1.電阻的定義

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特性。電阻將會導致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。而超導體則沒有電阻。

電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長度，還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時電阻值發(fā)生變化的百分數(shù)。
電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻。

2.電阻的分類

1.按阻值特性:固定電阻、可調(diào)電阻、特種電阻(敏感電阻).

不能調(diào)節(jié)的,我們稱之為固定電阻,而可以調(diào)節(jié)的,我們稱之為可調(diào)電阻.常見的例如收音機音量調(diào)節(jié)的,主要應(yīng)用于電壓分配的,我們稱之為電位器.

2.按制造材料:碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻等.

3.按安裝方式:插件電阻、貼片電阻.

3.電阻的作用

3.1分壓作用

當一電阻和另一個元器件如燈泡在電路中處于串聯(lián)時，流過電阻和燈泡的電流相同，而電阻和燈泡各自的電壓之和等于電阻和燈泡作為整體時兩端的總電壓。此時，該電阻起到分壓的作用。下圖所示就是物理學中簡單的分壓電路圖。

現(xiàn)實中有許多的經(jīng)典應(yīng)用，如下圖所示的電能表的的分壓采樣電路。

REF參考電壓來自于VDD的分壓應(yīng)用。

3.2分流/限流

當一電阻和另一元器件如燈泡在電路中處于并聯(lián)時，電阻兩端電壓和燈泡兩端電壓相同，而流過電阻的電流與流過燈泡的電流之和等于流過電阻和燈泡的總電流。此時，該電阻起到分流的作用。

基本物理特性如下圖：

指標LED燈的限流作用，保持LED亮度，這是硬功能的應(yīng)用。

ESD設(shè)計中用到的限制ESD電流的電阻，常見于RESET電路中，這是EMC設(shè)計應(yīng)用。

3.3阻抗匹配

阻抗匹配指的是在信號的傳輸過程中，為了得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài)，而采用一些方法使得負載阻抗與激勵源內(nèi)部阻抗相互適配的過程。而其方法之一就是通過改變阻抗力來實現(xiàn)，在這種情況下，電阻起到的是它的阻抗匹配作用。另一篇引用文章里有更為詳細的描述，本文中列兩個基本匹配電路。

串聯(lián)源端匹配的應(yīng)用

并聯(lián)匹配網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

RC匹配網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

3.4濾波

在電阻與電容串聯(lián)組成的RC充放電電路中，利用RC之間的充電放電的無限循環(huán)，我們將電阻R起到的作用稱為濾波作用。即屬于配合作用，單純意義上的電阻是不具有濾波作用的，注意當說起他的濾波作用時，一定是組合應(yīng)用。

低通濾波器的應(yīng)用

高通濾波器的應(yīng)用

4.特殊電阻

4.1零歐姆電阻

在固定電阻中還有一類比較特殊的電阻，就是零歐姆電阻。他有一些常規(guī)的功能作用，

1,二次封裝，在電路中沒有任何功能，兼容設(shè)計用。

2,做跳線用，電路二選一作用，如果某段線路不用，直接不貼該電阻即可。

3,配置作用，在匹配電路參數(shù)不確定的時候，以0歐姆代替，實際調(diào)試的時候，確定參數(shù)，再以具體數(shù)值的元件代替。

4,測試用，想測某部分電路的耗電流的時候，可以去掉0ohm電阻，接上電流表，這樣方便測耗電流。

5,在布線時,如果實在布不過去了,也可以加一個0歐的電阻

6,在高頻信號下，充當橋接作用（參考《橋接》）

7,單點接地（指保護接地、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互分開,各自成為獨立系統(tǒng)。）

8,熔絲作用（功率保險絲）

4.2.可變電阻

可變電阻器也稱電位器，指的是阻值可以變化的電阻，這種可變性決定了它存在的價值。例如在一些儀器儀表設(shè)備的模擬電路中，有時存在一些不確定的因素，這時就需要電位器的可變性來將其調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。還有一些設(shè)備的輸出本身就是在不斷變化的，這時也需要電位器來實現(xiàn)。

4.3.熱敏電阻:

是一種對溫度極為敏感的電阻器.分為正溫度系數(shù)和負溫度系數(shù)電阻器.選用時不僅要注意其額定功率、最大工作電壓、標稱阻值,更要注意最高工作溫度和電阻溫度系數(shù)等參數(shù),并注意阻值變化方向.

4.4.光敏電阻:

阻值隨著光線的強弱而發(fā)生變化的電阻器. 分為可見光光敏電阻、紅外光光敏電阻、紫外光光敏電阻.選用時先確定電路的光譜特性.

4.5.壓敏電阻:

是對電壓變化很敏感的非線性電阻器.當電阻器上的電壓在標稱值內(nèi)時,電阻器上的阻值呈無窮大狀態(tài),當電壓略高于標稱電壓時,其阻值很快下降,使電阻器處于導通狀態(tài),當電壓減小到標稱電壓以下時,其阻值又開始增加.

壓敏電阻可分為無極性(對稱型)和有極性(非對稱型)壓敏電阻.選用時,壓敏電阻器的標稱電壓值應(yīng)是加在壓敏電阻器兩端電壓的2-2.5倍.另需注意壓敏電阻的溫度系數(shù).

4.6.濕敏電阻:

是對濕度變化非常敏感的電阻器,能在各種濕度環(huán)境中使用.它是將濕度轉(zhuǎn)換成電信號的換能器件.選用時應(yīng)根據(jù)不同類型號的不同特點以及濕敏電阻器的精度、濕度系數(shù)、響應(yīng)速度,濕度量程等進行選用.
注:電阻在低頻的時候表現(xiàn)出來的主要特性是電阻特性,但在高頻時,不僅表現(xiàn)出電阻特性,還表現(xiàn)出電抗特性的一面這在無線電方面(射頻電路中尤其重要). 見歐姆定律。

5. 結(jié)束語

在早期的設(shè)計中，電阻是基于硬件的基本應(yīng)用，而EMC設(shè)計人員更關(guān)心他的EMC場合的應(yīng)用，比如ESD電流的限制，干擾電壓的衰減損耗，平面之間的跨接。

在EMC設(shè)計中還有另一個重要的電阻概念，即ESR，等效串聯(lián)電阻，寄生于電感與電容中。

理論上，一個完美的電容，自身不會產(chǎn)生任何能量損失，但是實際上，因為制造電容的材料有電阻，電容的絕緣介質(zhì)有損耗，各種原因?qū)е码娙葑兊貌弧巴昝馈?。這個損耗在外部，表現(xiàn)為就像一個電阻跟電容串聯(lián)在一起，所以就起了個名字叫做“等效串聯(lián)電阻”。

比如，我們認為電容上面電壓不能突變，當突然對電容施加一個電流，電容因為自身充電，電壓會從0開始上升。但是有了ESR，電阻自身會產(chǎn)生一個壓降，這就導致了電容器兩端的電壓會產(chǎn)生突變。無疑的，這會降低電容的濾波效果，所以很多高質(zhì)量的電源一類的，都使用低ESR的電容器。

同樣的，在振蕩電路等場合，ESR也會引起電路在功能上發(fā)生變化，引起電路失效甚至損壞等嚴重后果。

所以在多數(shù)場合，低ESR的電容，往往比高ESR的有更好的表現(xiàn)。

不過事情也有例外，有些時候，這個ESR也被用來做一些有用的事情。

比如在穩(wěn)壓電路中，有一定ESR的電容，在負載發(fā)生瞬變的時候，會立即產(chǎn)生波動而引發(fā)反饋電路動作，這個快速的響應(yīng)，以犧牲一定的瞬態(tài)性能為代價，獲取了后續(xù)的快速調(diào)整能力，尤其是功率管的響應(yīng)速度比較慢，并且電容器的體積/容量受到嚴格限制的時候。這種情況見于一些使用MOS管做調(diào)整管的三端穩(wěn)壓或者相似的電路中。這時候，太低的ESR反而會降低整體性能。

實際上，需要更低ESR的場合更多，而低ESR的大容量電容價格相對昂貴，所以很多開關(guān)電源采取的并聯(lián)的策略，用多個ESR相對高的鋁電解并聯(lián)，形成一個低ESR的大容量電容。犧牲一定的PCB空間，換來器件成本的減少，很多時候都是劃算的。

和ESR類似的另外一個概念是ESL，也就是等效串聯(lián)電感。早期的卷制電容經(jīng)常有很高的ESL，而且容量越大的電容，ESL一般也越大。ESL經(jīng)常會成為ESR的一部分，并且ESL也會引發(fā)一些電路故障，比如串聯(lián)諧振等。但是相對容量來說，ESL的比例太小，出現(xiàn)問題的幾率很小，再加上電容制作工藝的進步，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸忽略ESL，而把ESR作為除容量之外的主要參考因素了。

總的來說，低ESR 是EMC設(shè)計的首選，特別是在高頻設(shè)計中，個人依然建議選擇這類低ESR材質(zhì)的器件。同樣基于高壓大電流狀態(tài)下，EMC設(shè)計時需要強烈關(guān)注，幾個綜合因素放在一起時，所產(chǎn)生的分壓是很嚴重的，會增加后級電路的殘壓，所以ESR不要小視。