电阻

PCB学习笔记（三）电阻

什么是电阻？

电阻（Resistance）是电子学中的基本物理量，表示电路中对电流流动的阻碍程度。电阻的单位是欧姆（Ohm），符号为 Ω。电阻的大小决定了电路中电流的大小，根据欧姆定律，电阻越大，在相同电压下流过的电流越小。

电阻在PCB设计中的用途：

用途	说明
限流	通过限制电流的大小，保护电路中的其他组件免受过大电流的损害。
分压	与其他电阻串联，可以用来降低电路中某点的电压。
偏置	为晶体管等有源元件提供适当的偏置电流。
滤波	与电容器配合使用，可以构成RC滤波器，滤除电路中的噪声。
匹配	用于信号源和负载之间的阻抗匹配，提高信号传输效率。
热敏电阻	特殊类型的电阻，其阻值随温度变化，用于温度检测或补偿。

电阻的计算公式

电阻的基本计算公式是欧姆定律：

其中：

• R是电阻（欧姆）。
• V 是电阻两端的电压（伏特）。
• I 是通过电阻的电流（安培）。

如何合理选择电阻

条件	描述
阻值	根据电路设计要求选择合适的阻值
功率	确定电阻在电路中可能承受的最大功率，选择足够功率等级的电阻，以防止过热。
精度	根据电路对阻值精度的要求选择电阻的精度等级。
封装	根据PCB空间和散热要求选择合适的封装类型。
温度系数	考虑电阻的温度系数，特别是在温度变化较大的环境中。
耐压	确保电阻的耐压值高于其在电路中可能遇到的最大电压。
稳定性	根据电路对电阻长期稳定性的要求选择合适的电阻材料。

电阻选择示例

概述

在设计一个简单的LED驱动电路时，我们需要选择一个合适的电阻来限制通过LED的电流，以防止LED因过流而损坏。

电路需求

• LED正向电压：约2.0V（具体值取决于LED型号）
• LED工作电流：最大20mA
• 电源电压：5V

计算阻值

为了确保LED在安全的工作电流下运行，我们需要计算串联电阻的阻值。

根据欧姆定律，电阻的阻值 RR 可以通过以下公式计算：

其中：

代入数值：

选择电阻

根据计算结果，以下是电阻的选择参数：

参数	选择
阻值	150Ω（标准值，接近计算值）
功率	计算电阻消耗的功率 P=V×IP=V×I
P=(Vsupply−VLED)×ILED=(5V−2.0V)×0.020A=0.12WP=(Vsupply−VLE**D)×ILE**D=(5V−2.0V)×0.020A=0.12W	选择至少0.25W的电阻以确保安全和冗余。
精度	对于LED驱动，5%的精度通常足够。
封装	根据PCB空间，可以选择0603或0805封装。
温度系数	如果电路工作环境温度变化较大，选择温度系数较小的电阻，例如NPO陶瓷电阻。

结论

在本次PCB设计中，我们选择了以下电阻：

• 阻值：150Ω
• 功率：0.25W
• 精度：5%
• 封装：0603或0805
• 温度系数：NPO陶瓷（如果需要）

这个电阻将确保LED在5V电源下以最大20mA的电流安全运行。