ADI专家解答
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更新于2009-02-03 15:22:53

问题:最近讨论了电阻的热噪声问题,它们似乎不过是一种简单的元件罢了,只有两个接头,而且特性单一:阻挡电流而已 。难道它们本身还有着更多的,为精心的人们而设的陷阱吗?

回答:我最近出席了一位富有魅力而白发苍苍的老妇人的80岁生日庆祝会。在交谈中,我惊奇地发现,她十多岁时参加了法国抵抗组织,并曾经将多列纳粹运输弹药的列车炸上了天。
        你也会被另外一种抵抗所欺骗。电阻阻值及其公差是最直观的特性参数。功耗参数也需要考虑,有时还会要求击穿电压。
        但是,我们还应当考虑许多其他的特性。两个或者更多的电阻之间的匹配对于高精度的模拟电路来说是极其重要的。单个电阻的精度并不足以解决问题;在某个温度下匹配的两只电阻,若要在另外的温度下也匹配,则它们的温度系数(TC)也必须匹配。如果它们的温度不同,无论是自热或是其他原因造成的,匹配的温度系数也无济于事(虽然极低的TC会有所裨益)。匹配性有着重要影响的电阻都必须置于单一的衬底上:对于分立的电阻网络来说,可以采用陶瓷或者玻璃型的,而集成在IC上的精密薄膜电阻则应该采用基于硅材料的。这可以确保阻值、TC和温度的匹配。
        电阻往往由电阻性材料和铜线构成。两个不相似的导体接触时会构成一个热电偶,由于塞贝克效应(Seebeck effect),该结构会产生一个电压。对于铜/镍铬铁台金接触来说,其TC系数约为40μV/℃,对于碳电阻来说,可以超过400μV/℃。因此,如果电阻两端存在温度差的话,则必然产生一个电压,而这会给电路带来直流误差。如果这一点很重要的话,我们就必须尽可能减小温度差,而且或许需要采用(昂贵的!)热电动势低的电阻。
        电阻器除了表现为电阻特性外,还具有电容和电感特性。线绕式或螺旋形薄膜结构的精密电阻具有相当大的电感(μH级)。即使采用可以最大限度减小电感的技术,相应结构的电感值也无法降的极低。在高频下,必须考虑电抗的重要影响。
        许多高阻值(≥50MΩ)电阻随着所施加电压的不同,其阻值也会改变,这将会造成信号失真。阻值较低且品质低劣的电阻也存在这一问题。这样的电阻不但有热噪声,还有可能存在与电流相关的噪声。
        如同我的朋友一般,电阻可比乍一看来要深奥得多;如果能够充分理解它们,您的电路将因此而受益。

        详情浏览:http://www.analog.com/zh/content/rarely-asked-questions/RAQ_resistors/fca.html

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