全面和常用电阻选择规范指南

电阻器的种类有很多，通常可分为三大类：固定电阻、可变电阻、特殊敏感类电阻。

1. 固定电阻器

固定电阻按照制作材料和工艺的不同，主要分为以下几类：

固定电阻器有多种类型，选择哪一种材料和结构的电阻器，应根据应用电路的具体要求而定，其中贴片电阻最为常用。 

固定电阻选型需要注意哪些参数：

（1）标称阻值

产品上标示的阻值，单位为欧，千欧，兆欧，标称阻值都应符合下表所列数值乘以10n倍（n为整数）。

（2）允许误差

电阻和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围，它表示产品的精度。允许误差的等级如下表所示：

在设计中不要盲目的追求电阻本身的精度，即使高精度的电阻受环境的影响，也会超出其范围。所以应该更加的关注可靠性试验的指标。目前选择电阻的精度不建议超过0.1%，常用的厚膜电阻都是5%，1%以上精度要求电阻，建议选用厚膜电阻；1%以下精度要求电阻，建议选用薄膜电阻。

（3）额定功率

在规定的环境温度和湿度下，假定周围的空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率，一般选用其额定功率比它在电路中消耗的功率高1-2倍。额定功率分19个等级，常用的有0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5W、7W、10W。

（4）最高工作电压

电阻在长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。如果电压超过规定值，电阻器内部产生火花，引起噪声，甚至损坏。

（5）稳定性

稳定性是衡量电阻器在外界条件（温度、湿度、电压、时间、负荷性质等）作用下电阻变化的程度。

温度系数a，表示温度每变化1度时，电阻器阻值的相对变化量;

电压系数av，表示电压每变化1伏时，电阻器阻值的相对变化量。

（6）额定工作温度

各种具体型号的电阻器都有规定的额定环境工作温度范围，在实际使用中不应超出规定的环境工作温度范围。

目前TCR小的电阻器只有薄膜电阻，一般情况下，碳膜与陶瓷电阻器TCR为负，对于低TCR设计，首选推荐10ppm。不同材料电阻的TCR有很大的变化，大致范围可以从下表看出：
 

 

固定电阻选型建议：

1.高频电路应选用分布电感和分布电容小的非线绕电阻器，例如碳膜电阻器、金属电阻器和金属氧化膜电阻器等。 

2.高增益小信号放大电路应选用低噪声电阻器，例如金属膜电阻器、碳膜电阻器和线绕电阻器，而不能使用噪声较大的合成碳膜电阻器和有机实心电阻器。 

3.线绕电阻器的功率较大，电流噪声小，耐高温，但体积较大。普通线绕电阻器常用于低频电路或中作限流电阻器、分压电阻器、泄放电阻器或大功率管的偏压电阻器。精度较高的线绕电阻器多用于固定衰减器、电阻箱、计算机及各种精密电子仪器中。 

4.所选电阻器的额定功率，要符合应用电路中对电阻器功率容量的要求，一般不应随意加大或减小电阻器的功率。若电路要求是功率型电阻器，则其额定功率可高于实际应用电路要求功率的1~2倍。 

5.不选用各分类电阻器的极限规格。如电阻器具体系列中的最大最小阻值的边缘规格。

6.外加应力下电阻值漂移应在电路要求的范围内，同时还应考虑老化因素。应给出设计裕度(一般为电路要求变化范围的一半，如电路要求可在±10%范围内变化，应选择在±5%内变化的电阻器)。

7.降额使用是提高电阻器工作可靠性和寿命的最重要手段。电阻的功率取决于封装的大小，薄膜电阻的功率很小，一般小于1W，电阻在使用时，一定要对功率进行降额。不同类别的电阻具有不同的绝缘介质和自愈机制，对承受应力（主要是工作电压、消耗功率和工作环境温度）的降额程度要求有差异，但一般都在0.6倍额定承受应力下使用，不超过0.75倍。

降额曲线如下图所示：
 

当工作环境温度高于70°C时，应在原使用基础上再进行降额。

8. 贴片电阻封装尺寸选择

贴片电阻外形体积的大小，常用有9种封装尺寸，不同的封装尺寸，它的额定功率也不一样。贴片电容的封装尺寸和贴片电阻一样。

贴片电阻的封装尺寸用4位的整数表示。前面两位表示贴片电阻的长度，后面两位表示贴片电阻的宽度。根据长度单位的不同有两种表示方法，即英制表示法和公制表示法。例如：0603是英制表示法，表示长度为0.06英寸，宽度为0.03英寸；又如：1005是公制表示法，表示长度为1.0毫米，宽度为0.5毫米。业内的惯例是用英制表示。目前最小的贴片电阻为0201，最大的为2512。
 

贴片电阻封装尺寸表

2. 可变电阻器

可调电阻有3个引脚，其中有两个定片引脚和一个动片引脚，还有一个调整旋钮，可以通过它改变动片，从而改变可变电阻的阻值。主要用于改变和串联器件的电流和电压。

可变电阻器主要分为：

1.（电位器或分压计），这是一种三端口器件。电位器被中间抽头分成两个电阻，通过中间抽头可以改变两个电阻的阻值，就可以改变分得的电压。

2.（变阻器），其实就是电位器，唯一的区别就是变阻器只需要用到两个端口，纯粹一个可以精确调整阻值的电阻。

3.（微调器），其实也是电位器，只不过不需要经常调整，例如设备出厂的时候调整一下即可，通常需要用螺丝刀等特殊工具才能调整。

可变电阻选型主要参数及注意问题：

（1）标称阻值

可变电阻器的标称阻值是它两根固定引脚之间的阻值。

（2）额定功率

指正常工作时可承受的功率，其值为可变电阻两端的额定电压乘以额定电流，若工作功率大于其额定功率，则有可能会造成器件的损坏

（3）符合度

又叫符合性它是指可变电阻器的实际输出函数特性和所要求的理论函数特性之间的符合程度。它用实际特性和理论特性之间的最大偏差对外加总电压的百分数表示，可以代表可变电阻器的精度。

（4）分辨力

分辨力决定于可变电阻器的理论精度。对于线绕可变电阻器和线性可变电阻器来说，分辨力是用动触点在绕组上每移动一匝所引起的电阻变化量与总电阻的百分比表示。对于具有函数特性的可变电阻器来说，由于绕组上每一匝的电阻不同，故分辨力是个变量。此时，可变电阻器的分辨力一般是指函数特性曲线上斜率最大一段的平均分辨力。

（5）滑动噪声

是可变电阻器特有的噪声。在改变电阻值时，由于可变电阻器电阻分配不当、转动系统配合不当以及可变电阻器存在接触电阻等原因，会使动触点在电阻体表面移动时，输出端除有有用信号外，还伴有随着信号起伏不定的噪声。对于线绕可变电阻器来说，除了上述的动触点与绕组之目的接触噪声外，还有分辨力噪声和短接噪声。分辨力噪声是由电阻变化的阶梯性所引起的，而短接噪声则是当动触点在绕组上移动而短接相邻线匝时产生的，它与流过绕组的电流、线匝的电阻以及动触点与绕组间的接触电阻成正比。

（6）机械寿命

可变电阻器的机械寿命也称磨损寿命，常用机械耐久性表示。机械耐久性是指可变电阻器在规定的试验条件下，动触点可靠运动的总次数，常用 “周”表示。机械寿命与可变电阻器的种类、结构、材料及制作工艺有关，差异相当大。

可变电阻如何选择：

1.一般如果应用在高增益放大电路中，建议可选用噪声电动势小的电阻器，例如碳膜可调电阻器、金属膜可调电阻。

2.在高频电路中的电阻器要求其分布参数越小越好。不过如果在一些高达数百兆赫的高频电路中当中，其线绕电阻远远是不能所兼容运行的，因此则需要选用的是金属氧化膜电阻器。但是在超高频电路中，应选用超高频碳膜可调电阻器。

3.其次则对电路的工作频率较高的要求情况下，则建议线绕可调电阻，因为其线绕电阻分布参数较大，可适合在在高频电路中工作。然而在低于50kHz的电路中，其电阻的分布参数对电路工作影响不大，后置推荐可选用线绕可调电阻。

4.选用替换的可调电阻要考虑密封类型，若使用于环境温度变化较大场合，建议选用高精度的微调电阻

3. 特殊敏感类电阻器

3.1 热敏电阻

 

1.（PTC热敏电阻）在电路中的主要作用和保险丝类似，就是过流保护，区别就是保险丝是一次性的，而PTC是可恢复的，而很多时候换保险丝是不可接受的，影响客户体验。PTC也属于安规器件，通常要求通过UL1439认证。

热敏电阻与温度的关系图

上图是PTC的阻抗温度特性，当过流的时候PTC发热，温度迅速上升，PTC的阻抗迅速变大，形成断路，断路后电流下降，发热减少，温度下降，PTC恢复低阻抗。因此，PTC非常适合短时过流。

2.（NTC热敏电阻）是负温度系数敏感电阻，以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，当温度升高时，电阻值降低，广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。

3.（CTR热敏电阻）具有负电阻突变特性，在某一温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系数，常应用于控温报警。

热敏电阻参数：

（1）保持电流

选用PTC的时候，首先要考虑设计工作电流，不能超过PTC保持电流，此时PTC可以保持低阻抗状态。PTC的保持电流会随着工作温度的升高而降低，因此，工作温度是需要考虑的重要因素。

（2）动作电流

动作电流，即PTC进入高阻抗状态，断路保护的电流。

（3）额定电压

即PTC能承受的最大电压，超过额定电压，PTC可能会被击穿短路，进而引起烧毁。因此，设计时要考虑各种情况下PTC的工作电压不能超过其额定电压。当PTC断路保护的时候，会承受整个电源电压，PTC选型的时候，额定电压要大于电源电压。通常考虑降额到80%，即电源电压12V，要选择耐压15V以上的PTC。在电源输入端口，需要考虑浪涌防护，此时要考虑最大的浪涌电流，乘以PTC的电阻，即PTC承受的浪涌电压，不能超过PTC额定电压。

（4）额定电流

即在额定电压下，PTC能承受的最大短路电流，短路电流超过额定电流，PTC将会损坏。

（5）直流电阻

PTC直流电阻的存在，会使PTC存在一定的直流压降，设计时要注意压降后的电源电压要满足要求。

和保险丝相比，PTC的额定电压和额定电流都小很多，而PTC的直流阻抗通常是保险丝的两部左右。PTC保护的时候，实际是高电阻状态，因此会有毫安级的漏电流，而保险丝是熔断机制，切断电流通路，基本不存在漏电流。

热敏电阻如何选型：

1.热敏电阻器重点关注耐电压能力和耐电流能力两个指标；

2.从降低成本方面考虑，应选用高居里温度和小尺寸元件，并且使其周围敏感器件远离5cm；

3.温度测量使用时建议选择合适的B值，并且根据测量的温度范围和T-R曲线进行选型；

4.电路保护应用时应考虑热敏电阻最小阻值是否影响电路的安全性。

3.2 压敏电阻

压敏电阻（MOV）的特性与稳压二极管(Zener diode)、TVS类似，都属于钳位型器件，压敏电阻的作用主要用于防护电路瞬态过压，例如浪涌。

 

压敏电阻的理想伏安特性

压敏电阻参数：

（1）标称电压

标称电压要准确。标称电压过高，压敏电阻器起不到过电压保护作用，标称电压过低，压敏电阻器容易误动作或被击穿。 

（2）压敏电压V1ma

压敏电阻通过1mA电流时，压敏电阻两端的电压；

（3）漏电流Ir

压敏电阻的漏电流一般是在 83%的压敏电压下测得流过压敏电阻的电流；

（4）额定工作电压

额定工作电压可以认为是MOV能保持高阻抗状态的最高持续工作电压。根据应用场合，MOV可以分为交流和直流两种，两种场合用的器件规格是不一样。用于直流场合的MOV通常不能用于交流场合。

MOV的额定工作电压，交流场合考虑交流额定电压，即Vrms或Vm(ac)，上图中的器件可以在有效值130V的交流电中正常工作。超过这个电压，MOV可能动作或者损坏，导致电路无法工作。

（5）钳位电压

MOV是钳位型器件，遇到瞬态高压时，阻抗会下降，通过大电流，瞬态高压会被抑制，但不会降为零，而是依然保持相对高压，通常是额定工作电压的2到3倍。选择MOV时，要注意钳位电压不能超过被防护器件的最高耐压，超过时，需要采用多级防护，例如后级加一个大功率电阻去耦，再加一颗TVS，利用TVS的低钳位电压进一步减小残压。

（6）通流容量（最大脉冲电流）

所谓通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下，对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过± 10％时的最大脉冲电流值。

雷击或者感性负载切换等等，会产生很大浪涌电流，MOV除了钳位住高压以外，还需要泄放浪涌电流。MOV能否承受住浪涌电流，主要和一段时间内MOV承受的能量大小有关，能量过大，MOV会过热烧毁。能量的大小，和浪涌的波形和数目有关，通常，器件的浪涌能力都按8/20us波形能测试。上图中的MOV，单个3500A的8/20us的浪涌脉冲，连续2个3000A的8/20us的浪涌脉冲，连续20个750A的8/20us的浪涌脉冲。

压敏电阻怎么选型：

1.一般原则上是，按可能遭受的最大暂态浪涌电流来选择。但在实际应用中，要适当加大所选压敏电阻的通流容量；

2.压敏电阻的箝位电压应小于后级被保护电路中最大可承受的瞬态安全电压；

3.压敏电阻属于老化型的电子元器件，应用时要考虑环境、测试标准冲击次数和方法，具体参考降额曲线；

4.在通信电路中或低功耗电路中，要特别关注MOV结电容和漏电流，不能影响线路正常运行；

5.此外，压敏电阻的寄生电容比较大，不能用在较高速率的信号线上。压敏电阻的响应时间比TVS慢，对一些快速的脉冲，像ESD可能不起作用。这些也是我们需要考虑的因素。

 

3.3光敏电阻

光敏电阻是一种对光敏感的元件。光敏电阻工作原理是它利用半导体的光导电特性，使电阻的电阻值随入射光线的强弱发生变化（即当入射光线增强时，它的阻值会明显减小；当入射光线减弱时，它的阻值会显著增大）。

光敏电阻特性：

（1）光电流、亮电阻

光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。

（2）暗电流、暗电阻

光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示(用照度计测量光的强弱，其单位为拉克斯lx)。

（3）最高工作电压

指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压

（4）灵敏度

灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。

（5）额定功率

额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率，当温度升高时，其消耗的功率就降低。

如何选用光敏电阻器：

    选用光敏电阻器时，应首先确定应用电路中所需光敏电阻器的光谱特性类型。若是用于各种光电自动控制系统、电子照相机和光报警器等电子产品，则应选取用可见光光敏电阻器；若是用于红外信号检测及天文、军事等领域的有关自动控制系统、则应选用红外光光敏电阻器；若是用于紫外线探测等仪器中，则应选用紫外光光敏电阻器。 

3.4力敏电阻

力敏电阻是一种能将机械力转换为电信号的特殊元件，它是利用半导体材料的压力电阻效应制成的。主要用于各种张力计、转矩计、加速度计、半导体传声器及各种压力传感器中。

 

力敏电阻的特性：

（1）温度系数

力敏电阻器的电阻值的变化与温度有关，温度变化1℃，电阻值变化的百分数称为温度系数。

（2）灵敏度系数

指力敏电阻器形变与电阻值的变化关系，形变与电阻值的变化关系满足：△r／r—k△l／l，其中k就是灵敏度系数。

（3）灵敏度温度系数

当温度升高时力敏电阻器的灵敏度下降，温度每升高1℃，灵敏度系数下降的百分比,编程器，称为灵敏度温度系数。

（4）温度零点漂移

在环境温度范围内，环境温度每变化1℃时，引起的零点输出变化与额定输出的百分比，称为温度零点漂移。

力敏电阻器怎么选型：

  选用时，应考虑环境温度(包括电路中器件温度)对力敏电阻器阻值的影响,在电路设计过程中，应采用桥式电路补偿法、应变片补偿法等，对力敏电阻器进行温度补偿,否则会影响力敏电阻器的测量精度。此外，需满足电路对力敏电阻器主要参数(力的范围、测量精度、标称阻值等)的要求。

3.5 气敏电阻

气敏电阻是一种新型半导体元件，气敏电阻的工作原理是利用金属氧化膜半导体表面吸收某种气体分子时，会发生氧化反应或还原反应而使电阻值改变的特性而制成的。气敏电阻器的主要制作材料为二氧化锡,可分为N型气敏电阻器和P型气敏电阻器两类。气敏电阻器的代表字母为R或RG。

气敏电阻的特性：

（1）灵敏度-温度特性

下图是气敏电阻的灵敏度-温度特性。从曲线可以看出，在室温下电导率变化不大，当温度升高后，电导率就发生较大变化，因此气敏电阻在使用时需要加温。

（2）阻值-气体浓度特性

下图是气敏电阻阻值-气体浓度特性曲线。从图中可以看出，气敏电阻对乙醚、乙醇、氢以及正乙烷等具有较高灵敏度。

（3）加热功率

加热电压与加热电流的乘积。

（4）工作电压

工作条件下，气敏电阻两极间的电压。

（5）灵敏度

气敏电阻在最佳工作条件下，接触气体后其电阻值随气体浓度变化的特性。如果采用电压测量法，其值等于接触某种气体前后负载电阻上电压降之比。

（6）响应时间

在最佳工作条件下，接触待测气体后，负载电阻的电压变化到规定值所需的时间。

（7）恢复时间

在最佳工作条件下，脱离被测气体后，负载电阻上电压恢复到规定值所需要的时间。

气敏电阻的应用选型：

1.N型气敏电阻器的主要应用于包括甲烷、一氧化碳、天然气、煤气、液化石油气、乙炔、氢气等气体的检测，当电阻器检测到上述气体时,其阻值会减小；

2.P型气敏电阻器则主要用于氧气、氯气、二氧化碳等气体的检测,当电阻器检测到上述气体时,其阻值亦会减小。

3.6 湿敏电阻

湿敏电阻的阻值特性是随着温度的变化而变化，湿敏电阻是由感湿层（或湿敏膜）、引线电极和具有一定强度的绝缘基体组成。常用作传感器，即用于检测湿度。

 

湿敏电阻特性：

（1）相对湿度

它是指在某一温度下，空气中所含水蒸气的实际密度与同一温度下饱和密度之比，通常用“RH”表示。例如：20%RH，则表示空气相对湿度约20%；

（2）湿度温度系数。

它是指在环境湿度恒定时，湿敏电阻器在温度每变化1时其湿度指示的变化量；

（3）灵敏度

它是指湿敏电阻器检测湿度时的分辨率。

（4）测湿范围

它是指湿敏电阻器的湿度测量范围。

（5）湿滞效应

它是指湿敏电阻器在吸湿和脱湿过程中电气参数表现的滞后现象。

（6）响应时间

它是指湿敏电阻器在湿度检测环境快速变化时，其电阻值的变化情况（反应速度）。 

湿敏电阻的选择：

选用湿敏电阻器时，首先应根据应用电路的要求选择合适的类型。若用于洗衣机、干衣机等家电中作高湿度检测，可选用氯化锂湿敏电阻器；若用于空调器、恒湿机等家电中作中等湿度环境的检测，则可选用陶瓷湿敏电阻器；若用于气象监测、录像机结露检测等方面，则可以选用高分子聚合物湿敏电阻器或硒膜湿敏电阻器。 

3.7磁敏电阻

磁敏电阻是一种基于磁阻效应而制作的电阻体，当外加磁场的方向或强度发生变化时，磁敏电阻的阻值相应改变，利用该变化，可精确地测试出磁场的相对位移。常用于磁场强度检测、变换器的控制和电机速度的检测。

磁敏电阻的特性：

（1）磁阻比

指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与零磁感应强度下的阻值之比；

（2）磁阻系数

指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与其标称阻值之比；

（3）磁阻灵敏度

指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的电阻值随磁感应强度的相对变化率。

磁敏电阻的应用：

用磁敏电阻作核心元件的各种磁敏传感器：

1.测磁传感器。如新型磁通表，测定恒定磁场 及交变磁场或电机电器等剩磁的仪器，用于航海、 航空的导航仪器。

2.转速传感器。如构成新型的数字式转速表、频率计等。

3.位移和角位移传感器。微位移传感器是工业用机器人的基本器件。

4.铁磁物质探伤用的传感器。

5.可变电阻器、无接触电位器以及无触点、高性能的磁开关（作定位及控制用）。

总结电路中如何选择电阻：

1.电阻的种类和精度满足应用电路设计的要求；

2.电阻的阻值满足应用电路使用。实际计算的电阻值在市场上不一定有，因此要优先选用标称电阻；一般电路使用的电阻器允许误差为±5%~±10%。精密仪器及特殊电路中使用的电阻器，应选用精密电阻器；

3.电阻的额定功率大于电阻在应用电路实际工作功率。-般按额定功率70%降额设计选用；

4.电阻在应用电路中实际工作电压小于最大工作电压。一般按最高工作电压的75%降额设计选用；

5.电阻的稳定性、工作频率、噪声等特性满足应用电路要求。

附录：

电阻选型与应用要求配对表

（1）性能要求——可选用种类

（2）额定功率——电阻值范围

以上是电子工程师在产品设计开发阶段，电阻选型最实用的参考资料，喜欢就赶紧收藏一下吧。

审核编辑：黄飞