电阻像电感和电容一样，都是无源电子元件，理论上很简单。但考虑到现实世界中的电阻，它们就变得很复杂了。任何制造或购买的电阻在某些方面都不是理想化的，因此不适合用于某些用途；现有的各种产品相互弥补各自的缺陷，从而可以找到足够好的产品。
本文的目的是通过解释电阻结构的差异，这些差异如何影响非理想电阻行为，以及这些差异如何在产品文献和参数搜索工具中表达出来，从而帮助大家选择合适的的电阻。本文可能不是很简洁，但这会是一个比较全面的总结；相关标准：IEC60115、MIL-STD-202和JIS C 5201，更多参考资料会放到附录里面。
固定阻值系列电阻
该资源集中于固定阻值电阻；电阻值名义上是稳定不变的，而不是通过某种方式可变或用户可调的。这些产品的分类大体上是根据外部形式的模式进行的。
底座安装电阻设计，是为了安装在散热器、外壳壁或一些类似结构上，通常使用机械紧固件，这些紧固件与任何用于提供产品电气连接的紧固件分开。在需要消耗大量功率的应用中，它们很常见，并且散热效果通常取决于安装它们的进行热管理的表面。
图1：各种封装形式的底座安装电阻（不按比例）
表面贴装电阻设计，是为了在终端应用中使用焊料或粘合剂，与印刷电路板表面进行机械和电气连接。它们非常适合与自动组装方法一起使用，并且易于小型化，因此在写本文时是最流行的电阻形式。它们通常由陶瓷基板的电阻元件组成，在陶瓷基板的两端安装有金属端子，这些金属端子提供电接触和机械安装功能。
图2：各种封装形式的表面安装电阻（不按比例）
通孔电阻
通孔电阻通过导线引线进行机械和电气安装，导线引线插入穿过印刷电路板的孔中并焊接到位。虽然这会产生一个坚固的接头，但装配过程的自动化成本相对较高且繁琐。通孔元件的放置也会消耗电路板两侧和整个厚度上的电路板不动产，阻碍了小型化的努力。由于这些原因，在当前的商业生产中，表面安装电阻通常是首选产品，尽管通孔类型仍然用于特殊用途，或者当设计被迫使用许多其他通孔组件时，使得全通孔组装工艺比混合表面安装和通孔技术更经济。通孔电阻通常在学术和业余环境中受到青睐，因为它们适合与无焊面包板一起使用，并且相对容易在不借助工具的情况下抓取和操作。
图3：各种封装形式的通孔电阻（不按比例）
电阻参数
当然，电阻的主要描述属性是其电阻值；根据欧姆定律，施加在其上的电压与通过它的电流量之比。列出的电阻值为标称值；由于制造过程中的变化和产品温度的变化，实际值可能会有所不同。这些变化分别用公差和温度系数值来描述。其他因素也可能影响产品观察到的电阻值，例如大气湿度、外加电压和外加应力历史。这些因素产生的效果不太清晰一致简单地测量出来，并且在参数选择工具中也很难找到。
应该注意的是，所谓的“0欧姆”电阻（也称为“跳线”）实际上并没有表现出零电阻，而是一个非常小的电阻值，通常以某个极限值（通常为10毫欧姆或更小）为特征，但很少会明确地列出来。电阻也可在该低阻值范围内提供规定值；在这种情况下，电阻值由制造商控制，以产生可预测的结果（并带有反映这一点的价格标签），而标记为0欧姆的产品被认为是可接受的，只要其实际电阻值小于指示的最大值。
图4：上面摘自Vishay的 D/CRCW系列数据手册，一种方式显示 “0欧姆”电阻产品（也称为“跳线”）
公差
电阻的公差：由于制造工艺，电阻的公差表示产品的实际测量电阻可能与其标称电阻不同的程度，但仍在指标范围内。它适用于在制造商规定的试验条件下进行的测量，尤其是温度。但不包括非标准测量条件下其他因素的影响。例如，在标准条件下，公差为±5%的100欧姆电阻，实际电阻可能在95到105之间。在非标准测量条件下，观测值可能会进一步超出该范围。
功率
电阻的功率损耗额定值描述了在规定的试验条件下，相关产品在不超过其最高工作温度的情况下，将电能转变为热形式（热）的最大稳态速率。 测试条件 ，只有特别的前置处理才能合格，因为把测试条件考虑在内非常重要；它们在不同的产品类型之间并不特别一致，也不一定代表可能的应用条件。例如，“当电阻周围的空气保持在70°C或更低温度时”是比“当电阻的安装表面保持在25°C时”更可能达到的标准。为什么？由于电阻在工作时会使其周围环境升温，因此，与假设产品保持在室温下相比，假设温/热环境下引用的数字更可能接近实际应用条件。随着产品额定功率的增加，这种区别变得越来越重要。
图5：摘自Riedon的 PF2270系列数据手册。注意，不同的热管理方案，额定功率相差40倍。
实际上，电阻的额定功率并不能描述零件的具体物理特性，也不能表示普遍适用的安全工作极限。相反，它是一个汇总图，包含了各种产品特性及其在一组特定应用条件下的交互作用。它还传达了一个总体尺度的感觉，可作为评估不同应用条件下使用的适用性的参考点；大多数产品规范规定，在某些特定温度以上，将列出的功率值降低，通常在产品工作温度范围的上限，把功率值设为零。
就一般指南而言，注意引用功耗额定值的条件的重要性不容低估。这就是说，在电子应用中常见的零点几瓦的电阻中，在额定功率20%的情况下运行通常不是一个问题。在某些情况下，它实际上可能非常低，无法产生足够的热量来赶走吸收的大气水分。在额定功率的50%或以上运行时应引起注意，未经仔细考虑，不建议在满额定功率下使用，因为此时可靠性和参数稳定性可能会成为关注的问题。
还请注意，由于欧姆定律，电阻的功率和额定电压密切相关。在许多情况下，这些属性的列出的值，从不同的角度传达相似的概念；作为某种对于表达产品数据理解的一种手段，这可能非常有用。
图6：摘自TE的 THS系列底座安装电阻数据手册。在这一系列产品中，开始降额的规定温度范围约为65°C至155°C。
额定电压
对给定电阻可能施加的最大允许稳态电压的限制通常被称为额定连续工作电压（RCWV）或最大工作电压，并被描述为以下较小值：
A） 根据欧姆定律，导致电阻消耗其额定功率的电压。
B） 有些规定了最大值，通常称为“限制元件电压”
在第一种情况下，热现象是限制因素，这意味着适用于功耗额定值的相同条件和要求也适用于电压额定值。这基本上是一个与温度有关的限制，如果应用环境不同于给定功耗数字时的应用条件，则必须相应调整该限制标准下的允许电压。相对高值和/或高度小型化的电阻通常会受到第二个标准的限制，这是因为材料在一段时间内承受强电场的能力有限。
在稍微不同的语境中，通常会给出额外的限制来描述产品限制。供应商之间使用的术语并不完全一致，因此需要注意辨别在任何给定情况下确切传达的内容。“介质耐受电压”（Dielectric withstanding voltage）是一个术语，通常用于表示电阻任何端子与其（电绝缘）外部或电阻安装表面之间可施加的最大电压。它传递的是一个阈值，超过这个阈值，一个容器可能会破裂，并将电力泄漏到所有不应该发生的地方，这是一件不可掉以轻心的事情。
此外，“短期过载”（STOL）额定值通常用于描述持续数秒的短暂事件中的产品能力，其中热因素是限制因素。本质上，该图描述了产品自身的热质量能够从电阻元件吸收热量的最大速率，以及在元件温度超过允许的最大值之前，它能够吸收的总能量。通常以最大工作电压/RCWV的倍数的形式引用，绝缘击穿导出的极限通常也位于该值上。该极限通常被称为“最大过载电压”，通常与规定的介质击穿电压相等或相当。
图7：从Stackpole的RMCF/RMCP系列数据手册中摘录的产品文献中传达最大电压和额定功率的一个示例。请注意，文本中的标准（A）显示为脚注。
第三组电压/功率额定值适用于持续时间极短的事件（很短的时间），也经常给出，尤其是在被描述为脉冲耐受的产品的情况下。它通常是通过一个图表来传达的，该图表显示了电阻中的最大允许峰值功耗与事件持续时间的函数关系。此类事件持续时间短，限制了热量从电阻元件中转移出去的机会，因此这些额定值实际上是元件自身吸收热能质量的表征。它与受静电放电影响的缓冲器或用户接口电路等应用具有显著的相关性，在这些应用中，平均耗散水平可能较低，但峰值可能超过额定连续最大值数千倍。
最终，可以安全地施加到任何给定电阻上的最大电压会随着环境的变化而显著变化，这是因为需要避免电阻元件过热，并避免产品表面内或表面上的电压诱导击穿。满足这两个标准的条件是允许的，但如果经常接近这些极限，长期可靠性和参数稳定性往往会受到影响。
图8：摘自Ohmite的OD/OF系列数据手册，显示了单脉冲功率耗散能力与脉冲宽度的关系。这些标称连续额定功率为¼瓦和½瓦的碳化物（carbon composition）电阻可以承受超过30kW的短暂瞬变。
图9：摘自Vishay的SMM0204系列数据手册。该金属膜/薄膜产品系列的额定连续功率为0.4W，单脉冲公差限制在100W左右。相对于图8所示产品的300倍差异说明了电阻组成的影响。
包装/ 箱
电阻的封装/外壳属性使用标准化或行业标准名称指示其物理形状系数和尺寸；供应商产品包属性以产品制造商使用的术语传达类似信息，这些信息可能是专有的，因此可能会掩盖与其他制造商零件的相似性，而这些零件可能是可行的替代品。
由于这些产品的流行，表面贴装片式电阻的名称值得简要讨论。通常情况下，这些是4位的指示符，前两位表示大致的产品长度，后两位表示宽度。当参考英寸测量值时，每个数字对的左边都有一个隐含的小数点；当使用毫米测量时，隐含的十进制数介于两者之间。不幸的是，有重叠。例如，“0805”封装可能意味着一个测量值为0.08 x 0.05英寸（2.0 x 1.2mm）的电阻，也可能意味着一个测量值为0.8 x 0.5mm的电阻。两者之间的占地面积相差超过6倍，而且两者都存在……在无法测量单位时，使用功耗额定值来推断是比较可靠的。
常见电阻组成型式
块体型（Bulk Element ）
以块体形式制造的电阻在两个电极之间包含一种固体的、连续的电阻材料。它们或多或少是在教授电阻率作为材料属性的概念时绘制的图表的直接实现。电流分布在电阻元件的整个体积中，如果不是大部分的话，电阻元件也占了很大一部分。在相对较大的电阻质量内，这种低应力集中的组合使块体电阻具有典型的电气稳健性；没有明显可识别的弱点导致他们首先失效，而且元件的质量能够在其温度达到材料损坏之前吸收相当多的热能。它们通常在受到短暂浪涌或脉冲负载条件影响的应用中表现出色。在常见的电阻组成中，碳化物、陶瓷和金属类型通常以这种方式生产。
图10：碳化物电阻接地开路，显示外壳内的电阻元件（黑色）。
图11：陶瓷电阻，使用锉刀部分移除外部陶瓷绝缘层。
除了电气稳健性外，块体电阻还因其特有的低寄生电感而非常适合脉冲操作。流经主块体电阻的电流流入一个端子，直接穿过电阻元件，然后从另一个端子流出，就一个方向，使得产品基本几何结构允许的最小电流回路面积很小。它们产生的电感不会比相同尺寸和形状的普通导线多很多，这在遇到脉冲加载条件的各种应用中通常是非常理想的。
块体电阻的一个常见缺点是难以获得精确、稳定的值。这种困难的范围因电阻的组成而异；用于电流传感的低电阻、块体金属类型往往非常好，但对于电阻更高的块体电阻，实现不超过5%的公差在目前产品中非常常见，20%在历史上很常见。对于某些产品类型，由于温度、湿度和其他应用因素，在初始公差差异的基础上，特定示例可能会显示10%到30%的电阻变化。
厚膜/ 薄膜型（Film Element ）
厚膜/薄膜电阻的特征在于，通过在耐热基板的表面上涂覆一层薄膜状的电阻材料而形成的电阻元件。然后，可以使用研磨或（最近）激光工具修整或形成该膜，以在涂覆保护涂层之前，在相对较小的公差范围内产生所需的电阻值。
厚膜/薄膜电阻的结构通常遵循两种模式中的一种，这里描述为圆柱形和平面形式。在以通孔安装形式生产产品时，最常用的是圆柱形，其基础是将电阻膜材料应用于圆柱形磁芯。通过对薄膜进行螺旋切割，其有效形式可以从一个薄的圆筒状材料转变为更像是一根非常薄的扁平金属丝，绕着芯线缠绕了无数次；一条狭长的水流路径，而不是一条短而宽的水流路径。通过调整螺旋切割的参数，可以从一个共同的起点产生各种各样的阻力值。这在生产物流方面是一个显著的优势，也使得交付的产品的电阻公差比通常从块体电阻获得的电阻公差要严格得多。
图12：涂保护涂层前圆柱形薄膜元件电阻的图示。
平面形式的厚膜/薄膜电阻与之类似，只是使用了一个扁平的矩形基板，而电阻膜通常只应用在一个面上。这种格式通常与表面安装的封装方式结合使用，为获得所需电阻值而进行的任何修剪或蚀刻通常会产生二维形式，而不是螺旋电流路径。由于这个原因，表面安装厚膜/薄膜电阻的寄生电感往往低于类似的通孔电阻。
厚膜/薄膜电阻的一个缺点是，它们的电气稳定性往往不如其块体电阻。电阻元件本身的质量相对较小，它集中在电阻所建基板的表面，而不是分布在整个基板上，这降低了基板所能提供的散热效果；快速、强烈的瞬态过载可能会在基板显著升温之前将电阻元件加热到损坏的程度。微调过程会进一步削弱对瞬态过载条件的恢复能力，这往往会产生局部电流集中，从而导致电阻元件中的弱点。通常以这种方式生产的电阻组合物包括碳膜、金属膜、薄膜、厚膜、金属氧化物膜和金属氧化物膜等类型。
图13：两个平面式薄膜电阻的产品图片。电阻在半透明外套下呈蛇形图案可见。
绕线型（Wire Element ）
绕线电阻是使用电阻材料制成的，其形式为离散长度的导线或带状物，而不是厚膜/薄膜或块状材料，通常用于消耗相对较大功率的应用中。以这种方式生产具有绕线组合物的电阻，并且还可以制作一个外壳来对其中的金属箔类型进行分类。厚膜/薄膜电阻所述的寄生电感过大问题，在绕线电阻上更严重，尽管可以使用各种替代绕组技术来缓解这种影响，并且在1瓦特功耗水平以下，薄膜技术的经济性往往更有利。因此，绕线电阻在低电平信号应用中并不特别流行，尽管它们往往具有良好的电流噪声特性。
电阻本身相对较大的质量往往使绕线电阻相当坚固，相比之下，例如，厚膜/薄膜电阻上可能发现的1微米厚度的类似材料。除金属箔类型外，在撰写本文时公布的公差范围很广，从0.01%到10%，尽管公差范围为1%的产品似乎最受欢迎。
图14：100瓦绕线电阻（顶部）与额定功率为1瓦的电阻形成对比。
电阻成分
电阻的成分属性描述了制造电阻本身的材料，区别于安装电阻的外包装材料或基板。不同的材料意味着结构上的差异，并导致特征不同的次要行为，使得某些类型更适合某些应用，但对其他应用则不太好。
图15：各种组成的1KΩ电阻的选择。碳化合物示例额定功率为½瓦，其他为1瓦。注意具有相似组成、功率和电阻额定值的产品之间可能存在的物理尺寸变化。
碳化物电阻
碳化物电阻是由含碳化物材料制成的块体类型，该材料是通过将粉末状碳与粉末状陶瓷或其他耐温电绝缘材料以及有机粘合剂混合而成。电流通过网状的碳颗粒网络流动，这些碳颗粒在整个散装材料中相互接触；通过增加所用绝缘体的比例，这种导电网变得更细，材料的电阻率增加。早期的例子是简单地把两根电绕线在一个圆筒上，然后涂上油漆以指示电阻值并提供一定程度的保护。更现代的例子通常被封装在酚醛树脂外壳中，为引线提供了安装功能，并为碳化物材料提供了一个容器，其特征类似于铅笔芯。
在20世纪60年代左右的时间里，由于成本的原因，它们仍然被普遍使用了几十年，尽管从那时起，这种优势基本上消失了。碳化物电阻体积庞大；目前碳化物电阻的体积可能是其他技术中类似等级产品的十倍。它们不精确。目前示例的公差低至5%，但该数字仅指制造中的公差变化。它没有考虑其他可能会影响产品测量值的因素；湿度/湿度可能会导致10%左右的公差变化，温度可能会导致10%左右的公差变化。由于这些敏感性，在生产过程中尝试将其调整到精确值几乎没有意义。它们是最常见的电阻技术，几乎只存在于通孔封装中。形成其成分的碳是可燃的，因此在持续过载或发生故障时，它们经常会着火，并且它们的最高工作温度显著低于许多其他电阻技术。
图16：碳化物电阻示例（Ohmite 的OD系列）
尽管如此，由于其块体结构，碳化物电阻在电气上非常坚固，并且往往对静电放电等高强度、短期过载事件具有异常的耐受性。在这方面，碳化物电阻通常比其他技术更坚固，达到一到两个数量级。在其封装的限制范围内，它们还表现出相对较低的寄生电感，这在涉及快速瞬变的情况下通常是非常理想的。对于高度重视这些强度并能容忍其他缺陷的有限应用，碳组成电阻是一个合理的选择。然而，在大多数情况下，其他类型的电阻将更好地服务于应用。
碳膜电阻
碳膜电阻是一种薄膜类型的电阻，使用碳作为电阻材料生产。与碳化物电阻相比，碳膜电阻的一个重大进步是，它们放弃了对电气稳健性的测量，以提高精度、稳定性、小型化，并改善电流噪声特性。其他薄膜型电阻倾向于进一步往这个方向发展，或者在这样做的同时获得更好的价格，并且是目前设计的首选。这一偏好的部分原因还在于碳相当易燃，而一般的替代品则不那么易燃，而且在出现问题时避免火焰的愿望是相当普遍的。
随着通孔结构的普及，碳膜电阻的普及似乎也在减少。虽然后者仍在使用，其他类型的薄膜电阻现在也采用通孔封装，但表面贴装碳膜电阻很少。
图17：碳膜电阻示例（TE的CFR200系列）
陶瓷电阻
陶瓷电阻是基于其使用由陶瓷或陶瓷合成材料形成的电阻来描述的，这与其他电阻类型不同，后者可能在其结构中使用陶瓷材料，但不是电流流过的主要材质。它们是一种与碳化物电阻非常相似的块体电阻，具有类似的脉冲耐受性、无电感特性。事实上，由于粉末陶瓷经常被用作碳化物电阻的一个组成部分，这两者在分类上存在一定程度的重叠。然而，可以根据所使用的导电材料和将合成材料混合在一起的方式进行区分；碳化物电阻仅将碳用作导电介质，并使用有机粘合剂将其连接在一起，而陶瓷合成材料可包含金属或金属氧化物等其他导电材料，并通过烧结或热熔工艺将其连接在一起。“金属陶瓷”（Cermet）是电位器中常用于此类材料的术语。相对于它们所取代的碳化物电阻，陶瓷电阻能够在显著更高的温度下工作，尽管它们也往往表现出更大的温度系数；这种组合，往往可转化为产品工作范围内30%左右的电阻变化。因此，它们不太适合小信号使用，因此主要用于额定功率至少大于1瓦特的场合。
图18：陶瓷电阻示例（Ohmite的OX系列）
金属元素电阻
具有“金属”成分的电阻使用大块金属材料作为电阻材料，并且通常应用于远低于1欧姆的电阻。它们主要用于电流测量应用中，在这种应用中，稳定、已知的低值电阻能够准确测量大电流，而不会造成过大的电压降和功率损耗。通常被称为分流电阻（shunt），它们通常具有4引线端接，以实现开尔文式测量，从而允许测量电阻上出现的电压，且与产品连接点处的接口电阻之间的干扰或误差最小。
图19：电阻示例：表面安装（左）和底座安装（右）的金属（不按比例）
金属膜电阻与薄膜电阻
金属膜电阻和薄膜电阻基于类似的生产技术，其中电阻成分由通过气相沉积工艺施加到陶瓷基板上的金属薄（通常为微米级）膜层形成，然后修整至所需的电阻值。“金属膜电阻和薄膜电阻之间的区别似乎是一个语境；在通孔电阻中，“金属膜”电阻似乎更常见，其中碳膜电阻是替代品，而在芯片格式电阻中，“厚膜”可能是替代品，而“薄膜”似乎是首选。“薄膜”似乎是更倾向于精确聚焦产品的术语，而“金属膜”似乎更常用于通用应用。
与碳膜产品相比，金属膜电阻/薄膜电阻在精度、稳定性和噪声性能方面取得了进一步的进步，通常也意味着主要对于浪涌事件需要花费进一步的成本。电阻成分的总质量足够小，因此此类产品容易受到静电放电的损坏，更小的封装尺寸和更高的电阻值会增加静电引起损坏的可能性。这种少量的成分质量也使得薄膜电阻特别容易受到化学侵蚀，因次材料少量的损失或经过化学转化从而导致失效。
总的来说，在撰写本文时，薄膜/金属膜电阻是需要精度和参数稳定性且成本适中的应用的首选技术。尤其是在表面贴装封装形式中，它们还因其低电感特性而备受青睐，并经常用于高速电路中。
图20：表面贴装封装中的薄膜电阻示例（Panasonic 的ERA-3A系列）
金属箔电阻
金属箔电阻是由附着在绝缘基板上的相对较厚（几微米或更多）的金属箔制成的。在撰写本文时，当需要精度和稳定性时，它们是首选技术，其公差可低至±0.005%，温度系数低于1 PPM/°C。其他电阻的功耗等级为几瓦或几十瓦，同时随时间和温度保持极好的稳定性；此类电阻非常适合用于贸易相关的计量和其他应用，在这些应用中，在一系列条件下保持精度非常重要。
图21：金属箔电阻示例（Vishay的VHP100系列）
金属氧化膜电阻
金属氧化膜电阻是一种薄膜型电阻，其中电阻成分由某种金属的氧化物而不是金属本身形成。本质上，金属氧化物是母体金属再氧气中燃烧残留的产物，可以预见，这些材料相当耐高温；因为很难点燃已经完全燃烧的东西……金属氧化物电阻的主要优点来源于这种特性；与通常的碳膜和金属膜电阻相比，它们具有更高的最高工作温度和更好的脉冲负载处理特性。初始公差与碳膜产品中的公差相当，氧化膜产品提供较低的温度系数；与氧化膜产品相比，金属膜产品在这两方面都有所改进。与碳基电阻相比，氧化膜电阻有望提供更好的噪声特性，尽管不如金属膜类型提供的那样好。在额定功率为1-5瓦的通孔封装中最常见的情况是，氧化膜技术通常用于产生10 MΩ及更高范围内的非常高的电阻值，尽管可提供从小于1欧姆级到更高电阻值的全范围产品。
图22：金属氧化膜电阻示例（Yageo的MFR系列）
厚膜电阻
厚膜电阻，其中电阻成分通过类似于丝网印刷的方法沉积在基板上。这种工艺的成本比薄膜沉积低，而且成分的厚度通常为几十到几百微米。虽然“薄”和“厚”薄膜产品之间的实际成分厚度可能会发生重叠，但沉积方法是区别的要素。
厚膜电阻中的成分所用的糊状材料包含一种精细划分的电阻材料和一种更具电绝缘特性的材料的混合物，经烘焙后，该材料固化成具有类似于碳化物电阻的导电网状微结构的玻璃状物质。材料的差异和使用热熔合工艺代替有机粘合剂产生的电阻成分明显低于碳化物电阻，且在参数上更稳定，但与许多其他电阻成分相比，仍然相对噪音大且对温度敏感。然而，电阻成分的总质量往往比碳化物电阻小得多，因此厚膜电阻确实有可能对ESD和类似瞬态现象的损坏敏感，尽管它们可以提供远高于碳化物电阻的最高工作温度。为达到最终值而采用的修整方法和所用厚膜组合物的具体配方对终端电阻的稳健性有很大影响，通常比薄膜电阻的稳健性会差一点。
厚膜电阻主要以表面贴装形式存在，目前作为一种通用电阻占据主导地位，非常适合于需要较低成本（相对于薄膜电阻）且噪声增加和稳定性要求不高的应用。例如，此类应用可能包括用于小型指示灯LED的镇流器电阻或用于逻辑信号的上拉电阻。
图23：厚膜电阻示例（Ohmite的HVC系列）
绕线电阻
绕线电阻以绕线的方式构造，主要以通孔和底座安装的形式存在。它们的特点是低电流噪声、良好的短期过载耐受性，并且通常存在非常显著的寄生电感，在某些产品中，寄生电感通过使用贴别的绕线配置来缓解。不同产品，公差和温度系数各不相同；可以实现设计精度低于0.1%的公差和温度系数为几十PPM/°C的产品，尽管在撰写本文时，多个可用产品的指定公差更接近1%和200PPM/°C或更低。
图24:2.5kW绕线电阻（TE的TE系列）
电阻特性
电阻特性是一种定性描述，用于指示产品特性，以解决一些常见的设计问题，或推荐产品用于具有独特要求的应用领域。虽然有助于识别可能具有理想特性的产品，但它们本质上是具有有限标准化或特定含义的营销术语。关于产品特性的更客观/具体的解释通常可以在数据手册中找到。
抗电弧（Anti-Arc ）
抗电弧电阻特性是一个相对非特定的名称，意味着纳入了旨在降低电介质击穿风险的设计特性，无论是在电阻本身的端子之间，还是在电阻成分和附近或相邻导体之间。
防腐、防潮
被描述为“防腐”的电阻通常也被描述为“防潮”这实际上是一种冗余，因为引用的腐蚀通常是由与大气湿度的相互作用引起的。虽然这些术语也适用于其他成分的电阻，在这些上下文中具有类似的一般含义，但它与薄膜/金属膜电阻最相关。本质上的问题是，渗入这些产品保护涂层的水分会导致电阻成分“生锈”或腐蚀。由于这些特性影响很小，因此很少会导致产品的电阻超出规格或完全断路。
这些术语具体代表的内容可能会有所不同。这可能意味着使用额外的涂层或钝化工艺来保护电阻成分，或者使用不同的成分材料。
抗硫化（Anti-sulfur ）
银和银合金经常用作电阻终端的材料，尤其是表面贴装芯片形式的电阻。在暴露于高浓度含硫化合物（如硫化氢）的应用中，这些化合物会渗透到电阻顶部的保护涂层中，并与终端中的银发生反应，生成不导电的硫化银，导致电阻增加，最终在一段时间内出现开路故障。各种各样的农业、汽车、工业、食品加工和其他应用领域可能会产生出乎意料的大气中高浓度硫，具有抗硫化特性的电阻提供了缓解这一问题的可靠的方案。
汽车级AEC-Q200
汽车电子委员会是一个由汽车行业及其供应商的代表组成的机构，其目的是为汽车应用中使用的产品制定和维护性能和质量标准。AEC-Q200标准涉及无源元件（如电阻、电容和电感）承受的各种应力的公差，还涉及其他类型元器件也适用的其他标准。本标准下的合格零件经过了测试，以确保在不同温度、湿度、冲击和振动、溶剂暴露和其他应力条件下的坚固性。请注意，根据与不同严重程度的应用情况的相关标准，提供了几个质量级别，简单描述为“合格”的电阻，他们之间可能不具有可比性。
电流传感器
电流检测电阻的设计和优化特别适用于作为电路中的串联元件使用，在电路中测量电压作为确定电流的手段。这些产品通常有一个非常低的电阻值，但已建立良好的电阻值，以最大限度地降低功耗，并且通常包括允许4线“开尔文”式连接的规定，以最大限度地减少接触电阻的不确定性或可变性所导致的误差。在某些情况下也被称为“分流电阻”（shunt），具有该名称的产品范围从小型表面安装产品到相对较大的底座安装产品，通常与其最大额定电流成比例，并且通常被描述为具有“金属”成分。
防火、阻燃涂层
被描述为防火或具有阻燃涂层的电阻，其设计分别由不可燃材料制成，或具有不易支持燃烧的外部保护涂层，从而将故障条件下的火灾危险降至最低。对于碳膜电阻和碳化物电阻，应特别注意，电阻元件本身由可燃材料制成，因此在严重过载条件下可能会造成火灾风险。
易熔（Fusible ）
易熔电阻是专门设计的，其特点是在规定限值内的过载条件下，以相对良性的故障特性使断路失效。它们通常还具有短期过载耐受特性，通常用于在成本限制严重的相对低功率应用（如灯泡和壁挂式AC-DC适配器）中实现组合过流保护和浪涌电流限制功能。
高压
将电阻产品描述为“高压”意味着，电阻设计和材料特征使电阻产品或产品系列能够承受比相似封装中的一般用途电阻更高的外加电压。换句话说，这些产品通常比同等产品封装中的标准产品具有更高的限制元件电压；与其他产品相比，它们更能抵抗介质击穿造成的故障。它也可能意味着一种产品适用于超过常规电气/电子应用（通常在千伏范围内）中遇到的外加电压。虽然没有与相似封装电阻进行隐性比较，虽然不具体，但它可以作为一个有用的标准，用于区分在交流电压或更高电压下可用的产品与更适合低压电子应用的产品。
虽然并非完全如此，但这些产品往往具有相对较高的电阻值；如果在接近极限元件电压之前已经发生热失效，那么增加电阻对介质失效的强度几乎没有意义。
军用级
军用级电阻产品是根据特定的军用性能标准或军用规范生产的产品，其目的是确保多个供应源的产品特性、行为和能力的相似性。含铅（不符合RoHS）端子镀层是此类产品的典型代表，给定标准可能包含非军用产品中单独列举的特性，如抗硫化或不易燃性。
无感
无感电阻的制造方式可以减少它们引入电路的多余寄生电感量。这是通过将电阻元件卷绕或形成非普通螺旋/管状样式来实现的，以便消除相邻绕组产生的磁场而不是增加磁场，从而引入不需要的电感。在通孔和底座安装产品（尤其是绕线类型）中最相关的是，对于以高频或快速变化信号为特征的应用，例如无线电应用或用于开关保护的缓冲电路，行为上的差异可能非常显著。
无磁性
无磁性电阻使用的材料不会被磁铁吸引，也不会显著影响放置它们的磁场。它们用于医疗成像或导航等应用中，因为这些应用不希望磁场或者对磁场产生影响，也因为对应用的潜在干扰和影响或者被检测出来。
脉冲耐受
将电阻描述为脉冲耐受意味着对短期过载的耐受性大于类似产品的典型耐受性，或在短期过载条件下具有良好的行为特征。通常用于电阻上峰值应力和平均应力之间具有较大比率的应用中，其构造方式可减少局部区域的热应力或电应力集中。
射频/ 高频
“射频/高频”的描述类似于“无感”，用于表示向电路引入最小寄生电感的产品，但随着所述电阻的安装类型的不同，具有进一步的细微差别。在表面贴装芯片电阻的情况下，这些产品通常具有专门的终端和封装设计，允许产品在GHz区域内保持良好的电阻特性。这两个术语在底座安装电阻的语境中具有类似的隐含含义，而在通孔产品中，这种模式并不特别清楚。
安全
“安全”名称是非常不具体的，通常是冗余的，带有防火、阻燃、易熔或在故障或过载条件下不容易着火的产品描述。
可焊接
可焊接电阻的描述表明，其电气端子由有利于通过焊接工艺（比如氩弧焊）固定在应用中的材料制成，而不是更常见的焊接(烙铁)或导电胶。这种情况相对少见，主要出现在按军用规格生产的通孔电阻中。
工作温度
“工作温度”属性表示产品合格使用的温度范围。它可能是指在产品内部结构的某个点、产品外表面的某个点、周围环境的某个点或稍有不同的东西上测量的温度。这些区别是显著的，尽管对于类似样式的产品，方法往往相当一致，但它们在整个电阻中确实有所不同。应仔细检查产品信息，以确定信息适用的具体环境。
从应用的角度来看，工作温度范围和功耗属性密切相关；功耗极限通常被认为是在某些特定的工作条件下，使产品达到其最高允许温度的电输入量。由于这个原因，大多数产品都会指定降额曲线；产品的允许电输入量从某列出的规定的温度值开始降低，通常在指示工作温度范围的上限处降至零。
温度系数
电阻的温度系数表征了观察到的阻值随电阻温度的变化。它通常以PPM（百万分之一）每摄氏度为单位给出，与使用%/°C的单位相比，这节省了大量前导零。数值可能是正的，也可能是负的，分别表示电阻与温度的正相关或负相关。这是一个总结数字，通常以范围或限制最大值的形式给出，实际产品行为不一定会线性变化。
故障率
具有非零故障率属性的电阻被称为“已建立的可靠性”产品。这些产品经过筛选和批量测试程序，根据某些既定程序（最常见的是MIL-HBK-217中所述的程序）提供了基于经验的可靠性评估方法。由于该程序来源于军用，因此其所描述的大部分产品都是按照军用规格生产的。
噪声和误差源
热噪声
电阻有几种不同类型的噪声。第一种称为热噪声（或约翰逊噪声，或奈奎斯特噪声，或约翰逊-奈奎斯特噪声），是由构成电阻的原子内部和原子之间的电荷载流子的自然随机运动产生的。无论组成如何，它在所有电阻中都是相等的，并且其均方根振幅由以下等式描述：
其中：
Vn=均方根噪声电压
KB=玻尔兹曼常数=1.38 x 10-23
T=绝对温度（°K）
R=电阻值（Ω）
B=测量噪声的带宽（Hz）
例如，在室温（300°K）下，1KΩ电阻在20Hz-20kHz的标准音频带宽上产生的噪声可计算为：
该数字表示直流电压的值，该电压将向电阻负载提供与所讨论的噪声信号相同的功率。电阻上出现的最大瞬时噪声电压幅值在严格意义上不受限制，因为它是由随机过程驱动的，但观察到峰值振幅超过某个值的可能性随着阈值的增加而降低。通常使用6.6倍均方根值的系数来估算峰间热噪声值；热噪声的瞬时值应等于或低于99.9%(时间)均方根值的6.6倍。
热噪声通常也用噪声密度表示，方法是将带宽项带到上面等式的左侧：
结果通常以纳伏每平方根赫兹的单位表示，然后可以针对估计的工作温度（通常约300°K）进行计算，并用作与电路中其他噪声源（例如运算放大器的输入电压噪声）进行比较的基础。
1/f 噪声
还可能存在第二种常见形式的噪声，该噪声可变地称为1/f噪声、过剩噪声或电流噪声，其程度取决于电阻组成和施加的电压偏置或电流。它被称为1/f噪声，因为它的频谱分布与频率的倒数成正比，被称为过剩噪声，因为它出现在基线热噪声之上，并且可能受到材料或设计变化的影响。被称为电流噪声，因为它只在电阻处于偏置状态且电流流过时出现。
已经观察到它是电阻材料微观结构的函数；由小颗粒组成的材料在绝缘基质内彼此有限接触（碳化合物和较低程度的厚膜），显示出大量的1/f噪声。成分均一的材料，如薄膜，该噪声显著降低，其中含有相对成分含量比较大的材料（绕线电阻和金属箔电阻）噪声最低。虽然其背后的确切机制尚不清楚，也未被广泛理解，但在功能水平上，电阻中的1/f噪声似乎是由于通过材料的导电路径中存在小规模障碍物，阻碍了电荷载体的顺利流动，就像人行道上的护柱阻碍了行人交通流一样。正如该示例中的中断程度取决于被阻塞路径的比例和相对于无障碍路径宽度的行人流量，1/f噪声也取决于材料内阻断的普遍程度和穿过材料的电流密度。
这种类比有助于概念化1/f噪声中的其他模式，例如其对几何的依赖性；对于给定的电阻值、材料成分和电流，设计为具有更大横截面积（因此，如果材料和总电阻保持不变，则路径长度更长）的电阻元件将比具有更窄、更短路径长度的电阻表现出更少的1/f噪声。物理上更大的电阻元件往往与更高的产品额定功率和更大的物理产品尺寸相关，在许多情况下，只要选择封装尺寸更大的产品，就可以降低给定环境中的1/f噪声。类似地，高电阻率材料（可以想象为遍布护柱的人行道）往往比低电阻率材料表现出更多的1/f噪声。
不幸的是，1/f噪声是一种特性，在产品文献或参数选择工具中并没有很好地暴露出来，因此作为产品选择标准很难实现，除非是基于电阻组成的广义术语。如果有过剩噪声的特征，通常根据MIL-STD-202-308或IEC60195中规定的协议，以相对于1uV/V（每伏外加直流偏压的RMS过剩噪声电压）的分贝为单位引用。
热电偶效应
电阻与电路连接的引线通常由不同于电阻元件本身的金属制成。这种不同金属的连接是热电效应的基础，如果电阻的两个终端保持在不同的温度，热电效应就有可能在电阻上产生较小的直流电压。如果某一应用中的空气气流与电阻平行，而不是与电阻成直角，或者与电阻的连接在热特性上高度不对称，则可能会出现这种温差。虽然这种影响很小（大约为几到几十µV/°C），但在高精度应用中或在物理因素允许电阻的终端出现显著温差的情况下，这种影响可能很有意义。鉴于其微小的来源，它是一个容易被忽视的错误源。
图25：平行于空气流动方向（左）的定向电阻会促进终端之间的温差，从而导致热电偶效应误差。垂直气流（右）倾向于最小化这些差异。
图26:PCB上高度不对称的铜图案（左）会在表面安装电阻端子之间产生温差。对称模式（右）将产生的热电偶效应降至最低，并提高了可制造性。
电阻电压系数
我们可以分离任何温度影响（包括改变电压可能导致温度改变）的条件下，改变施加的电压，来测试电阻值。虽然作用机理尚不清楚，但在厚膜、碳和类似的合成电阻材料中，这种效应是显著的，这些材料由导电和绝缘材料的混合物形成，但不一定限于此。通常，施加电压的增加会导致观察到的电阻降低，电阻值越高（电阻率越高，即导致更小的电阻封装）的配方，表现出更强的效果。有人认为，作用机理与材料微观结构内通常不相连的粒子之间建立新的导电路径有关，这是施加电压时它们之间的静电作用力的结果。虽然可能不准确，但从功能的角度来看，这是一个有用的概念。
电压系数效应作用迅速，据报道，即使在纳秒级的时间尺度上也可以观察到，这与温度效应不同，温度效应受到组件热惯性的抑制。电压系数效应行为的大小是高度可变的，甚至在给定产品系列内的电阻值之间也可能存在差异，估计范围从每伏特施加偏压的百万分之一（PPM）到几千PPM/V。这可能会带来问题，尤其是当施加电压接近并超过千伏水平时；通常在高压应用中使用高电阻值，以避免消耗不切实际的功率，这可能会受到电压系数问题的更强烈影响，当乘以千伏时，100PPM/V转化为10%。这不是无关紧要的。
在日常电子工作中更常见的较低电压水平下，这种影响很可能不被注意到；人们倾向于在5V时使用更小的电阻值，而不是在5kV时，这意味着电阻一开始的系数更低，此外，乘以5得到的数值比乘以5000得到的数值小得多。尽管如此，它还是一个值得注意的潜在错误源，因为人们可能遇到的任何不利影响都可能很难识别和解决。
图27：摘自TE的RGP系列的数据手册，表明电压系数为0.005%/V。请注意，产品系列的工作电压延伸至15kV。
附录：建议资源
可预测组件：薄膜电阻的稳定性（Vishay，7页）
描述了随着时间的推移可能导致电阻值变化的影响，并提出了一种基于薄膜成分对电阻影响进行定量估计的方法。
如何选择电阻和避免不可预见的压力因素（Vishay，41页）
一份演示格式文件，强调了在精密应用中可能影响电阻的几个不同因素，描述了不同适用成分的电阻是如何构造的，以及对这些电阻对施加应力的响应产生的影响。
SMD电阻上的脉冲负载：限值（Vishay，3页）
简要讨论了可接受瞬态负载极限的计算，以及几种表面安装电阻类型对瞬态负载条件的公差。
表面安装电阻技术指南（Panasonic，29页）
包含与表面贴装电阻使用相关主题的概述，包括生产工艺、不同电阻组成的比较、公差带、常见故障机制、瞬态负载、电路板布局和组装建议，以及相关信息。
抗硫薄膜电阻的优点（Bourns，5页）
简要讨论了含硫环境对电阻可靠性的影响，以及在这种条件下抗硫产品的效益。
碳膜熔化脉冲负载冠军（Vishay，7页）
讨论了几种表面贴装电阻组成和结构形式在瞬态负载条件下的稳健性。
高精度Vishay Sfernice芯片电阻和阵列2的功耗（Vishay，13页）
讨论表面贴装电阻的热管理和降额。尽管供应商/产品有一定的特定性，但所提出的许多概念都可以在这些范围之外转换。
表面安装电阻应用中的热管理（Vishay，6页）
概述了应用于表面贴装电阻的热建模和管理注意事项。
加热开启-高功率表面贴装电阻（Vishay，5页）
概述了与表面贴装电阻产品结合使用的热管理技术，其功耗比类似尺寸的产品封装的典型功耗更大。
线性固定电阻基础（Vishay，8页）
提供不同电阻组成、构造样式和描述属性的概述。
Ohmite工程信息手册（Ohmite，16页）
vintage（1965年版权所有）电阻应用和选择指南，包括其他元件类型和参考信息表，包括线规尺寸和载流容量。
用特殊钝化方法保护薄膜镍铬基电阻的主要进展（Vishay，4页）
描述了水分对薄膜电阻的影响，并提供了有关电阻性能的比较数据。提供有关问题范围和相关测试方法的有用信息（如果有限），尽管在语气上有些宣传。
精密芯片电阻的ESD灵敏度箔式和薄膜芯片之间的比较（Vishay，6页）
描述了精密电阻因静电放电而产生的试验方法和故障影响。
暴露于高温、潮湿和潮湿环境下的箔式电阻研究（Vishay，5页）
描述并比较了命名应力因子对受命名应力影响的体箔和薄膜电阻的影响，并对这两种方法产生的电阻元件的机械特性提供了见解。
