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【仿真模型】01-电阻器

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简介：【立创仿真课程-模型篇】电阻器的使用

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创建时间：2021-06-12 11:01:04更新时间：2021-11-10 17:50:12

电阻器是物质中阻碍电子流动的能力即对电流流动有一定阻抗力的器件，单位是Ω。为了表述更方便，通常将电阻器简称为电阻。

立创EDA仿真模式中提供了常用的电阻模型，包括正常放置的固定电阻、45°斜角放置的电阻以及可调电阻，每一种类分别提供了美标与欧标以及3D实物图的样式供用户使用。

电阻的种类很多，包括线绕电阻、碳膜电阻、金属膜电阻等，读者可自行了解。电阻在电子设计中应用广泛，以下列举一些电阻的常用功能：

电阻分压是最基本的功能，分压电路在电路的降压、ADC电压的采集以及晶体管静态工作点设置等电路中都有涉及。其中我们非常熟悉的555定时器就因为内部存在三个精密的5K电阻分压而得名，目前我们常见的NE555、TLC555、AiP555等都是使用这一结构不同厂商生产的555定时器。

摘自AiP555数据手册

二、电阻分流

当电路中流过某个器件的电流太大时，可以用一个电阻并联，起着分担电流，保护电路，提高电路输出功率的作用。

在以上电路中，R1和R2电阻并联，R1为分流电阻，在电路中起着分流的作用，以保护R2电阻（保护电路）不受损坏，其中I=I1+I2。电阻分流不是越大越好，需考虑电流对原电路的影响。

电阻分压在三极管电路中也有应用。上图中有一个NPN三极管，在集电极与发射极并联一个电阻，可以看成三极管内部电阻与R1电阻并联，R1为分流电阻。在电路中总电流不变报错为I，但是流过三极管的电流减小了，有一部分电流分到了R1电阻的支路上面。起到保护三极管，提高功率的作用。

三、电阻限流

电阻限流电路我们接触的应该是比较多的，常见的是发光二极管的保护电阻就起着限流的作用。举个例子，通过查找台湾亿光的三毫米红色发光二极管的数据手册中有以下表格，通过表格我们可以看到二极管的导通电压Forward Voltage最低为1.7V，也就是说必须要有1.7V的压降灯才会亮；

在以下表格中，我们还可以得到以下信息：二极管最大导通电流Forrward Current为30mA，也就是说我们在点亮二极管时电流不能超过30mA，否则会烧掉二极管。

根据以上信息，我们可以来设计一个发光二极管的电阻限流电路了，由于二极管内部电阻很小，如果直接接5V电源，二极管通过电流过大，容易烧毁。取发光二极管导通电压为2V，工作电流设为10mA，通过欧姆定理计算：R=（VCC-VF）/IF=（5-2）/10mA=300Ω

四、上下拉电阻

上拉电阻和下拉电阻在电路中起着避免悬空状态下的不稳定情况，达到抗干扰的目的。

上拉电阻一般在所需引脚上并联一个电阻接到VCC上面，使该引脚默认状态保持为高电平。当VCC电源为5V时，上拉电阻一般取值为4.7~10K欧姆之间。

下拉电阻则在所需引脚上并联一个电阻接到GND接地，使该引脚默认状态保持为低电平。当VCC电源为5V时，下拉电阻一般取值为100~470欧姆之间。

下图为三人表决器中的上拉电阻，当没有人表决，三个开关都断开时，引脚被拉高；当开关按下，引脚直接接地，对应的输入引脚为低电平。

五、负载电阻

在某些大功率电路中，经常需要对一些多余的功率进行吸收，我们常见的水泥电阻这一类就被称为负载电阻。在使用仿真过程中，我们也可以把喇叭等器件用过一个电阻替代。

六、其它用法

电阻的用法还有很多，读者可以自行搜索或者在使用的过程中分场合进行分析。其中电阻还在阻抗匹配、抗干扰以及电流采样等方面有着很大的用途，电阻也可以与电容结合起来形成RC电路，有着构成积分、滤波、延时以及去耦等功能。

七、注意事项

仿真过程中可变电阻设置不能为0%与100%
电阻值修改双击修改阻值或者点击电阻在右侧属性栏内进行修改
使用一些电阻性传感器进行仿真时，可以用一个电阻替代，修改不同情况下的阻值模拟传感器不同情况下的反应。比如光敏电阻在光照条件下阻值可小至1KΩ以下；在无光照条件下，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ或以上。