電平即為VCC）

4、強拉與弱拉之間沒有嚴格說多少歐姆是強弱的分界，一般我們使用的拉電阻都是弱拉(單片機引腳口加10K的上拉電阻都是弱上拉)，這樣我們仍然可以使用外部控制信號將已經上/下拉的信號線根據需要進行電平的更改。
強拉電阻的極端就是零歐姆電阻，亦即將信號線直接與電源或地相連接，比如，對于EEPROM存儲芯片24C02應用電路，如下圖所示：

其中，E0,E1,E2（地址配置位）在應用中通常都是直接強上拉到電源VCC，或強下拉到GND，因為存儲芯片的地址在系統運行過程中是不會再發生變化的，同樣，芯片的寫控制引腳WC（Write Control）也被強下拉到GND。

5、拉電阻作為輸出（或輸入輸出）時牽涉到的知識點會更多一些，但本質的功能也是將電平箝位，最常見的輸出上拉電阻出現在開集（Open Collector,OC）或開漏（Open Drain,OD）結構的引腳。

我們有很多芯片的輸出引腳是推挽輸出結構（Output Push-Pull），如下圖所示（還有一種反相輸出的結構，本質也是一樣的）：

推挽輸出結構引腳的特點是：無論引腳輸出高電平“H”還是低電平“L”，都有比較強的驅動能力（輸入或輸出電流能力）！

當推挽輸出結構的控制信號為低電平“L”時，Q1截止Q2導通，電流I1由電源VCC經負載RL與三極管Q2流向公共地，我們稱此電流為灌電流（Sink Current），也就是外部電流灌入芯片內部，如下圖所示：
相應的，當推挽輸出結構的控

制信號為高電平“H”時，Q1導通Q2截止，電流I1由電源VCC經三極管Q1與負載RL流向公共地，我們稱此電流為拉電流（Source Current），也就是芯片內部可以向外提供的電流（所以稱之為“源電源”），從另一個角度講，也就是外電路可以從芯片中拉走多少電流，如下圖所示：

6、灌電流能力與拉電流能力也稱為芯片引腳的驅動能力。對于任何給定的芯片，引腳的驅動能力都是有限的，如下圖所示為STM32單片機的IO引腳電流驅動能力（來自ST數據手冊）：

由上表可知，STM32的IO引腳的驅動能力為25mA，負號“-”表示電流的方向，灌與拉的電流方向是相反的（表中SUNK為SINK的過去分詞）

由于芯片引腳的驅動能力都是有限的，如果引腳驅動的負載比較重，將可能導致輸出電平不正確（無法輸出預定的電平），如下圖所示：

假定芯片的供電電壓為3.3V（忽略晶體管飽和壓降），則輸出最大電流25mA時，負載RL的值約為132歐姆（3.3V/25mA），如果負載值小于132歐姆，則相應輸出電流會更大（超過25mA），但是芯片引腳只能提供最大25mA的電流，因此，輸出電平將會下降（老板你只給我2500月薪，我就只能干2500的活，你要我干更多的活得開更多的工資，一個道理）

一般情況下，這種驅動重負載（小電阻）的電路連接是不會燒毀內部晶體管的，因為內部也是有限流電阻的，換句話講，就算輸出引腳對地短路，輸出電流也不會超過最大的驅動能力（除非是不正規的芯片），當然，在實際應用過程中盡量不要超出引腳的驅動能力。

7、OC（OD）的引腳輸出結構有所不同（OC結構存在于三極管，而OD結構存在于場效管，下面以OC輸出結構為例，OD輸出結構的原理是一致的），如下圖所示：

當三極管Q1的驅動控制信號為高電平“H”時，Q1飽和導通，將對應輸出引腳拉為低電平“L”，如下圖所示：

但是當控制驅動信號為低電平“L”時，三極管Q1截止，如果沒有外部上拉電阻的話，該引腳相當于懸空（高阻態），無法輸出高電平，也就是說，OC/OD結構輸出的引腳沒有拉電流（向外部電路提供電流）能力。因此，我們通常都會將OC/OD引腳通過外接電阻上拉到電源電壓VCC，這樣引腳輸出高電平時的拉電流就直接由電源VCC提供，如下圖所示：

大多數比較器芯片的輸出都是OD/OC輸出結構，如下圖所示（來自TI比較器LM393數據手冊）：

很多芯片或模塊向外反饋系統狀態的信號引腳也是這種結構，這樣用戶就可以根據電路系統實際需要將電平上拉到對應的電源電壓VCC，就可以省略電平轉換了，如下圖所示（來自東芝步進電機控制芯片TB6560數據手冊）：

I2C（Inter Integrated Circuit,內部集成電路）總線也是典型的OD輸出結構的應用，如下圖所示：

其中，SCL與SDA都是OD輸出結構輸出，這樣的好處是可以作為雙向數據總線（也稱“線或Wire-OR”功能）。I2C的上拉，是協議要求的。I2C兩根線要求默認是高電平，一旦被拉到低電平就會認為有數據要發送了。在I2C主機和從機都沒有控制的情況下，需要維持在高電平。而I2C硬件上都是OC門，沒辦法自己上拉，因此需要外部上拉電阻。這種情況算是個特例。

8、如果芯片引腳使用之前描述的推挽結構，則兩個或多個芯片的引腳連接時將如下圖所示：

假設如上圖所示芯片的輸出分別為0與1，則兩者直接相互連接后，會有非常大的電流自電源VCC經Q1與Q4到公共地，雖然大多數情況下不至于燒芯片，但也會引起很大的功率消耗，同時也會導致數據沖突（芯片1總會試圖將數據線拉高，而芯片2則會試圖將數據線拉低，我們稱之為數據沖突或總線沖突，表示雙方都在搶占總線）

如果使用OC/OD輸出結構，則相應的電路如下圖所示：

此時，無論兩個芯片的引腳輸出什么狀態，都不會引起數據沖突，配合各自芯片內部的數據識別電路及仲裁系統，雙方都可以主動給另一方發送信息，也就是說，任何一方都可以將信號線拉高或拉低，而不會影響起數據沖突。

我們所熟悉的51單片機P0口也是OD結構，如下圖所示（來自ATMEL單片機AT89C51數據手冊）

這樣我們可以使用同一個P0口，再配合多個片選信號即可訪問多個外掛的存儲芯片。

前面所述上拉電阻的阻值對輸入引腳引起的功耗同樣適用于輸出拉電阻，因此拉電阻不宜太小，但在輸出信號速度比較快的電路下，拉電阻也不宜太大，如下圖所示為I2C總線上拉電阻的參考最大值（來自ST存儲芯片 AT24C02數據手冊）。

在總線上總會有些雜散電容CBUS，這些電容與上拉電阻RL形成了一個RC充放電電路，上拉電阻越大則充放電常數越大，這樣會把原先比較陡峭的數據邊沿變得平緩，如下圖所示：

嚴重的情況下將導致數據無法正常識別，這樣我們只能進一步優化電路參路，或降低通訊的速率。

SDIO接口，就是接SD卡、TF卡的接口，增加10KR-33KR的上拉電阻有助于提高驅動能力。某些小廠生產的比較水的SD卡和TF卡，會不容易被識別到，增加上拉能夠減小不讀卡的概率。

4.2.2 電阻限流作用

限流在某種意義上來說也是上/下拉應用中的一種，但是限流設計的目的更加偏重于對電路中電流的限制：電阻器在電路中限制電流的流過，電阻值越大電流越小。
從歐姆定律I=U/R可知，當電壓U一定時，流過電阻器的電流I與其阻值R成反比。

當供電電壓>負載所需的工作電壓時，使用電阻起到限流作用

注意點：1,不能超過電阻的額定功率

???????????????2，盡可能只使用中供電電壓和負載工作電壓相差不大或者工作電流很小情況下(這就是為了第一條注意點，供電電壓和負載工作電壓相差不大--->分到電阻上的電壓就很小，電阻電壓越小，則電阻功率越小；工作電流很小---->流過電阻的電流越小，則電阻功率越小。

• LED點燈電路：電阻器用于限制發光二極管的電流，控制發光量；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? LED通常最大電流在20mA --25mA左右，壓降為2V左右（不同顏色LED壓降可能不同），根據亮度需求，電流范圍一般在5mA–15mA之間；但是不同應用場景（板內和對外接口，室內和室外等）的LED亮度要求不同，具體場景具體分析。

左邊電路，LED兩端電壓為3.3V，超過了LED的額定電壓(就是上文的工作電壓意思)，LED會損壞；

右邊電路為使用電阻限流的電路，先計算所需電阻的電壓：

LED的工作電流最好為5mA

則將電阻阻值設為260，這樣LED的工作電壓就為2V，工作電流就為5mA。

• 三極管/MOS管電路，電阻用于控制三極管/MOS管所處的工作狀態。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?根據三極管放大倍數，計算IBE電流和ICE電流關系，讓三極管工作在預想工作區域：放大區或飽和區；在數字電路中MOS管一般當作理想開關（除緩啟動等特殊應用），使其工作于可變電阻區。
• 按鍵、開關電路：串接電阻器用于限制電容器短路瞬間時的大電流沖擊，避免電容器損壞和產生過沖脈沖；
  不止是按鍵/開關電路，類似有電容器電壓瞬間接地的應用，都要考慮串接限流電阻，例如在位信號。
• ESD防護電路：人容易觸碰到的板內器件，可插拔連接器（單端信號線），面板接口（復位按鍵，指示燈等）等，這些位置更容易由接觸而引入ESD，導致器件損壞，串接大電阻（百歐姆級別）用于ESD防護；
  對外通信/業務/調試接口或者重要的板內芯片調測試接口，使用專用TVS管來防護；另外，使用大電阻串接防護會對信號質量（邊沿）有影響，高速信號需謹慎使用。
• 開關電源脈沖尖峰吸收電路（RCD）：MOS管開關瞬間存在電壓尖峰，RCD電路用來吸收漏感能量，減緩電壓尖峰。
  變壓器原邊電感存在漏感（Lk），MOS管關斷瞬間漏感電流不能突變，導致MOS管D極電壓產生尖峰，可能損壞MOS管。

4.2.3?電阻的分壓、分流功能

1、電阻分流公式：

通過選擇合適的分流電阻阻值，可以控制不同分支中的電流大小，從而滿足特定的電路要求.

上圖VCC為10V，電機的工作電壓/電流為5V/500mA,要是只考慮上文的電阻限流作用，電阻工作功率是2.5W? ，10，功率/功耗太大了，電阻會直接燒掉。?

解決方法：1>換更大功率的電阻，有10，2W的電阻，但還是會很燙

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2>電阻分流功能，給對應電阻多加幾個電阻分路，如上圖形式并聯，保證并聯總電阻為10，但是5mA的電流被三個電阻分流，不會那么大，假設我們只有1/4W的小功率電阻，計算如下：

單個電阻功率；

我們使用1/4W的電阻，則個電阻，設電阻為R，則,算出R=100，則并聯10個100、1/4W的電阻，等效成10的電阻，原來單個電阻時，流過電阻的電流為0.5A，現在電阻分流后，流過每個電阻的電流為0.05A，每個電阻功率為,電阻不會燒掉。

2、電阻分壓公式：

?通過電阻的串聯得到我們需要的參考電壓，常用于電壓采樣和電流采樣。

4.2.4?匹配電阻

當負載電阻跟信號源內阻相等時，負載可獲得最大輸出功率，這就是我們常說的阻抗匹配之一。
電阻的匹配電阻作用主要是調整電路中的阻抗，以實現信號的最大傳輸或最小反射。

匹配電阻的阻抗與待匹配電路的阻抗相等，從而確保電路中的信號能夠得到最佳的傳輸。匹配電阻通常采用無感電阻，即具有純電阻而沒有電感或電容，這樣可以避免電感或電容對信號的頻率響應產生干擾。當待匹配電路的輸出阻抗與輸入阻抗不匹配時，會產生反射信號。通過在待匹配電路的輸入或輸出端添加匹配電阻，可以調整阻抗，使其與待匹配電路的阻抗匹配，從而最小化信號的反射和損失。

電阻的匹配通常涉及到兩種類型：

1. 靜態匹配：靜態匹配是指在直流或低頻電路中，要求電阻器件的電阻值相等或非常接近。這種匹配通常用于電壓分壓器、電流分配器等需要穩定性和精度的電路中。通過選擇相近的電阻值，可以確保電路的穩定性和精度。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在低頻電路中，一般不考慮傳輸線的匹配問題，只考慮信號源跟負載之間的情況，因為低頻信號的波長相對于傳輸線來說很長，傳輸線可以看成是“短線”，反射可以不考慮。如果我們需要輸出電流大，則選擇小的負載R；如果我們需要輸出電壓大，則選擇大的負載R；如果我們需要輸出功率最大，則選擇跟信號源內阻匹配的電阻R。
2. 動態匹配：動態匹配是指在高頻或高速電路中，要求電阻器件的阻抗相等或接近。這種匹配通常用于射頻電路、微波電路等需要匹配傳輸線特性的電路中。通過匹配電阻阻抗，可以最大限度地減少信號反射和傳輸線損耗，提高電路的性能和穩定性。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?在高頻電路中，需要考慮反射的問題。當信號的頻率很高時，則信號的波長就很短，當波長短得跟傳輸線長度可以比擬時，反射信號疊加在原信號上將會改變原信號的形狀。當信號傳輸線的特征阻抗和負載阻抗不一致時，阻抗變化，就會在負載端產生反射。因此需要采用端接電阻的方式使阻抗一致。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 常用的方法：源端端接、并聯端接、戴維寧端接、RC端接

在高速信號設計中，有時會在信號的源端或者終端加一些電阻進行阻抗匹配。一般的經驗值是在源端串聯22Ω或者其他小于50Ω的電阻。

要理解匹配電阻，需要有信號完整性、阻抗匹配、信號傳輸線理論等一些相關知識。這些內容都是比較復雜的，在電阻這就不細說了。

如下圖，是RK3399關于以太網控制器相關信號的建議連接方式，其中就有用到22Ω的匹配電阻。

4.2.5?全頻段濾波與品質因數

電阻可以起到全頻段濾波的作用，另一個作用是降低電路的品質因數Q。

在儲能電路中，Q值越大，意味著損耗越小；在選頻電路中，Q值越大，意味著濾除其他頻帶信號的能力越強，所以Q值越大越好；但在電源或信號線路中，Q值越大，通頻帶內特性曲線越陡峭，越容易引發振鈴等現象，信號通過這種回路后容易發生失真，所以Q值小較好。

4.2.6?0Ω電阻

0歐電阻不代表阻值為0，實際阻值的約為幾十mΩ，常見的等級有20mΩ、30mΩ、50mΩ三個等級，具體需要參考數據手冊。同時，0Ω電阻需要考慮其通流能力。
普通常用的0Ω電阻，阻值一般不大于50mΩ的。在電阻溫度小于70℃時，過流能力如下表所示：

當然上面的過流能力，只是一般的規律是這樣，不同廠家因為工藝、材料的不同會有所區別。具體過流能力，還要看廠家給的手冊。

1. 模擬地與數字地單點接地

• 比如在Layout時，模擬地和數字地需要分開，進行單點接地，可以使用0Ω電阻進行跨接。當然有些時候也有看到是用磁珠進行單點接地的，
• 磁珠連接：帶阻限波器，抑制某一頻段（高頻段）的噪聲，預先評估噪聲頻點，并選擇合適磁珠；
• 電容連接：隔直通交流，沒有直流通路，會累計電荷造成浮地；
• 電感連接：抑制低頻段噪聲干擾；
• 0Ω連接：相當于很窄的電流通路（類似單點接地），能夠有效地限制環路電流，使噪聲得到抑制。

其中0Ω電阻連接是比較好的；我們可以用一個0歐的電阻來連接這兩個地，而不是直接連在一起。這樣做的好處就是，地線被分成了兩個網絡，在大面積鋪銅等處理時，就會方便得多。

1. 為調試方便或電路兼容設計需求

• 在硬件設計過程中總會碰到一些不明確的設計需求，或者無法確定實際電路效果，所以需要設計0Ω電阻提供一個試錯后的調整機會。
• 作跳線使用；例如：IIC控制器二選一電路；
• 匹配電路中參數不確定，用0Ω替代，調試后再替換；
• PCB布線時走線困難，用0Ω跳過；
• 方便調測試；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?利用0Ω電阻器建立方便調試的硬件通道，在正式版本中取消；利用0Ω電阻可以接電流表，方便電流測試；
• 用于電流回路平面不連續時的跨接：當分割電源/地平面后造成信號最短回流路徑的斷裂，在分割區上跨接0Ω電阻器（不同電位平面之間使用nF級別電容），可以提供更短的回流路徑
• 替代跳線座/撥碼開關：使用選焊確定不同單板/應用場景的不同配置，避免撥碼開關/跳線帽的失效風險。

電子元器件-電阻初篇/基礎，multisim使用_multisim 電阻-CSDN博客

0Ω電阻詳解 - bujidao1128 - 博客園

4.2.7 RC電路

RC電路的應用非常廣泛，其核心作用是通過電阻和電容的充放電特性實現像濾波、延時、耦合、隔直、波形轉換(RC積分電路)、脈沖觸發(RC微分電路)、阻抗匹配、保護緩沖(繼電器線圈并聯RC吸收浪涌電壓)等作用。

關鍵參數：

• 時間常數：τ=RC決定充放電速度(τ越大，充放電越慢);

• 截止頻率：濾波器的頻率分界點，由R和C的值決定。

RC濾波器截止頻率在線計算器

RC濾波器截止頻率在線計算器_RC高通濾波器截止頻率_RC低通濾波器截止頻率_RC截止頻率計算器 - 電子發燒友(www.elecfans.com)

RC濾波電路：

(為無源RC一階濾波電路)

RC低通濾波器：

就是截止頻率，當輸入信號頻率等于時，衰減-3dB,峰值變為原來峰值的0.707倍；

例如：=1k, 現在有一個頻率為1k，峰值為1V的交流電信號，通過一階RC電路后，頻率不變，峰值變為0.707V。

原理：其實就是容抗和分壓原理，f越大，容抗越小，電容分壓越小，，大多數的電壓被另一個電阻分走了，電容兩段的電壓就小了，相當于降低高頻幅度了；

,當頻率f越大時，；Rc越小；所以輸出電壓越小；

【其實本質是電容充放電原理，τ=RC決定充放電速度。電容充電需要時間，如果原來的輸入信號頻率很高(變化得很快)，電容來不及充滿電(充電充得很淺)【輸入信號的電壓變化速度大于電容的充放電速度時】，電壓值就到了和輸入信號電壓一樣大，隨即開始發電；之后當放電到和上升的輸入信號電壓一樣大時，又開始充電，循環往復，但始終充不滿。所以電容一端的電位幅值不大（信號衰減得嚴重）】

作用：濾除低頻電信號中的高頻噪聲，讓信號變得平滑

RC高通濾波器：

高低頻是相對截止頻率來比較的；將低通濾波器的R和C位置調換；區別于低通濾波器輸出的是電容兩端電壓，高通濾波器輸出的是電阻兩端電壓；

原理：和低通一樣，就是利用了電容的充電速度跟不上輸入信號變化速度而形成的，但過程正好相反；

(30 封私信) 一文徹底講透電容【5】—— RC濾波器（低通/高通） - 知乎

rc濾波電路_層層講解濾波電路工作原理-CSDN博客

RC電路解析-CSDN博客

4.3 【注意事項】

DC-DC電路反饋分壓電阻，取值越大越好嗎？_dcdc fb反饋電阻的選擇-CSDN博客

五、應用與選型

計算所需電阻的阻值，計算電阻器消耗的功耗，要留有一定裕量。根據阻值和功耗選擇合適的系列和封裝。根據算出的阻值，選擇最接近的標稱值電阻；根據功耗需求，選擇合適的封裝。
盡量選擇常用,低成本的或者BOM中公用的電阻。比如對于一些對阻值不敏感的應用場合，如上拉或下拉電阻，可以選取BOM中已有的電阻，已降低BOM中的元件種類。

5.1 案例：LED電路——R15阻值？

在點燈電路中，我們通常會看到一個上拉電阻或下拉電阻。這些電阻的作用是為開關提供一個默認的狀態。例如，在iPG DOWN的點燈電路中，由于開關是開漏類型，必須外部加上拉電阻才能確保在信號未配置完成時，開關處于斷開狀態。這樣，當信號配置完成后，上拉電阻將信號拉高，使開關導通，燈泡亮起。

二極管的工作電流和壓降：
按發光強度和工作電流分有普通亮度的LED（發光強度100mcd）；把發光強度在10~100mcd間的叫高亮度發光二極管。
一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發光管相同，也就是所謂的高亮型LED)。

步驟：

1. 確定 LED 工作電流和壓降：首先需要確定普通型 LED 的工作電流，可以從 LED 的規格書或數據表中找到。假設 LED 工作電流為 I_LED。
2. 計算電阻值：根據 LED 的工作電壓和電流，以及電源電壓? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?和 MOS 管的特性，計算 R15 電阻的取值。在這種情況下，R15 的作用是限制 LED 的電流，保護 LED 和 MOS 管不受過大的電流損害。可以使用以下公式來計算 R15 的取值：
3. 電阻值（Ω） = (電源電壓 - LED 工作電壓) / LED 工作電流? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?選擇最接近的標準電阻值：根據計算得到的電阻值，選擇最接近的標準電阻值。考慮到實際情況，可選取最接近的標準電阻值。
4. 功率考慮：確保選取的電阻能夠承受通過的電流，避免過載燒壞。計算所需的電阻功率：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?電阻功率（W） = (電源電壓 - LED 工作電壓) × LED? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 工作電流確保選取的電阻功率大于等于計算得到的電阻功率。
5. 溫度系數：根據實際情況考慮電阻的溫度系數，以確保在不同溫度下電路穩定。
6. 驗證與調整：完成以上步驟后，在實際電路中驗證選取的電阻是否滿足需求，根據實際情況進行調整。

5.2 案例：USB接口

在進行USB設計時，無論是2.0還是3.0接口，我們需要考慮對外提供的電源。特別是在連接光驅或高功率設備時，根據應用場景的需求，我們可以考慮將USB接口的限流到1A。因為大部分光驅只需要5W的電流，而5伏1安就是5瓦，這已經足夠大部分光驅使用了。

對于USB芯片的限流管腳，我們需要設計一個電阻來滿足限流要求。通過計算公式，我們可以算出電阻的值，使得最小限流電流滿足要求。然后我們將這個電阻的值帶入最小電流公式中，以確保限流值在范圍內。

在選擇電阻時，我們可能遇到標準電阻值不足的情況。例如，我們無法找到50kΩ的電阻，但可以選擇47kΩ的電阻。然而，由于47kΩ的精度可能會產生誤差，我們需要考慮這一點。另外，對于電阻的精度和實際計算結果的偏差，我們需要計算和留有適當的余量，通常在設計時會選擇更小的電阻以確保電流限制在設定范圍內。

在設計過程中，我們必須注意確保所選電阻的精度和值，以及計算結果與實際需求的匹配，以此來滿足USB接口的設計要求。

5.3 降額使用

符號縮寫含義如下：

電阻

[1]：電阻上存在不超過1s的脈沖負荷時要同時滿足瞬態降額要求。脈沖大于1s時仍然按照穩態降額評估。

[2]：電阻降額需要同時滿足功率、電壓和溫度的降額要求。

平均功率：
計算平均功率時，電壓使用Vrms有效值，當電壓不是恒定值時計算需要考慮脈沖狀態，如時鐘匹配電阻。需要注意，額定功率值廠家有時使用峰值功率，有時使用平均功率。
購的絕大多數電阻額定環境溫度Ts為70℃，所以如果能保證電阻器工作溫度在70℃以下，采用60%功率降額即可。如果電阻器工作溫度高于70℃，則需要按照公式計算。

脈沖功率：
脈沖功率按照單脈沖、多脈沖來劃分。不同系列電阻的單脈沖峰值功率曲線不同，而不同廠家的多脈沖評估方法可能存在差異，具體應用時需要查閱廠家資料。
峰值脈沖功率Pm在不同脈寬下的值不同，一般來說Pm會以圖表的形式呈現在電阻的datasheet中

環境溫度高于70℃時，需按照溫度曲線進一步降額：

穩態電壓
穩態電壓要求不超最高工作電壓Ur的70%。Ur取 (PrR)0.5 值與同系列最高使用電壓中的較小值。
如某0.25W/1MΩ的電阻，(PrR)0.5=500V，查閱廠家手冊，最高使用電壓為250V，則最高工作電壓Ur取值為250V。

脈沖電壓
脈寬＜1s時，若無特殊規定，峰值脈沖電壓Um取同系列電阻的最高過負荷電壓。
脈寬≥1s時，按穩態電壓的要求降額。

NTC熱敏電阻

[1]：NTC熱敏電阻降額需要同時滿足電流（功率）和溫度降額要求。

[2]：不同溫度點下的Imax,Ta、Pmax,Ta需要根據降額曲線確定。

感溫型NTC由于應用功率小（需避免自熱影響監測精度），因此實際應用可不需要考慮功率降額。感溫型NTC一般不需要考慮溫度降額，除非工作溫度已超出線纜和插頭（電纜安裝型NTC）可承受的溫度范圍。
NTC熱敏電阻穩定工作且達到熱平衡后，可采用熱電耦測試環境溫度。測試時熱電耦離NTC本體1.2cm左右，不能接觸任何器件。