詳細探討一下不同類型電阻和電容之間的區(qū)別

學習電子知識就像是剝洋蔥，無論你學習了多少，總會有更深層次的知識有待發(fā)現(xiàn)和探索。這不僅是因為新技術不斷被發(fā)明，還因為很多組件變得越來越成熟，以至于我們會把它們當成是理所當然。從這個角度看電阻和電容就是完美的例子，在我大學期間的前幾年，電阻和電容對我來說只是電路原理圖上一些示意符號。直到我來到實驗室，才看到它們是由金屬、塑料、硅等材料制成的器件。然而在當時缺乏經驗的我看來，電阻就是電阻，電容最多是極化或非極化的，但是如果我們把洋蔥剝開，里面的東西要比我們看到的要多得多。

當你從頭開始設計第一個項目時，在你設計好電路圖之后就要準備材料清單（BOM）了。自然而然的你會訪問mouser.com，在搜索框中輸入器件名稱或編號進行搜索。雖然你知道選擇適當?shù)碾娮柚祷蝾~定功率值，但是你可能不太清楚不同類型電阻和電容之間的區(qū)別，下面我們就詳細探討一下…..

縮小電阻范圍

可選擇的數(shù)量足以讓你的腦袋爆炸（圖1）！各種各樣電阻和電容類型都有其存在的原因。不同的工藝技術會有不同的性能特點，許多也只應用在非常高端專業(yè)的場合，某些大功率的電阻單位成本從幾便士到超過100美元。那么大部分廠商在為項目選擇電阻和電容時應該考慮什么呢？

圖1：太多類型的電阻了！從哪里開始呢？

根據你要采用的焊接技術，第一件你必須決定的事就是選擇通孔還是表面焊接（SMD）組件，通孔組件更容易手工焊接，但是代價是占用電路板（PCB）太多的空間。

碳電阻

碳電阻可能是最常見的電阻了，也是我們最初采用的電阻。在很多初學者開發(fā)工具包中都能夠見到，這類電阻往往都很便宜，但是會有電磁“噪聲”，尤其是它們發(fā)熱的時候。對于那些對誤差要求不嚴格的場景，比如限制LED燈的電流，碳電阻是非常好的選擇。

金屬膜電阻

如果你不考慮成本，你可以選擇采用金屬膜電阻，隨著溫度的增加它具備更少的噪聲以及更好的穩(wěn)定性，這也使得其更適合高頻應用，比如射頻電路。此外它可以做成很大阻值的電阻（以百萬歐姆來計算）。

繞線電阻

這類電阻的單位成本也相對較高，電阻值通常只有幾千歐姆，然而它們往往能夠處理很大的電流，而且非常的精確，這使得它們在傳感應用中很常見。

薄膜電阻

這類電阻在低成本的碳電阻和高性能金屬膜電阻（更小的誤差，更高的精確度）以及繞線電阻（更強大的功率處理能力）之間提供了一個很好的折中方案，我認為它是大多數(shù)應用選擇的默認類型，除非我確定絕對需要另外一種類型或者采用價格更便宜的電阻類型來滿足我的需求。

厚膜電阻

這類電阻性能略低于薄膜電阻，但是價格往往也比較便宜。

縮小電容范圍

與電阻一樣，電容的制造方式也是多種多樣，在性能特點和成本上也各有不同。在很大程度上電容之間的差異取決于其組成結構中使用的技術和材料，主要是分隔電容器兩側間的介質。

鋁電解電容

這類電容通常是以藍色和銀色的垂直圓柱體（但也不總是）的形式焊接在很多電路板上。它們的價格非常的便宜，單位體積的電容值非常的高，并且能夠處理非常高的電壓。另一方面它們是由極性的，具有較高的開漏電流，并且隨著頻率的增加等效串聯(lián)電阻（ESR）值也不斷增加。此外鋁電解電容的等效電阻（ESR）隨著時間的推移會變差，當鋁電解電容失效時就會導致開路問題。它們通常用于電路的電壓調節(jié)部分。

鉭電容

這類電容也是有極性的，價格往往比鋁電解電容貴一點。對于增加的價格，鉭電容具有更低的開漏電流和更高電容穩(wěn)定性。相對于鋁電解電容，它們一般不能夠承受較高的電壓，但是承受反向電壓時表現(xiàn)的更好。它們最大的優(yōu)點是體積電容比，通常用在電路板價格比較昂貴的場合，當電容失效時則會導致短路問題。

陶瓷電容

它是最廣泛采用的一種電容，陶瓷電容通常是那種橙色小圓盤形狀（當然也有其他形狀和顏色），在很多電路板上都可以見到。通常它們用于電路板上電源和接地管腳間的連接，這有助于減少電壓下降造成的相關問題，電壓下降可能導致芯片復位。它們也被用于高速信號耦合和解耦應用，陶瓷電容值的大小一般在幾皮法(pF)到幾微法(μF)，它們的額定電壓也比較低，當它們失效時會造成短路問題。

薄膜電容

薄膜電容種類則比較多樣，它們采用各種介質材料和工藝技術。在價格上通常要比其他類型的電容要貴一些，但是它們的寄生損耗要小一些，在高電流場景中應用比較廣泛。此外它們的精密公差參數(shù)使得它們在計時應用中很受歡迎，比如電機速度控制器。當它們失效時，會導致電路開路，然而它們的預期壽命會長達幾十年。

總結

希望你能夠看到并了解更多類型的電容！本文介紹的內容并不是很詳盡，只是收集了多年來我的一些比較重要的經驗法則。當然還有很多細微的差別，所以如果這篇文章勾起了你的好奇心，不妨做更多的深入的了解。此外大量采購可以幫助降低單位成本，因此如果你批量生產產品你可以批量采購更高性能的器件，這樣會更加經濟可靠。

最后一點建議：制造原型時我更喜歡采用通孔類型的器件，這樣會簡單很多。如果我打算自制一塊帶有貼片焊接元件的電路板時，我會盡量采用0603、0805、1210和2010這樣的封裝，可以是薄膜/厚膜類型的元件。