电阻科普

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电阻不再是电阻——高频时确实如此

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; L. _. q- w# O9 Z; M2 D# |7 N2 g8 s许多设计师没有意识到实际元件中的寄生因素会影响它们的值。当频率达到几百兆赫兹时，诸如电阻、电感和电容等基本元件都会呈现出非理想的特性。这种变化在设计滤波器或试图优化供电网络、旁路网络或偏置电路时将变得非常关键。
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我们将在后续文章中讨论电容和电感。现在让我们讨论最常见的电阻。下面是电阻的理想阻抗曲线，正如你期望的那样，是一条直线。! a* e3 y7 D! U; h
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图2：典型电阻在高频时的简化模型，其中包含了并联电容和串联电感。5 C5 t6 S+ Z5 O! M, g- B
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(引线长度为1/4英寸的)碳质电阻的典型串联电感为14nH，并联电容为1-2pF。4 q1 z: y$ q* ^1 t# c* _) g& I

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& J! w: n$ w0 u4 @7 L! @1 L2 d如果绘出这种简化模型的频率曲线，你应该会看到下面这个理想的阻抗图。
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图中还有一个容性电抗等于感性电抗的点。在这个短暂的瞬间，阻抗再一次变为纯阻性(虽然阻值要小得多)。串联谐振就发生在这个转折点。
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$ K9 g! M6 j) o; L图4：带短引线的1kΩ碳质电阻的阻抗测量图。
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由于图中只给出了从1MHz到450MHz的频率变化，因此看不到由于串联电感而引起的阻抗增加那段曲线。然而在100MHz时，你可以看到1kΩ电阻的阻抗已经下降到约730Ω。在300MHz时，阻抗只有300Ω了。2 l# V+ F$ ]! W% m


即使在使用串联电感为1-2nH、并联电容为0.2-0.4pF的典型表贴元件时，高达数百兆赫兹的频率也会影响阻抗测量值。
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6 j" Z6 V# B8 j/ q. J通过理解实际元件的寄生因素对阻抗的影响，你将明白为何要保持引线长度和电路走线尽可能短、为何在高频设计中表贴元件性能更加优异。
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/ l" l/ m5 A$ I  h你遇到过随着频率的增加串联电感或并行电容改变的情况吗？这种情况将如何影响你的设计性能呢？