电阻、电容和电感的选型及作用

1 电阻

1.1 电阻的作用

  限流、分压、负载、阻抗匹配、采样和做为上拉电阻等

1.2 电阻的基本特性

  耗能元件，交直流中作用一样，随频率增大，电阻先呈容性，再呈感性。

1.3 电阻选型需要考虑的参数

  阻值大小，电阻精度，电阻额定功率和封装，温度系数，额定电压（最高工作电压，最高负荷电压），高频寄生参数，固有噪声（热噪声，过剩噪声）。

1.4 电阻分类

  按阻值特性：

• 固定电阻：阻值固定的电阻；
• 可调电阻：通过线圈长度改变阻值；
• 特种电阻：
  （1）压敏电阻：当电压超过压敏电阻值时，其阻值迅速减小，电流增大，可以抑制瞬时过电压（用途：防止瞬时过电压，放雷击）；
  （2）光敏电阻：光照越强，阻值越小；无光时几千欧，有光时几十欧；（用途：光控设备，光控开关）；
  （3）保险电阻：在额定电流内，起固定电阻作用，当通过的电流超过额定电流时，电阻丝迅速升温，达到一定温度时电阻丝迅速熔断。保护电路。（用途：用在需要限流输出的电源电路中，保护电源或负载不因过流而损坏）；
  （4）热敏电阻：
    正温度系数热敏电阻（PTC电阻）：温度升高，阻值变大（用途：电机启动电路，过流保护电路）；
    负温度系数热敏电阻（NTC电阻）：温度升高或电流增大，阻值迅速下降（用途：温度补偿，温度控制电路）；

  按制造材料分：金属膜电阻，碳膜电阻，线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻，贴片电阻等；

2 电容

2.1 电容的作用

• 滤波：电源滤波电路中一般是一个大电容并联一个小电容；
• 旁路：信号引脚与地引脚之间；产生交流分路；一般使用铝电解电容或钽电容，耐压值在10~100V之间；使用时尽量靠近电源和地引脚；
• 去耦；
• 储能；
• 级间耦合；

2.2 电容的基本特性

  电流可突变（浪涌），电压不可突变；储能元件，不耗能；通高频阻低频。

2.3 电容选型时需要考虑的参数

  标称电容值和精度；耐压值（加在电容两端的电压大小，一般不低于电路中交流有效值的1.42倍，并保留15%的裕量）；等效串联电阻（ESR）,等效串联电感（ESL）,这两个参数越小越好；温度系数/温度范围；损耗

  影响电容寿命的因素：过高压，过高温，快速充放电；

2.4 电容的分类

  按结构分：固定电容，可变电容，微调电容；
  按介质材料分：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容；
  按极性分：有极性电容和无极性电容；
  按材料分：CBB电容，涤纶电容，瓷片电容，云母电容，独石电容，铝电解电容，钽电容等；

• 瓷片电容：无极性，稳定，绝缘性好，耐压高，频率高，价格低；易碎，容量小；
• 独石电容（多层陶瓷电容器）：无极性，温度特性和频率特性好，容量大，体积小，可靠性高，电容量稳定，耐高温，绝缘性好；缺点：有感；
• 云母电容：无极性，介质损耗小，绝缘电阻大，温度系数小，适用于高频电路；缺点：体积大，容量小，造价高；
• 铝电解电容：极性，容量大，高频特性不好；
• 钽电解电容：极性，稳定性好，容量大，高频特性好；缺点：造价高；

3 电感

3.1 电感的作用

  通直流阻交流（滤波、振荡，延迟，陷波）；

3.2 电感的基本特性

• 电感上的电流是渐变的，即电流不能突变，电压可突变（电弧）；
• 电感的自感会阻碍电流变化；
• 自感方向与电流方向相反；
• 是储能元件，本身不耗能；

3.3 电感的选型

  感值；直流电阻；自谐振频率；额定电流；所以选择电感时主要考虑的参数：$∆L$ (感值误差)，$f_o$(自谐振频率)，$DCR$(直流等效电阻)，$I_{s}at$(电感饱和电流)，$I_{r}ms$(电感温升电流)。电感量，允许偏差，品质因数，分布电容，额定电流，饱和电流，损耗电阻，

3.4 电感的分类

• 用途：功率电感，高频电感；
• 电感磁芯：铁氧体，金属（磁性材料）；
• 电感的屏蔽方式：无屏蔽，磁性粉树脂屏蔽，普通屏蔽，软磁性金属粉屏蔽；
• 电感工艺：绕线工艺，积层工艺，薄膜工艺；