
电阻及其应用概览
电阻这一电子元件,我们从小就有所接触,更是初中知识的重要组成部分。借助网络搜索,我们可以更准确地理解其定义:电阻是导体的一种基本特性,其英文名称为resistance,简称R。导体的大小、材料和温度都与电阻息息相关。根据欧姆定律,电压U、电流I和电阻R之间的关系可以表达为I=U/R或R=U/I。电阻的单位是欧姆,用希腊字母“”表示。电阻在日常使用中主要有两种含义,一种是物理学上的电阻这个物理量,另一种指的是电路中的电子元件。电阻元件的阻值大小与温度、材料、长度以及横截面积有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,它反映了电阻值随温度变化的百分比。电阻的主要功能是将电能转化为热能,可以说是一个耗能元件。
在实际的电子应用中,电阻的使用非常广泛。以下是几种常见的使用场景:
1. 上拉电阻:在电路设计,尤其是嵌入式或计算机硬件产品的电路设计中,电阻的使用极为普遍。上拉电阻是其中一种常见的应用。它的一端通常连接上拉电源(与芯片信号的电压值相匹配),另一端则连接芯片引脚的信号。例如,R205就充当了上拉电阻的角色。其主要作用包括为芯片的某些引脚提供初始“高”状态、为漏极开路的芯片引脚提供驱动电流,以及根据芯片的设计要求为相关功能接口提供偏置设定等。
2. 下拉电阻:下拉电阻通常一端接地,另一端连接芯片引脚的信号。它们多用于为芯片的功能接口提供偏置或补偿设定。例如,R305和R307是下拉电阻的例子,它们为芯片的某些引脚提供“低”初始设定。这些具体应用都会在芯片的设计规范中详细阐述。
3. 分压电阻:在某些情况下,芯片的总线接口需要一个高精度的参考电压。这种电压通常是通过两个高精度电阻(如精度为1%的电阻)分压得到的。例如,R201和R202可以将1.8V的电压分压到0.9V,用作DDR总线的参考电压。
4. 终端电阻:在高速信号设计中,源端或终端可能需要添加电阻进行阻抗匹配。源端的电阻往往是串联的,通常为22-47欧姆。终端的阻抗匹配电阻类似于上拉电阻,将一定阻值的电阻拉到终端匹配电压。图中的所有电阻都是DDR总线上地址信号线的终端信号匹配电阻。
5. 电流检测电阻:在电源设计中,电阻的应用十分复杂,部分电阻的选择与电源的补偿设计算法紧密相关。有一类电阻用于检测通过的电流大小,如图中的R2305和R2301。它们通过检测电阻两端的电压差,再除以电阻值,使芯片能够计算通过的电流大小。为确保不影响电源电压的传输,通常选择阻值较小的电阻,例如图中阻值为0.027欧姆的电阻,并两个并联使实际阻值降至0.0135欧姆。由于实际流过的电流较大,需选择额定功率较大的电阻,如该设计中的0.75W。根据公司公式W=IR计算,允许通过的电流约为5.27A,两个电阻一起使用可最大通过约10.54A的电流,这对于12V电源的电路来说应有足够的余量。
