电路设计中要考虑的电阻问题

电子

本帖最后由 VVX 于 2016-8-7 22:04 编辑

当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时，我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量，事实上，不管你采用的电阻的阻值是大是小，容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

容差：定义了生产时电阻的实际阻值与标称阻值之间差异的范围。一个标称值为1000Ω的电阻如果容差为±5% ，那么该电阻的取值范围在950Ω到1050Ω之间。我们希望这一数值是固定的，不会随着时间而变化。但事实并非如此，工程师必须要考虑设计中的容差，并且要保证所设计的电路在工作时限内正常工作。

温度系数：该系数描述了电阻的阻值随温度的改变而变化的现象，其单位是ppm/K（即10^-6/K）；当然将其中的K换成℃作单位也是一样；通常的温度系数值有5，10，20，100。比如说有一个1000Ω的电阻，其温度系数为100ppm/K，当其经历±60K的温度变化时（设初始温度300K，变化范围240-360K），那么其阻值将有±6Ω的变化。当然，温度系数越小的电阻，价格也当然更高。

电阻变化与温度变化的计算

电阻自身发热：对于高精度的电路来说，有时候还必须考虑电阻的功耗问题。电阻有特定的热阻，其单位是℃/W。工程师应该知道电阻内的功率损耗；这将导致电阻的温度上升，并最终影响到电阻的阻值。

在确定你所使用的电阻的最大最小值时，你必须考虑容差，温度系数电阻自发热的影响。在进行分析的时候，你可能注意到一些参数是可以忽略的，或者不同精确地考虑，但你必须首先先对其有一定的了解，然后才能确定其重不重要。

对于一些精密电路而言（如放大器中的增益级），有必要对电阻进行匹配，并确保其阻值在要求的范围内，并且具有相同的温度系数。

在某些电路上，确保某些关键电阻的定位也是至关重要的，这样才能保证电阻的两端的温度是相同的。否则还需要考虑塞贝克效应。当使用强制气流时，有必要保证电阻垂直与气流，从而不会将一段的热量传递到另一端，从而达到该组件温度的均衡。