熱議電路設計中的電阻與電壓問題

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前兩日，遠方的朋友問我一個問題，在某IC卡電路的輸入端串接了0603的100歐電阻，端口打靜電多次后，阻值就變大成了幾千歐。我問下是否是膜式電阻，回答確認說是。下面就是出現此問題的原因了。

常用電阻分兩種，線繞電阻和膜式電阻。往簡單里理解，膜式電阻的工藝是在骨架上做噴涂導電涂層，涂層材料當然是有一定電阻率的；線繞電阻的工藝是在骨架上纏繞環形螺旋狀電阻絲的。 通過這兩種結構，其實就很容易的可以分析出，在靜電電壓的作用下，電阻可能發生的問題了。對膜式電阻，用形象的理解，導電涂層就如人頭上的頭發，高壓過來，就如拿個鑷子，刺溜薅一綹，就少一塊頭發，露出一塊頭皮。頭發就是那導電的涂層，導電的東西少了，自然阻抗就會變大了。多刺溜刺溜的薅幾下，弄成個截斷的禿瓢地帶，那就*斷路了。 如果是線繞電阻，就是看成繞制的線圈，既然是繞制，就會有電感，突變的電脈沖，上升沿很陡，電感的作用導致傳導不過去，就會加之于繞組的線間，線間的間距又比較小，容易擊穿，一旦擊穿，線間短路，阻值會變小。 以上兩種情況，描述的都是大電壓，小電流的情況才會發生的事情。這種狀態的特征，靜電都具備，是其非常經典的失效機理。 那一個具體的電阻，如何判定其抗ESD的電壓大小？

我如上解釋了之后，朋友又提出一個問題，問“那一個具體的電阻，如何判定其抗ESD的電壓大小？”而且找出了幾個指標，問這幾個指標與ESD 有沒關系。 Maximum Working Voltage 50V Maximum Overload Voltage 100V

這兩個數值與ESD耐壓是沒關系的。工作耐壓的電壓是持續性的，而且能量較大，會有較大的持續電流，電子器件的燒毀主要是因為電流流過導致的發熱Q=I2 R，而ESD是尖峰式脈沖，時間短，電壓高，能量小。這里的50V、100V都是針對工作耐壓的。而工作耐壓的損傷都是熱損傷，熱損傷的結果就可以想象了，膜式電阻的熱損傷一般是直接燒斷了。線繞電阻的熱損傷是電阻先變小，原因是繞線間的絕緣層燒化導致線間短路，但這個過程很短，很快就也會把導電絲燒斷了。

一般電阻的工作耐壓，直插電阻在120-150V左右（僅是參考值，對不同的工藝的會有差別），比如同一個阻值的電阻，封裝小的和封裝大的也會有差別，貼片電阻工作耐壓會更小一點。

而對于電阻的抗ESD損傷的電壓值，一般電阻的datasheet都是不給出來的，因為一點半點的靜電是沒問題的，但萬一真打得多了，打壞也是*可能的。如果真有這方面問題，的辦法是加保護通路，在電阻之前，對地加靜電防護的TVS管。既然咱小電阻惹不起，只好躲得起吧…

博主解答網友提問

bigbigeasy    

直接用靜電儀打一下，測一下峰值電流，選一個滿足峰值功率降額的電阻就好了。這個很復雜嗎？  這么考慮這個問題是不對的。電阻的電壓要考慮兩個。一個是您剛提到的從功率角度考慮，這是其工作電壓；他的損傷機理是熱損傷，電流導致的；第二個是從工藝角度考慮，電壓高了后會破壞其結構，是電壓導致的，電流很小。 jxhsl     武老師，個人認為加TVS固然是好，不過增加成本，或許可以考慮加大電阻值， 或者是加濾波電容，加磁珠，這樣的低成本的方式來避免。 小蕾L 電路中zui基礎并且用的zui多的元件要數電阻，電阻在電路中主要是產生壓降，關于電路中電阻與電壓問題在電路設計中很重要。 Miaomiao   電阻器都有額定功率值的，電阻上的zui大電壓應該根據電阻的額定功率來估算，相同封裝的電阻，不同的電阻值能承受的電壓不同。 游客 一般來說，電阻器都有額定功率值的，電阻上的zui大電壓應該根據電阻的額定功率來估算，相同封裝的電阻，不同的電阻值能承受的電壓不同，所以用zui大工作電壓來描述電阻的參數是不合適的。0603電阻的額定功率很小，小阻值的電阻放在端口打靜電很容易打化壞，應該在端口放置防靜電管。 WLQ 分析的有道理，有用。再比如二極管過流、反向過壓損壞后的狀態是短路？還是斷路？危害會是什么？環境溫度的變化對電子元器件會帶來什么后果？如果研究到位，可以估計后果，提前采取保護。像玉兔的環境惡劣，提前理論分析、就可以采取對策保護，克服難關……極需要這樣的細致分析。 趙澤西     高壓過來，就如拿個鑷子，刺溜薅一綹，就少一塊頭發，露出一塊頭皮。導致這個的原因是什么？ 電阻是串聯在通路上的，除非有放電，否則電阻上的電壓差就是0V； 另：電阻的zui高工作電壓和過載電壓并不是熱損傷的限制，熱損傷的限制是有功率來限制的。