电阻与电感、电容并列电子学的三大基本无源元件之一，按能量角度看，它是把电能转化为热能的耗能元件。除了常见的被动元件，还出现了忆阻器等新型器件，描述磁通量与电荷之间的关系。

在理论上，电阻通常用欧姆定律来描述：对一个保持恒定电压的电阻，流过的电流大小由电阻决定；从能量角度看，电阻在单位时间内按焦耳定律产生热量。现实中的电阻并非理想理想，它们存在微小的引线电感和极间电容，当工作频率较高时，这些寄生效应不能忽略。

高频场景中的性能差异显著：一些薄膜电阻在极低寄生参数下仍能维持较好的频率响应，如极间电容约0.03 pF、引线电感仅约0.002 nH，75Ω 的器件理论上可工作到约30 GHz。相比之下，常见的厚膜贴片电阻寄生参数较大，引线感通常在几纳亨，极间电容在几皮法，通常只能稳定工作在几百MHz到几 GHz 的范围内。

阻值的选型通常遵循标准值表。不同公差对应不同的阻值系列：10% 精度一般对应 E12；2% 与 5% 对应 E24；1% 对应 E96；更高精度的 0.1%、0.25%、0.5% 则对应 E192 系列。系列名中的数字表示该系列包含的标准阻值个数，通常为 6 的倍数（如 E12 有 12 种阻值，E192 有 192 种）。阻值通常以一定的公比按等比数列分布，公比随系列不同而不同，例如 E12（公比约为 10^(1/12)），E96（10^(96/12) 的近似值），E48（IEC 规定的 2% 精度系列，包含 48 个阻值，具体值可根据市场而异）。实际应用中，某些厂商的具体系列可能不再生产。

常用的阻值标记方式：常见的 5% 与 1% 的表面贴装电阻通常带有标记。对于大于 10Ω 的 E24 系列，通常用三位数字表示，其中前两位是基数，最后一位表示乘以 10 的幂；例如标记 100 表示 10Ω，而 472 表示 4.7 kΩ。小于 10Ω 的电阻常用小数点记法，如 2R2 表示 2.2Ω。E96 系列通常用两位数字再加一个字母表示，数字代表该系列的第若干个阻值，字母表示乘以 10 的多少次方，例如“47C”表示第 47 个阻值乘以 10 的 3 次方，得到 30.1 kΩ。对于轴向引线封装的电阻，阻值常通过色环来标示，按从左至右依次读取前两到三环数字、乘数环、容差环和温度系数环。

02 电阻的工艺与结构

电阻的制造工艺丰富，可以从阻值是否可变来分为两大类：固定电阻与可变电阻。

2.1 固定电阻

顾名思义，阻值保持固定，应用最广。按外形与结构可分为若干类别。

2.1.1 轴向引线电阻

轴向引线的圆柱形电阻是最常见的形式，外部电极在两端。根据材料与工艺又分为多种类型：

- 绕线电阻：由镍铬合金线绕在陶瓷基底上，阻值通过线圈圈数控制。可做成高精度、低温系数的器件，适合大功率场景，但寄生感较大，不适合高频应用。

- 碳化物混合电阻（碳膜/碳化物电阻的变体）：制造简单、成本低，但精度与温度特性相对较差，噪声较大，耐压通常较好。

- 碳膜电阻：在陶瓷棒上涂覆碳膜并控制厚度，常通过在膜上加工螺旋沟槽来调整阻值，性能介于碳膜与金属膜之间。

- 金属膜电阻：在陶瓷棒表面真空沉积镍铬膜，通过光刻刻蚀形成沟槽，精度高、温漂低、噪声小，属于性能较好的固定电阻。

- 金属氧化物膜电阻：在陶瓷基底上形成锡氧化物膜，必要时在膜上叠加锑氧化物以提高阻值，耐高温性能突出。

2.1.2 片状电阻

- 金属箔电阻：通过高纯镍铬合金熔炼、轧制成箔，再粘贴在陶瓷基底上并通过光刻控制形状，具备极佳的稳定性和控阻能力。

- 厚膜电阻：采用丝网印刷工艺，在陶瓷基底上涂覆含 Pd-Ag 的导电电极，再在电极之间印刷二氧化钪的电阻膜，膜层通常约 100 微米，是应用最广泛的片状电阻之一，常见容差为 5% 或 1%。

- 薄膜电阻：在陶瓷基底上通过真空沉积镍铬薄膜，厚度仅约 0.1 μm，再通过光刻蚀成型，薄膜工艺可实现更高精度与复杂形状，性能稳定性更好。

2.2 可变电阻

可变电阻的阻值可以被调节，分为手动调节和根据外部条件变化两类。

2.2.1 可调电阻

常见的三端可调元件包括：

- 电位器（Potentiometer）：三端口器件，滑动抽头把一个总阻值分成两段，输出端电压随滑动位置连续变化。

- 电阻变容器（Rheostat）：通常只用到两端，与电位器不同之处在于只是一个可调电阻元件。

- 微调电阻（Trimmer）：同样是可调电阻，但不需要经常调整，多用于出厂前设定，通常需要工具进行微调。

2.2.2 敏感电阻

敏感元件对某些物理条件高度敏感，常被用作传感器或保护元件。常见类型包括光敏、电阻湿敏、磁敏等；在电路设计中应用广泛的还有热敏电阻（温度相关）与压敏电阻（电压相关）等。

- 热敏电阻

- PTC（正温度系数电阻）：温度升高时阻值迅速增大，常用于限流与保护目标。陶瓷型 CPTC 适用于高电压大电流场景，聚合物型 PPTC 适用于低电压小电流场景。PTC 的工作原理类似于自恢复保险丝，温度回落后阻值又回落，便于重复使用。设计时需关注工作电流、动作电流、额定电压等参数，以及工作温度对保持电流的影响。

- 压敏电阻（MOV/MLV）

- MOV 通常由金属氧化物材料（如氧化锌）经烧结制成，遇到瞬态过高电压时阻抗迅速下降，提供浪涌保护。选择时需关注额定工作电压、钳位电压与最大脉冲电流等指标，以及在正常工作与异常情况下的保护能力。MOV 具有较大的寄生电容，且对高速脉冲（如 ESD）不一定有效，因此在设计中常与 TVS 等器件配套使用。

MLV（多层金属氧化物压敏电阻）则采用类似工艺的更小型结构，适用于低压直流场景，体积更紧凑、额定能力相对较低。

03 电阻的应用与选型

主流电阻厂商包括国巨、松下、罗姆、威世等，以及国内企业在不同市场中的供应。电阻在电子电路中几乎无处不在，常见用途包括拉高/拉低电阻、反馈网络、分压与限流等。

3.1 应用场景与热效应

按焦耳定律，电流通过电阻会产生热量。热效应在很多场景中被实际利用，例如用于加热的电热毯、加热器、热水壶等。在需要耐温或保温的嵌入式设备中，常通过高功率电阻进行预热，待设备正式工作后再停止加热，以保持工作温度。

在测试和故障定位中，工程师有时会用简易工具进行快速定位：用直流电源对 cement 电阻进行加热并观察芯片工作情况，借此定位到故障点，减少对昂贵设备的依赖旋乐吧spin8。

零欧姆电阻又称跳线电阻，常用于调试和兼容性设计。它们通常用于分割电源轨以便单独测试不同分支的电流，选型时需关注极限电流与压降，常见如 0402 封装下的零欧姆电阻，其电阻上限通常在几十毫欧甚至更低，额定电流一般在 1A 以下，能否满足设计需要需查阅具体规格书。

限流、分压、信号匹配等应用场景也需要电阻的参与。某些高速信号设计中，为防止信号反射，需要在源端进行阻抗匹配，通常通过在信号源端并联或串联一个阻抗元件来实现。还存在用于传感与保护的非线性敏感电阻元件。

3.2 选型要点

选型的本质是从器件规格书中提取关键参数，确保满足应用需求。

3.2.1 固定值电阻

常用的厚膜与金属膜电阻在产量和性价比方面优势明显，长期稳定性和温度特性也较为可靠。根据应用场景选择合适的精度与封装。

3.2.2 热敏电阻

PTC 在电路中的核心作用类似保险丝的保护功能，但具备可恢复性，不会像一次性保险丝那样烧断。许多场景对合规性有要求，PTC 遵循相关认证（如安规认证）。设计时需考虑工作电流、保持电流、动作电流、额定电压和在极端温度条件下的性能稳定性。保持电流随温度升高而下降，因此在高温环境下需要重新评估。

3.2.3 压敏电阻

压敏电阻的工作原理与稳压二极管、TVS 类似，属于钳位型防护器件，主要用于抑制瞬态过压，如浪涌攻击。选型时需综合考虑正常工作条件下不动作的可靠性以及异常情况下的保护能力。额定工作电压决定在持续工作时器件能否保持高阻抗；钳位电压则决定在瞬态峰值下被保护元件所承受的残压水平。对于浪涌场景，还要评估最大脉冲电流与能量。需要注意的是，MOV 的寄生电容较大，不适合高频信号线，且对快速瞬态（如 ESD）响应可能不如 TVS，因此常与其他保护元件配合使用。

通过上述要点，可以在不同应用场景下对电阻及其变体进行合理选型，兼顾性能、成本与可靠性。