硬件工程师经典面试题(13):0欧姆电阻能够通过多大的电流?
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Hello,大家好,经过短暂的休整之后,“硬件工程师经典面试题”系列文章又卷土重来了,偶早就提过,经典面试题数量60+没跑,这才哪到哪丫?!Here We Go~~
今天我们讨论的问题是:
0欧姆电阻能够通过多大的电流?
首先,咱需要指出的是:0欧姆电阻的阻值只是很小,但并不是0(如果阻值为0的话,那不就是超导体了吗?能够实现室温常压超导,诺贝尔奖肯定没跑丫)。
其次,电流通过电阻器会产生一定的热量,如果不及时将热量转移,电阻器很可能会因过热而损坏,而实际电阻器在一定条件下能够转移的热量是有限的,因此,电阻器都有一个称为额定功率(Rated Power)的指标。比如,0805贴片电阻常见为1/8W,1206贴片电阻为1/4W(当然,也有额定功率不同的,本文不考虑)。
也就是说,0欧姆电阻能够通过的额定电流(Rated Current)可以从常用的功率计算公式P=I2R简单推导出来,如下图所示:
现在需要解答的问题是:0欧姆电阻的阻值到底是多少呢?咱还是看数据手册用事实说话(以下均以贴片式固定电阻为例)。先看国产品牌国巨(YAGEO)的厚膜片阻(Thick Film Chip Resistor),如下图所示(“Jumper”表示0欧姆电阻)。以“0805”封装为例,其额定功率为1/8W,最大阻值为50mΩ,根据上式可得额定电流约为1.58A,而数据手册中为2A,这是正常的,因为我们是按照最大阻值来计算的。
额定功率一致的条件下,0欧姆电阻的阻值越小,相应的额定电流越大。我们再来看一款威世(VISHAY)的0欧姆厚膜电阻,如下图所示,其中,“0805”封装的最大阻值为20mΩ,额定功率也为1/8W,同样根据上式计算可得额定电流为2.5A,恰好等于其中展示的Imax。
最后,根据前面两张表,我们可以总结出最大阻值分别为20 mΩ与50mΩ时,0欧姆电阻对应的额定电流,如下表所示,这可是第一手信息哦,其中的数据还是有一定的参考价值。
当然,实际电路设计过程中建议在50mΩ对应额定电流的基础上降额使用,毕竟,谁知道采购会不会更换物料呢?你觉得不会?万一呢?在这方面死磕不值当~~
值得一提的,如果单个0欧姆电阻无法满足电流需求,可以使用多个并联扩流。当然,也可以选择超低阻值的0欧姆电阻器(Ultra-low ohmic jumper chip resistor),其最大阻值可低至1mΩ以下,有机会咱们再详细讨论~~
有关0欧姆电阻的具体应用详情见另外一篇发布的文章《电阻(7)之零欧姆电阻》,后续这些相关内容都会收录到《电阻应用分析精粹》一书中(当然,图书肯定会进行一些细节更新与内容扩充,相应的阐述也更系统与精细),因为《电容应用分析精粹》与《电感应用分析精粹》都已经出版了,没有理由不写《电阻应用分析精粹》。
顺便提一下,《电感应用分析精粹》已在本月初出版了,点击这里可以查看详情,其中还附有5折购买链接入口。
有少数人可能会想问:为什么0欧姆电阻的阻值是20mΩ或50mΩ呢?怎么不是25mΩ或其他值呢?
愚蠢的问题?NO!NO!NO!是个爱思考的好学生!这个东东是有行业标准的,对应EN 60115-2。我们搜一下,这货长的是下面这个样子(BSI是“British Standards Institution”的缩写,即英国标准协会)。
在标准后面有一个专门针对0欧姆电阻的附件(Annex),如下图所示:
看第4.4点,0欧姆电阻器的最大阻值有三种优选项,分别为10mΩ、20mΩ和50mΩ。
最后提个问题:在上面总结的额定电流表格上,为什么有些封装的额定功率虽然更大,但相应的额定电流却并未提升呢?