贴片电阻的数据手册介绍，干货满满！（五）

4.1 电阻的工作温度与环境温度

我们会在贴片电阻的数据手册上看到一个这样的曲线：

上面这幅图是贴片电阻的温度与功率的曲线，那么通过这幅图也能看出，贴片电阻的环境工作温度范围是：-55℃~+155℃，在+70℃以下电阻的功率还是没有变化，在环境温度+70℃以上的时候，电阻的功率会明显的下降，具体可以查看对应的曲线图。这在设计电路中是非常重要的考虑的因素了。在温度很高的环境中，需要降额使用。什么是降额呢？在设计电路的时候如何来电阻选型呢？可以打个比方：比如我们设计电路的时候，计算某个电阻实际功率是1/12W，这个时候一般会留余量，我们会选型1/10W（0603）甚至1/8W（0805）封装的电阻。但是，如果PCB板子的环境温度在110℃，差不多对应的降额曲线是50%，那么，如果我们原来用的是1/8W，这个时候只能当作1/16W功率的电阻来使用，然而，原来的实际所需功率为1/12W，很明显，是不能够满足我们的需求是吧。所以，需要考虑电阻的实际工作的环境温度，然后降额使用是吧。总结来说，如果需要的降额系数为50%，就是说1/4W的电阻只能当作1/8W来使用，具体要看环境工作温度对应的降额系数是多少。

4.2 温漂

对于贴片电阻来说，在不同的温度下，所呈现出来的阻值是有微小的变化的，我们一般在手册上看到的标称阻值都是在25℃环境温度下测到的阻值。那么，大家需要注意的是，电阻在不同的温度下，阻值随温度变化而变化，这个我们把它叫做——温漂。除了环境温度不同，电阻本身工作也会发热，也就是电阻的温升了——电阻表面温度减去环境温度。这里告诉大家的是，一般我们定义的环境温度是PCBA作为一个整体在密闭的空间中的温度为环境温度。打个比方，如果我们把控制器装在电机后盖中，然后用一个盖子盖起来，那么PCBA的环境温度就是盖子里面的环境温度了。一般情况下，对于这个环境温度测温点的定义由认证工程师或测试工程师来决定的，他们是根据行业标准或企业标准来执行的。

那么对于温漂，它有一个与之相关的概念：电阻温度系数(TCR)——温度每变化1度，对应阻值的变化量，单位是ppm/℃。比如说，±1ppm/℃，它表示温度每变化1度，对应的阻值变化是±百万分之一。

这里要注意它的措辞：当温度改变1度。而不是当温度升高1度，或下降1度。其实，这里的TCR，已经是取平均值了的，也就是平均电阻温度系数。，当然就无关乎是否正温度系数或负温度系数了，因为这里已经取平均了。

如下图所示：

贴片电阻的数据手册介绍，干货满满！（一）

贴片电阻的数据手册介绍

1. 贴片电阻的基本介绍（精度、耐压、功率等）

2. 电阻的精度与价格，封装与价格之间的关系

3.   贴片电阻常用厂家、规格型号识别、价格

4.   电阻的工作温度与环境温、温漂、频率特性

1.1、什么是贴片电阻

上图展示的是一种封装的贴片电阻，它是一种片状结构。那么，为什么要做成这种样子呢？它们用在哪里呢？其实，电阻有很多种，比如：贴片电阻、插件电阻（色环电阻）、水泥电阻、功率电阻、可调电阻、压敏电阻、热敏电阻等，本文专门针对贴片电阻给大家详细讲解。

1.2 封装

一般贴片电阻是用在PCB板子上的一种电阻封装形式，这是随着电子技术的发展应运而生的，大量应用在集成线路板上的，具有体积小、加工方便、价格低等优点。那么，封装表示的是它的尺寸规格及对应的功率，不同的封装规格也对应不同的耐压，而且，同一种封装规格，也有各自的精度和阻值，这些都会在本文给大家一一讲解。

对于贴片电阻的封装，主要有以下规格：

上面是贴片电阻的10种封装了。那么，刚刚也提到过，每种封装它都有唯一对应的尺寸和耐压，这都是行业规定的，每个生产厂家都要按照这个标准来生产制造。那么，型号标识、丝印、尺寸精度、阻值精度、温漂、价格等等这些，不同的厂家生产出来的贴片电阻会有所不同。

作为电子工程师来说，需要对这些贴片电阻的根据产品的要求来进行选型了。随着技术的进步，近几年，国内的一些厂家制造工艺和质量管控也得到了巨大提升，所以，除非客户指定国外品牌，还是建议广大电子工程师支持国产品牌。那么，学习了本文之后，大家也会知道，什么样的贴片电阻适合自己的产品设计需求，也会让设计出来的产品鲁棒性会得到大大地提升。有时候，我们能够从设计上完美规避掉的风险，尽量从设计角度出发，这也是我们广大电子工程师应该具备的基本技能。

我们也说了，不同的封装是由不同的尺寸的，下面列举了不同封装所对应的尺寸：

这里大家需要注意一点的就是，不同的厂家，它的加工尺寸误差会有所不同。这里用厚生和国巨的0805封装尺寸进行对比：

通过上面的表格对比可以知道，不同品牌的尺寸和误差是有区别的。

1.3 功率和耐压

其实，对于这10种封装而言，它们会应用在不同的电子产品领域。比如说01005、0201、0402，这种尺寸相对较小的封装，主要应用在手机、平板电脑、行车记录仪等等这些通讯消费类电子产品上，因为它具备尺寸小的优点。而0603~2512应用的领域主要是在，比如说智能家居产品、空调风机、充电桩、油烟机等等这些工业及家电产品类的电子产品上，因为它的功率、耐压等参数满足设计需求。下面给大家列出了，不同封装对应的功率和耐压：

注意：不同品牌的封装，所对应的功率会有些许不同，但大体都一样。

1.4 精度等级及丝印

我们知道，每个阻值的电阻加工出来并不能做到绝对精准的，所以，就有误差这个概念了。那么对应到每个不同的阻值，它就有了一个精度范围。这里大家要了解一个概念，对于电阻的精度来说，它是在电阻加工出来之后，经过筛选分别得到的不同的电阻精度的，比如说，10K ±1% 和 10K ±5%这两种不同精度的电阻。那么，贴片电阻的精度也是有标准的，分了几个等级，每个等级对应有不同的字母来代替，它们是一一对应的，是为了方便标识。下面就列举了电阻的精度等级以及对应的字母代码：

来举个例子，比如：1K ±1%的贴片电阻，它的阻值是在990Ω~1010Ω范围内，既有向上的误差，也有向下的误差，那么，它对应的代码精度是F，这个字母代码我们在后面介绍的厂家型号标识里面会体现出来。这里需要特别说明是0Ω电阻，我们知道，作为一个导体，它并不能做到阻值绝对0Ω是吧，否则，就没有超导体这个说法了是吧。其实，对于0Ω电阻来说，它也有mΩ级别的阻值的，比如说20mΩ，那么在这个基础上它也有一个误差范围，也有它的精度等级。这也是让很多电子工程师迷惑过的地方。通常情况下，我们用的比较多的电阻精度等级一般是±1%、±5%。

那么除了上面的精度等级及字母代码标识以外，在贴片电阻的封装顶部，也会用丝印标出相应的阻值，同时也包含了精度信息。所以，丝印包含了2层含义：阻值和精度。那么，它们是如何标识出来的呢？有一个什么样的标准呢？

对于01005、0201、0402这三种封装的贴片电阻来说，由于它的尺寸相对很小，是无法在封装的顶部来标出这样的丝印，所以我们说的丝印标识是不包含在这三种封装的。对于0603~2512这7种封装的贴片电阻，我们来看一下它的丝印标识。下节课继续给大家讲解。

二极管反向恢复时间

什么是二极管结电容和反向恢复时间（续）

上一篇文章我们详细讨论了二极管的结电容：势垒电容和扩散电容。我们也知道了数据手册中所给出的结电容参数，它的大小和反向恢复时间没有关系。如下表所示：

通过上表可以反推，里面的结电容其实指的是势垒电容。

我们还是以ES1J数据手册给出的参数为例，可以看出，它测试出来的结电容参数是有条件的：VR=4.0V，f=1.0MHz。那么，这里面的VR指的就是加在二极管两端的反向电压，reverse反向的意思。所以，得出一个结论：二极管的反向恢复时间和扩散电容是有关系的。扩散电容越大，反向恢复时间越长；扩散电容越小，反向恢复时间越短。同时，我们也分析过，正向导通的电流越大，扩散电容也就越大。也就是说，如果正向导通电流越大的话，少数载流子的积累效应就越强。

事实表明，PN结正偏的时候，结电容主要是扩散电容，PN结反偏的时候，结电容主要是势垒电容。

我们再回到最初的疑问：反向恢复时间和结电容（扩散电容）什么关系？

反向恢复时间

由PN结构成的二极管都会有一个Trr的参数，这个参数就是二极管的反向恢复时间。trr这个参数决定了二极管的最高工作频率。那反向恢复时间到底是怎么来的呢？我们来看下面这个图。

在开关拨到左边1时，二极管接正向电源，正向电流IF=（Vf-Vpn）/Rf。可以想象，此时PN结处充斥的很多的载流子，也就是存储了很多的电荷。如果我们观察半导体内部，会发现，整个PN结，包括内建电场区，到处都有载流子存在。也就是说，现在整个PN结相当于是良导体，如果电源迅速反向，电流也是可以迅速反向的。

我们看上面这幅图。在开关拨到右边0时，二极管接反向电源，但是此时PN结正偏的特性不会马上改变。为什么PN结的正偏特性不会改变呢？

可以这么看，PN结反偏时内建电场区是基本没有电荷的，很明显，现在存了很多电荷，不把这些电荷搞掉，正偏特性不会变化的。也可以理解为是结电容导致电压不能突变，电荷没放完，结两端的电压就不会变反向。

与此同时，因为存储了大量电荷，此时PN结可以看成良导体，电流立马反向，反向电流IR=（Vr+Vpn）/Rr。不过需要注意，这时电流的成因是少数载流子反向运动的结果，随着时间推移，少数载流子数量是越来越少的。

看上面这幅图，刚才说到，随着时间的推移从t0时刻到ts时刻，少数载流子数量越来越少，当t>ts之后，中间被阻断，那是不是整体电流就立马下降到0呢？其实不是的，电流还是存在的，这是暂态电流。因为P区和N区各自剩余的少数载流子并没有达到热平衡，最终会复合消失，这个复合会产生电流。

这个可能不好理解，中间都断了，不允许电荷穿过，怎么还能有电流呢？我们知道，只有形成闭合回路，才能产生电流，这个电流指的是恒定的电流，也就是说串联电路中的电流处处相等。实际上不形成回路也能有电流，那么电流是怎么产生的呢？电荷流动，就是电流。没有回路，也能有电流，那叫暂态电流。就好比一根水管，堵住一端，水也能流进，直到水管满为止。

所以，尽管中间阻断了，也还是有电流的，只有当重新达到热平衡，复合电流才会为0。整个过程，电源电压，二极管两端电压，反向电流的波形图如下所示，图中的trr就是反向恢复时间。

有时也会看到上面这样的图，二极管反向电流最大值的地方并不是平的，并且二极管两端电压会出现反向尖峰。那到底哪个图是对的呢？其实，这个差异，仅仅只是电路的不同。如果看明白前面说的二极管反向恢复电流的形成过程，这个图也就能理解了。

前面画的波形，我们的电路中串联有电阻，当没有这个电阻的时候，或者说电阻很小的时候。反向电流会非常大，而从正向电流变为反向电流，这需要时间，这会导致di/dt非常大。此时，电路中的电感就不能忽略了，因为有电感的存在，导致二极管两端会存在比电源还大的电压，也就是反向电压尖峰。

整个过程如下：

1、在t0之前，电感有正向的电流IF。

2、在t0时刻，电源突然反向，因为二极管内部充满电荷，此时相当于导体，所以压降很小，这导致反向电压全都落在了电感上面，因此电流以斜率为di/dt=(Vr+Vpn)/L下降。

3、在ts时刻，二极管开始恢复阻断能力，此时电流达到最大，随后反向电流会下降。

4、在ts之后，二极管的电流为复合电流，随着载流子越来越少，电流也越来越小。此时电感会阻碍电流变小，因此会产生反向感应电压，这会导致在二极管两侧的反向电压比电源电压还大，也就是会出现反向电压尖峰Vrm。随着时间越来越长，复合电流基本为0了，电感电压也就基本为0了，此时二极管两端电压也就等于电源电压Vr。

总的来说，反向恢复时间就是正向导通时PN结存储的电荷耗尽所需要的时间。

因此，就很容易明白下面这些：

1、反向电源电压越小，反向恢复电流越小，电荷耗尽越慢，反向恢复时间越长。

2、正向电流越大，存储的电荷越多，耗尽时间越长，反向恢复时间越长。

3、半导体材料的载流子复合效率越低，寿命越长，电荷耗尽时间越长，反向恢复时间越长。

贴片电阻的数据手册介绍，干货满满！（三）

对于0603~2512这7种封装的贴片电阻，我们来看一下它的丝印标识：

上面这幅图电阻上的丝印：103，表示的是10*10^3=10000Ω=10K，也就是说，最后一位数字3 表示的3次方的意思。那么，同理102表示的是1K，101表示的是100Ω，100表示的是10Ω。那么，如果0.5Ω该如何表示呢？它是这样表示的：R500。所以，相应的R050表示的是50mΩ，6R8表示的是6.8Ω。

类似于上面这样的丝印标识，它的精度是±5%，而对于±1%精度的丝印标识一般如下：

1）1001表示的是10*10^2=1K，1002表示的是10*10^3=10K，1502表示的是15*10^3=15K，以此类推，参考图片如下：

2）除了用四位数表示±1%精度的贴片电阻以外，还有用划线的方法，来表示±1%精度的，比如：103表示的就是10K ±1%精度的贴片电阻，562表示的就是5.6K ±1%精度的贴片电阻，参考如下：

那么，上面是丝印的一种直接读数的方法，除此之外，还有另一种丝印代码的方法：E-96代码的丝印标识方法，它的精度也是±1%，参考下图：

关于这种丝印的代码标识，它有自己的一套计算公式，大家可以去查表，不用刻意的去记住它。这样的标识方法也有它的相关标准的，作为电子工程师来说，只需要认识它了解它即可。因为知识是学不完的，不需知道怎么去研究具体怎么来的，那是厂家、标准委员会去思考的事情。

2. 封装、精度与价格之间的关系

对于电子工程师来说，一定要知道元器件的大概价格，如果你设计出来的产品成本很高，即使再优秀再完美的板子，那么在市场上没有竞争力，也是没有实际价值的。那么，可能有的刚刚毕业的工程师，和采购之间相互推诿，认为这是采购的事，价格的事由采购来谈。其实，这中间的责任没有那么绝对的明确的，有时候需要相互沟通、相互协调，等你的产品进入批量生产的时候，采购部有他们自己的指标，会和供应商沟通来压缩元器件的价格和交期的。

那么一般情况下，封装越大，价格越高。这其中还有特殊的合金贴片电阻，也会根据材料的不同，价格也有所不同，合金贴片电阻相对普通的碳膜贴片电阻贵一些。还有就是，一般情况下，精度越高，价格越高。还需要说明的是，在特殊情况下，即使±5%精度的阻值，它的价格也可能比±1%精度的电阻价格高，这是因为该电阻阻值不是标称值。这里我列一下一般标称贴片电阻组织表，大家可以参考一下：

贴片电阻的数据手册介绍，干货满满！（六）

我们看上期最后的图。上图列举的是风华贴片电阻的电阻温度系数表。上面意思呢？举个例子，比如0805 1K ±1%的贴片电阻，它的阻值范围是990Ω~1010Ω，也就是说生产出来的电阻阻值在±10Ω范围内分布，当然也是在25℃环境温度下进行测量的。那么它所对应的电阻温度系数是±100ppm/℃。那么，如果环境温度是75℃，温漂对阻值的影响有多少呢？是不是75℃-25℃=50℃啊，所以，温漂值是±100ppm*50 = ±5000ppm ，这个是百万分的单位是吧，换算一下就是：±5000ppm*1000 = ±5Ω。那么，有的厂家数据手册会提供一个计算公式：

我们也可以根据上面这个公式再来计算一遍

通过以上计算我们知道，当环境温度在75℃的时候，温漂误差在±5Ω，而电阻的±1%精度误差是±10Ω，这个时候温漂和精度它们的误差差不多一个量级了是吧。

4.3频率特性

我们在画原理图的时候，电阻有一个原理图符号是吧，如下图所示：

这里告诉大家的是，电阻在低频信号下，它是电阻，但在高频下，就不能这么看了。这是由于工艺的原因，它会有一些寄生参数，比如电阻两端串联的有寄生电感，内部也有寄生电容，焊盘与焊盘之间也会存在寄生电容，下图就是电阻在高频下的等效模型：

通过电阻在高频下的等效模型可以知道，电阻已经不是电阻本身了，而是有一系列的电感电容串并联是吧。那么，上面说到的只是电阻在高频情况下的特性，对于低频而言依然是纯电阻特性的。电阻最容易忽略的就是封装尺寸对内部寄生参数的影响了，封装不同，寄生参数也会不一样。一般几百Hz以下，问题不大，KHz以上影响就会明显，频率越高，影响越大。

那么，贴片电阻的高频特性对我们的使用会有什么影响呢？比如在电机控制里面，会经常看到贴片电阻用做电流采样，就需要考虑高频特性了。一般用检流电阻采样时，是根据安培定律，电阻两端的压降除以阻值等于电流 I= U/R。这样方式最大的好处是计算出来的电流比较精确。但是，前提是电阻的阻值不能过大，如果过大的话，会影响原有回路的阻抗。而采样电阻小的话，则不会影响原有的回路电流。

我们知道，用电阻的压降除以电阻的阻值，等于电阻上流过的电流。因为电阻是串联在回路中的，因此电阻上流过的电流就是系统的电流。这种方式的前提是电阻是一个纯阻值（没有感抗和容抗）。这样压降除以电阻的阻值才是真实的系统电流。因此，用电阻做采样电流的话，需要对电阻的寄生参数有要求，尽可能的希望电阻是纯阻性的。尤其在高频的场合。