芯耀
与非AI
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在前篇中我们讨论了有源器件和无源器件的区别，而电阻是其中应用最广泛的无源器件之一，比如下图的手机电路板所示，电阻占阻容感这些无源器件的比例大约为10% 。
一、电阻的分类
在硬件开发中,基本上每个类型的器件分类都五花八门，但是在实际应用中，只需要掌握最常用的即可，电阻也是同理。比如从工艺的角度来说，最常见的是薄膜电阻和厚膜电阻，其中薄膜电阻是通过使用比较薄的金属膜，在阻值上具有更好的稳定性和精度，在一些精度要求比较高的场合，一定要选型薄膜工艺，比如一些serdes接口的校准电阻。而厚膜电阻，则是使用陶瓷基板，表面印刷金属氧化物，具有大功率电的能力。
从封装的角度来说，目前消费类的硬件单板开发都是使用的贴片电阻 （即贴装在PCB单板上的），其封装有0805、0603、0402、0201、01005类型的。
从功能的角度来说，可以分为常规的固定阻值电阻、热敏电阻。
二、电阻的作用
电阻作为一个非常常见的无源器件，作用非常，下面详细解释在开发过程中最常见的：
1、限流
在部分电路中，为了防止电流过大，烧毁元器件，通常会在通路上串联一个一定阻值的电阻进行限流，典型的是LED电路，下图是一个典型的LED驱动电路：
假设上图中的电阻参数为：（1）驱动供电电压：VCC=3.3V；（2）LED灯珠的SPEC如下，从SPEC中可以提取到2个关键参数，一个是这颗LED灯的可持续正向导通电流IF为50mA， 另外一个是正向工作电压是VF type max是1.5V左右。
通过上述LED spec 可以知道：（1）LED驱动电路必须要保证LED灯珠的电流不能大于50mA（2）LED导通之后的压降大约是1.5V (注意LED的特性，只要导通电压基本是恒定的)那么限流电阻约束为：R>（3.3V-1.5V）/0.05A即R>36ohm当然，在实际中LED工作不需要50mA这么高的电流，一般配置到1mA即可，所以
R=（3.3V-1.5V）/0.001=1.5K
实际选型1.5K即可。
2、分压
分压电阻是指在总电压不变的情况下，走某一个电路上串联一个分压电阻，这样其中一部分电压降在分压电阻上。
如上图所示是一个很典型的分压电路，应用非常广泛，比如：
（1）Board ID电路在硬件开发过程中，同一个PCBA单板通常会区分多个软件版本，需要通过硬件版本识别电路提供ID信息让软件进行区分，从而适配不同的软件版本，这时就需要分压电路提供高、低电平的组合作为Board ID (即板级ID )给到SOC的GPIO或者ADC进行识别。注意:i )一般GPIO配置为输入可以识别高电平和低电平，如果版本ID需求比较多的话，需要有多组分压电路；ii）ADC作为模数转换，1组分压电路，通过不同电阻的组合就可以提供不同版本ID信息，在设计时需要注意ADC的分辨率和精度；
（2）Vref电路在很多模块电路中，都需要Vref（基准电压）作为参考，比如在LDO电路中，LDO输出电路的变化需要反馈到LDO内部的误差放大器上和Vref进行比较。显然不能直接将Vout作为反馈输入到误差放大器上，这里的做法是在设计一个分压形式的vref反馈电路，作为输入给到误差放大器。
重点需要注意的是，为了提升LDO输出的精度，Vref反馈分压电阻的精度需要是1%的。
3、上下拉
电阻作为上下拉的作用有几种常用应用场景 ，典型的比如：（1）OD形式的总线上拉电阻比如I2C总线，是一种串行总线，通常连接一些低速设备。I2C接口是一种OD类型的管脚，如下图所示，该类型的管脚驱动低电平，驱动MOS导通即可，但是在驱动高电平时，是通过外部上拉电阻实现，此时MOS状态是关断状态。需要注意I2C的上拉电阻的阻值选择上需要满足I2C协议管脚VOL、IOL和边沿时间的约束。
（2）稳定信号状态稳定信号状态的功能主要针对一些控制信号，比如一些芯片的使能管脚，为了避免外部电源、高速等干扰信号干扰，产生毛刺、非单调等现象导致误触发，通过都会在使能管脚增加一个10K/100K/1Mohm（具体电路具体分析）的电阻稳定信号状态。
4、调试预留
通常硬件单板的开发在前期调试阶段，关键信号/关键模块都会预留调试0ohm电阻的位置，其用途主要有 ：（1）测量位置预留一些管脚信号需要预留测量点，方便通过飞线的形式对接仪器仪表测量信号质量。（2）兼容位置预留一些关键模块可能需要兼容不同的配置、器件，通过共焊盘的电阻方便选择信号通路。
5、阻抗匹配
在时钟、高速接口等一些电路上，因为输出阻抗和PCB路径的阻抗不匹配，为了优化信号反射，会在输出通路上串接一定阻值的电阻，以实现阻抗匹配，优化SI。
比如下图为某个CLK BUFFER ,其输出阻抗是Z0，为了实现和输出路径的50ohm阻抗匹配，需要在靠近输出端增加匹配电阻RS，其中Z0+RS=50ohm。
6、温度检测
温度检测使用的是NTC/PTC两种电阻:（1）NTC :具有负温度系数的电阻，其电阻值随着温度升高而减小 ；（2）PTC :具有正温度系数的电阻，其电阻值随着温度升高而升高 ；由于这两种电阻的阻值和温度之间具有一定的对应关系，因为可以结合前面的分压电路，通过检测分压电压，实现对温度的测量。
硬件工程师入门【器件篇】——有源器件和无源器件
