一、电阻配置的基本方式

1. 串联（Series）

串联是最简单的电阻组合方式，多个电阻首尾相连。

计算公式：
总电阻 R_total = R₁ + R₂ + R₃ + …

应用场景：

• 限流电阻（如LED限流）

• 分压网络的一部分

• 精确匹配特殊阻值（通过多个标准电阻串联组合）

优点：易于实现，总阻值易调节
缺点：增加功耗、体积较大

2. 并联（Parallel）

多个电阻两端接在一起，形成电流分流。

计算公式：
1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + …

应用场景：

• 降低总电阻值

• 分流处理大电流

• 提高热功率承受能力（多个电阻分摊功率）

优点：电流分担、温升降低
缺点：阻值匹配要求较高，不适合高精度分压

3. 分压（Voltage Divider）

两个或多个电阻串联连接，通过中间节点引出电压。

电压分压公式：
V_out = V_in × R₂ / (R₁ + R₂)

应用场景：

• 模拟电路电平转换

• 微控制器ADC输入前的电压预处理

• 电池电压监测

设计技巧：

• 若接后级高阻输入（如运放），误差小；

• 若接低阻负载，应加缓冲放大器以减少误差。

4. 拉高/拉低配置（Pull-up / Pull-down）

在数字电路中，为稳定信号状态而连接的电阻。

用途：

• 拉高：使开路信号默认为高电平；

• 拉低：使开路信号默认为低电平。

常见配置：

• 单片机I/O口输入模式使用10kΩ上拉电阻；

• 开漏输出（Open Drain）需上拉电阻工作。

注意事项：

• 阻值过小会加重电流负担；

• 阻值过大则电平转换速度慢，抗干扰能力差。

二、电阻在不同电路中的应用技巧

1. 运算放大器中的反馈与偏置电阻

运放的输入、反馈和输出回路中，电阻是实现功能的核心。

• 反相/同相放大器：输入电阻与反馈电阻决定增益
  Gain = -Rf / Rin（反相），1 + Rf / Rin（同相）

• 电压跟随器：Rf = 0，Rin = ∞，实现单位增益缓冲

• 差分放大器：四个电阻需要精确匹配，推荐使用误差<1%的精密电阻

技巧：选择温漂小、精度高的薄膜电阻，确保增益稳定

2. 限流电阻在LED和电机驱动中的应用

LED电流控制依赖限流电阻：

• 公式：R = (V_supply - V_LED) / I_LED

• 例：5V供电，红色LED正向压降2V，目标电流10mA，则 R = (5-2)/0.01 = 300Ω

在电机、继电器驱动中，串联限流电阻可保护驱动管不被过流击穿。

技巧：

• 注意电阻功率：P = I² × R；

• 可选用阻燃型、金属氧化膜电阻用于中大功率场景。

3. 温度补偿与热敏电阻配合使用

电阻可用于构建NTC/PTC热敏电阻的分压电路，实现温度采集和补偿功能。

配置形式：

• 热敏电阻 + 固定电阻串联，构成分压；

• 输出接至ADC采集端，实现电阻-温度转换。

技巧：

• 配套使用查表或插值算法提高温度精度；

• 选择阻值适配的电阻以优化ADC采样范围。

4. 精密基准源与分压电阻匹配

在稳压芯片、基准源输出电压设定中，分压电阻精度至关重要。

例如：TL431可调基准电压设置：

V_out = V_ref × (1 + R1 / R2)

若R1、R2误差大，将严重影响输出电压精度。

技巧：

• 选用误差1%或更小的电阻；

• 推荐使用阻值较小（kΩ级）电阻以减少噪声耦合；

5. 可调电阻/电位器在调试电路中的灵活应用

可调电阻（如103、203）可用于：

• 电压调节、参考电平设定

• 增益调整、背光亮度调节

• 维修调试预留接口

技巧：

• 对于长期使用场景，建议后期固定为等效固定电阻，防止旋钮松动；

• 选择多圈电位器可获得更高精度。

三、电阻配置的工程实践建议

1. 功率裕量预留：电阻额定功率≥实际功耗×2

2. 封装选择合理：贴片电阻常用封装0603、0805、1206，视焊接工艺和功率要求而定

3. 匹配电阻慎重搭配：精密应用避免混用碳膜和金属膜

4. 阻值选择遵循E系列标准：E12、E24、E96便于采购和维修

5. 避免交叉耦合干扰：布局中高阻值电阻远离高频或高压节点

四、结语：合理电阻配置，是电路稳定运行的关键

电阻虽小，却在电路设计中起到“四两拨千斤”的作用。通过科学配置、精准选择和灵活组合，工程师可以优化电路性能、降低功耗、提升精度，甚至实现额外功能，如温补、过流保护、信号调理等。

掌握电阻配置的基本套路，是迈入专业电路设计的第一步。