Резисторы

Резистор — самый частый компонент на любой плате. На простой плате с микроконтроллером их обычно больше, чем всех остальных деталей вместе взятых. Как работает сопротивление, разобрано в уроке 1.2; здесь — резистор как деталь, которую выбирают, покупают и ставят на плату.

Зачем резисторы на плате

Хоровиц перечисляет десяток ролей резистора. Для наших плат самые частые такие:

• ограничение тока — например, последовательно со светодиодом (урок 2.5);
• делитель напряжения — задаёт напряжение обратной связи стабилизатора или масштабирует сигнал для АЦП (урок 1.5);
• подтяжка (pull-up / pull-down) — держит вход микросхемы в определённом состоянии, когда к нему ничего не подключено;
• резистор в цепи базы или затвора транзистора (уроки 2.6–2.7);
• токоизмерительный шунт — маленькое сопротивление (миллиомы), падение напряжения на котором пропорционально току;
• согласование линий на высоких частотах (модуль 9).

Параметры

Параметр	Что значит	Типичные значения
Номинал (resistance)	сопротивление, написанное на детали	от долей ома до десятков мегаом
Допуск (tolerance)	насколько реальное значение может отличаться от номинала	±1 %, ±5 % для чип-резисторов; ±0,1 % для прецизионных
Мощность (power rating)	сколько тепла выдерживает долго	1/16–1/4 Вт для чип-резисторов 0402–1206 (урок 1.3)
ТКС (TCR)	как сопротивление меняется с температурой, ppm/°C	±100…±200 ppm/°C у обычных толстоплёночных, ±25 ppm/°C и лучше у тонкоплёночных
Рабочее напряжение	максимальное напряжение на резисторе	у маленьких корпусов — десятки вольт, смотри даташит

📖Из учебникагл. 1, §1.02, с. 12–13

Хоровиц выделяет резисторам отдельную врезку: они задают токи и уровни сигналов, нагружают выходы, образуют делители и фильтры, разряжают конденсаторы. Для точных схем он рекомендует металлоплёночные резисторы с допуском 1 %. Ещё одна важная мысль оттуда: номинальная мощность — грубый ориентир, она зависит от охлаждения, температуры выводов и плотности монтажа.

Виды резисторов

• Толстоплёночные чип-резисторы (thick film) — тот самый чёрный прямоугольник 0603/0805. Дешёвые, ±1 % или ±5 %. Основа любой платы.
• Тонкоплёночные (thin film) — точнее и стабильнее (±0,1 %, малый ТКС), дороже. Для прецизионных делителей и измерителей.
• Металлоплёночные выводные — классика для макетирования и плат с выводным монтажом.
• Проволочные — для больших мощностей и токоизмерительных шунтов.
• Резисторные сборки — несколько резисторов в одном корпусе, экономят место.

Номинальные ряды

Резистор на 4 513 Ом никто не выпускает. Номиналы берут из стандартных рядов по стандарту IEC 60063. Ряд En содержит n значений на декаду, распределённых равномерно в логарифмическом масштабе:

Ряд	Значений в декаде	Исторический допуск
E6	6	±20 %
E12	12	±10 %
E24	24	±5 %
E96	96	±1 %

Ряд E12: 1,0 · 1,2 · 1,5 · 1,8 · 2,2 · 2,7 · 3,3 · 3,9 · 4,7 · 5,6 · 6,8 · 8,2. Дальше значения умножаются на 10, 100, 1000…

E24 добавляет к нему промежуточные: 1,1 · 1,3 · 1,6 · 2,0 · 2,4 · 3,0 · 3,6 · 4,3 · 5,1 · 6,2 · 7,5 · 9,1.

💡Совет

Сегодня резисторы ±1 % стоят почти столько же, сколько ±5 %, а дома ты будешь держать ограниченный набор номиналов. Хорошая привычка для своих плат — по возможности обходиться небольшим набором номиналов из E12/E24 (например, 100 Ом, 1 кОм, 4,7 кОм, 10 кОм, 100 кОм). Меньше разных позиций в спецификации — проще и дешевле сборка.

Подобрать номинал под нужное соотношение помогает калькулятор делителя: разверни «Подобрать R2».

Калькулятор делителя напряжения

Uвх, В R1, Ом R2, Ом Нагрузка Rн, Омпусто = без нагрузки

Uвых

—

Ток делителя

—

Мощность на R1 / R2

—

Выходное сопротивление R1‖R2

—

Подобрать R2 под нужное Uвых (ряд E24)

Нужно Uвых, В

Uвых = Uвх · R2 / (R1 + R2). С нагрузкой вместо R2 берётся R2‖Rн. Подробнее: Хоровиц, гл. 1, §1.03–1.05.

Маркировка

Рис. 2.1. Сверху: резистор 4,7 кОм ±5 % в четырёхполосной цветовой маркировке. Снизу: как тот же порядок величин записывают на SMD-корпусах.

Цветовая маркировка выводных резисторов

Четыре полосы: две цифры, множитель, допуск. У точных резисторов полос пять (три цифры, множитель, допуск).

Цвет	Цифра	Множитель	Допуск
чёрный	0	×1	—
коричневый	1	×10	±1 %
красный	2	×100	±2 %
оранжевый	3	×1 к	—
жёлтый	4	×10 к	—
зелёный	5	×100 к	±0,5 %
синий	6	×1 М	±0,25 %
фиолетовый	7	×10 М	±0,1 %
серый	8	—	—
белый	9	—	—
золотой	—	×0,1	±5 %
серебряный	—	×0,01	±10 %

Коды на SMD-резисторах

• 3 цифры (обычно ±5 %): две цифры значения и степень десяти. 472 = 47·10² = 4,7 кОм; 100 = 10 Ом (не 100!).
• 4 цифры (обычно ±1 %): три цифры значения и степень десяти. 4701 = 470·10¹ = 4,7 кОм.
• EIA-96 (±1 %, корпуса 0603 и мельче): две цифры — номер значения в таблице ряда E96, буква — множитель (Z ×0,001, Y/R ×0,01, X/S ×0,1, A ×1, B/H ×10, C ×100, D ×1000, E ×10⁴, F ×10⁵). 01A = 100 Ом, 68X = 49,9 Ом.
• Буква R вместо запятой: 4R7 = 4,7 Ом.
• Корпуса 0402 и мельче обычно вообще не маркируют. Номинал знает только катушка, с которой их ставили.

🛠Особенность Altium

В Altium номинал хранится в параметрах компонента. Обычно в Comment или Value — эти поля выводятся на схеме и в перечне элементов. Корпус задаётся посадочным местом (footprint): один и тот же «резистор 10 кОм» может существовать в вариантах 0402, 0603, 0805. Подробно — модуль 8.

Практика

1. Какой номинал у полос «коричневый — чёрный — оранжевый — золотой»? (10·1000 = 10 кОм ±5 %.)
2. Что значит код 103 на чип-резисторе? 1002? 22R? (10 кОм; 10 кОм; 22 Ом.)
3. Нужен резистор 6 кОм. Какие ближайшие значения есть в E12 и E24? (E12: 5,6 и 6,8 кОм; E24: 6,2 кОм.)

🧯 Типичные ошибки

Код «100» прочитали как 100 Ом

Почему Последняя цифра — степень десяти: 10·10⁰ = 10 Ом.

Как исправить Всегда раскладывай код: значащие цифры × 10^последняя. 101 = 100 Ом, 102 = 1 кОм.

Посчитали «идеальный» номинал и пытаются его купить

Почему Резисторы выпускают только по стандартным рядам.

Как исправить Округли до ряда E24 (или E96 для точных схем) и пересчитай результат с реальным номиналом.

Резистор в высоковольтной цепи пробился, хотя мощность в норме

Почему Превышено максимальное рабочее напряжение маленького корпуса.

Как исправить Проверь в даташите Working Voltage. Для высоких напряжений ставь корпус крупнее или несколько резисторов последовательно.

Проверь себя

1. 1. Чип-резистор маркирован «472». Какой номинал?

   472 Ом4,7 кОм47 кОм4,72 Ом
2. 2. Сколько значений в декаде у ряда E24?

   122496
3. 3. Полосы: жёлтый, фиолетовый, коричневый, золотой. Номинал?

   47 Ом ±5 %470 Ом ±5 %4,7 кОм ±5 %470 Ом ±1 %
4. 4. Зачем на входе микросхемы ставят подтягивающий резистор (pull-up)?

   Чтобы ограничить ток питания микросхемыЧтобы вход имел определённый уровень, когда к нему ничего не подключеноЧтобы увеличить скорость сигнала

🎯Практическое задание~20 мин

Возьми любую старую плату (от роутера, игрушки, блока питания) и найди на ней 5 резисторов с маркировкой. Расшифруй коды и проверь хотя бы два мультиметром (урок 1.8): не забудь, что на плате параллельные цепи могут исказить результат. Запиши, какие корпуса встретились — пригодится в уроке 2.10.