一、影响电阻可靠性的因素：
影响电阻可靠性的因素有温度系数、额定功率，最大工作电压、固有噪声和电压系数

（一）温度系数
电阻的温度系数表示当温度改变1摄氏度时，电阻阻值的相对变化，单位为ppm/℃.电阻温度系数的
计算公式为
TCR=（R1-R2）/（R1*△T）

实际应用时，通常采用平均电阻温度系数，其计算公式为
TCR平均=（R1-R2）/（R1*（T2-T1））
温度系数包括负温度系数、正温度系数及在某一特定温度下电阻只会发生突变的临界温度系数
不同类型电阻温度稳定性从优到次，依次为金属箔电阻，线绕电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻，碳膜电阻、有机实芯电阻，关于温度系数，有以下几点需要注意
（1）镀金并不是为了减小电阻，而是因为金的化学性质非常稳定，不容易氧化，可防止接触不良（不是因为金的导电能力比铜好）
（2）众所周知，银的电阻率最小，在所有金属中，它的导电能力是最好的。
（3）其实镀金或镀银的电路板不一定就好，良好的电路设计和PCB设计比镀金或镀银对电路性能的帮助更大。

（二）额定功率
贴片电阻目前较为常见的封装有10种，用两种尺寸代码来表示，一种是英制代码，是由EIA（Electronic Industries Association，美国电子工业协会）制定的4位数字代码.前两位表示电阻的长，后两位表示电阻的宽，单位是in（英寸）例如，常见的0603封装就是指英制代码，另一种是公制代码.也由4位数字表示，其单位为mm。贴片电阻封装英制和公制的关系及详细的尺寸和对应的功率

如0402为0.04inch=40mil=1mm
但是0201我没get到

（三）固有噪声
电阻的固有噪声产生于电阻中的一种不规则的电压起伏，是指其自身产生的噪声，包括热噪声和
过剩噪声

热噪声是由于导体内部不规的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化，在高于绝
对零度（-273℃或0K）的任何温度下，物质中的电子都在持续地热运动。由于其运动方向是随机的，
任何短时电流都不相关，因此没有可检测到的电流。但是，连续的随机运动序列可以导致热噪声。电
阻热噪声的幅度和其阻值的关系为

Vn2=4KbTRB（以V²/Hz为单位）(1.18.3)
式中，为Vn噪声电压，单位为V；K为玻尔兹曼常数，138×10-23J/K：T为温度，单位为K；R为电阻，单位
为Ω：B为带宽，单位为Hz
在室温下.式（1.18.3）可简化为
1.18.14
图1.18.1所示是热噪声和电阻的关系及电阻在25摄氏度的热噪声，虽然该噪声电压和功率很小，但
如果该电阻在一个高增益的有源滤波器中，则噪声可能会很明显。噪声与温度和电阻值平方根成正
比。带宽越宽，总功率越大。因此，使单位为dBm/Hz的功率幅度看上去很小，但给定带宽内的总功
率也会很大，如果把Vn使用公式Vn2/R转换成功率，其中R是噪声终端电阻，然后乘以Hz为单位的总
带宽，则所得的整个带宽上的总噪声功率对低噪声应用可能是不可接受的

（四）电压系数
电压系数是指在规定的电压范围内，电压每变化1V所引起的电阻阻值的变化量理想电阻两端电压与流过其中的电流成正比，其阻值与电压无关。但实际上，电阻导电粒子具有分散性，内部存在接触电阻，因面出现非线性关系，即电流和电压并不是严格成正比，阻值会随电压增大而减小。电压引起了电阻阻值的变化，必然会影响电阻分压、分流结果。电压系数就是每单位电压变化所引起的电值的百分比变化量，其公式表达式为

式中，R1为施加第一个电压（V1）时计算出的电阻值：R2为施加第二个电压（V2）时计算出的电阻值其中V2>V1，一个10GOhm电阻电压系数的典型值大约为-0.008%/V或-80ppm/V。所以，如果一个测量电路需要使用高阻值电阻，则在进行误差分析时，除考虑所有其他时间和温度等误差因素外，还必须考虑由电阻电压系数所引起的误差。

二、电阻的寿命
一般来说，电阻的失效率相对于其他器件来说是比较低的，所以一般很少评估电阻寿命。但是，
在高压高温时电阻的失效率会上升，所以仍需要掌握电阻的寿命情况
电阻寿命的影响因素如下。
（1）温度：温度过高可以很快使其烧毁
（2）环境的酸碱度：直接腐蚀电阻，导致其损坏
（3）外力：超过一定的力的限度，电阻就会断裂
所以，要使电阻寿命延长，散热要好，防止烧毁现象的发生：环境要干燥，无污染物：避免外力作用。
电阻值大的电阻寿命相对更长。兆欧级的电阻阻值很大，在低压中使用时由于功率消耗少，工作环境影
响甚微，一般寿命都很长，不需要特别注意（相对其他如电解电容等元件）。电阻寿命变短大都是在高压
工作时产生的。在高压工作场景，对电阻的制造工艺，使用材料都有相应的要求。由于电阻的实际功率
往往会达到电阻额定功率的上限，因此要严格限制电阻的环境温度，随着环境温度的升高，电阻的额定
功率会下降，另外，瞬间脉冲电压和涌浪电流也会对电阻成影响，对于引脚焊接不良，绝缘制程有瑕疵的产品，使用不久就会前烧毁，如果正确使用电阻，则电阻的使用寿命一般在100000小时以上
所以，像1M0hm这样的高阻值电阻应区分高压专用和一般用途。高压专用的电阻价格比一般电阻
高数倍，不过电阻终究是低价元件，面且在高压使用的电阻数量不是很多。对于高压大电流的场景，
留有足够的降额设计，可以有效延长电阻寿命
所以，电阻在使用和不使用的情况下寿命一定不同，电阻在不同的使用场景下寿命也会不同
电阻寿命包括负载寿命（Ld LifeStailay）和货架寿命
电阻在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数是表示电阻寿命长短的参数
电阻的负载寿命是指电阻在被使用的情况下预估的寿命，其与影响电阻的三方面因素（功率、温
度和使用时间）相关，电阻阻值变化的活跃期是在使用前的几百个小时内，电阻使用时间越长，其阻
值变化越是趋于稳定。这是由于随着时间的推移，电阻元素本身趋于稳定，或者电阻元素和基体之间
的应力逐渐释放。电阻的负载寿命的指标只能通过抽样测试，通过样品测试折算出产品的预计寿命。
这种测试至少需要1000h，且这种测试是破坏性的实验。电阻的负载寿命一般会被标注在器件资料
中，如图119.1所示（表示在70℃，反复上下电的条件下，电阻的负载寿命为1000h）

电阻的货架寿命是指电阻在不被使用的场景下，只是存储在库房时的寿命。电阻的货架寿命取决于存储条件下的阻值稳定性。电阻的货架寿命和负载寿命一样，电阻存放时间越长，其阻值的变化越路于稳定。通常采用精密仪器来制造设备时，所用到的电阻不会立即使用，而是存储一段时间后再使用。另外，电阻的存储尤其要注意湿度控制，湿度对于任何电阻的阻值都会产生很大的影响。湿度一般控制在25%-75%。

三、电阻没有固定的额定环境温度
一般IC（Integrated Circuit，集成电路）或一些无源器件会有一个额定的环境温度，但是在电阻的
器件资料中一般没有一个固定的温度，只提供一个曲线，并且一些特性是基于工作在额定功率，环境
温度为70摄氏度条件下，下面是电阻器件资料中的特性参数。

正是由于额定功率是基于70℃的环境温度的条件设定的，因此有些资料并不严谨地
将70摄氏度称为电阻的额定温度，所以有些工程师也很围惑：为什么电阻可以超过它的额定功率去使用？
其实，不管是无源器件还是有源器件，其某个位置的温度极限是由其材质，结构，自散热的条件决定
的。如果其自身发热量很少，或者发热量比较确定，则规格书会给一个明确的额定环境温度，这样便
于设计：但是，如果其自身发热量比较大，则需要将其自身功耗产生的热量叠加到环境温度中，以两者
叠加之后对自身不能造成不可恢复的损伤为前提，来约定其额定环境温度。也就是说，自身功耗变化
比较大的器件，其额定环境温度是动态的，其中表现最典型的就是电阻

从能量的角度来看，电阻是一个耗能元件，将电能转化为热
能任何物体都存在电，导体也不例外。读者可能有这样的体
验：电饭煲在煮饭时导线会有些许发热，究其原因，就是由于制造
导线的钢存在电阻，固然电阻很小，但是在煮饭的大电流状况下
仍会耗费局部电能，以热的方式散发出来，如图1.20.2所示
电阻通过电流时自身会消耗功率产生热量，所以电阻要标注能够承受的功率。

电阻的额定功率是指电阻在一定的气压和温度下长期连续工作所允许承受的最大功率。如果电阻上所加功率超过额定值，电阻就可能被烧毁。标称值有I/8W、1/4W、1/2W、1W.2W5W，10W等。由于电阻本身是发热的.并且电阻的功率可能是0W到额定功率之间的任意值，当电阻的功率变化时，电阻对环境温度的要求也随之改变，因此通常以70℃的环境温度为条件，来描述电阻的额定功率。随着电阻实际功率的下降，叠加在电阻上的功率产生的总的温升会下降，那么电阻能够承受的环境温度可以相应地提升在实际应用中，往往还需要了解不同温度点对应的额定功率，一般用一条曲线来标称电阻的额定功率和额定环境温度的关系，如图所示，当电阻达到100%额定功率时，其可以承受的最高环境温度为70℃

四、浪涌对电阻有什么影响
浪涌是指施加于电路的瞬态大电压或瞬态大电流，电阻被施加浪涌电压或浪涌电流时，过度的
电应力会使电阻特性受到影响，最坏的情况是导致电阻后端的芯片损坏
常用的增强抗浪涌特性的方法如下
（1）使用抗浪涌性强的材料
（2）拉长电极间距，使电位梯度平缓，从而减少对芯片的损坏
（3）扩大电阻尺寸，则电极间距变大，抗浪涌性能变强。但使用大尺寸电阻需要更多的电路板空
间，如果电路板没有多余空间，则希望能在电阻小型化的同时确保抗浪涵性。不同尺寸电阻的抗浪涌
特性如表1.23.1所示

如，一些公司推出的抗浪涌贴片电阻采用抗浪涌特性优异的材料，并采用独有的电阻体元件设
计，使电位梯度平缓，减轻对芯片的提坏。通用贴片电阻与抗浪滴贴片电阻的区别如图1.231和
图1.23.2所示

与通用贴片电阻相比，抗浪涌贴片电阻通过提高耐压特性，调整元件形状，实现了更大的额定功率。

五、电阻的降额要求
可能导致元器件失效的电、热，机械等负载称为应力，下面从电阻的几个应力参数（电压，功率，温度）来讨论降额，如果电阻在使用过程中超出了这几个参数的额定值，则可能导致电阻失效。另外，这几个参数的应力值越大，越影响电限的使用寿命。所以，应从这几个方面对电阻进行降额使用。

2功率
电阻的功率分为稳态功率和瞬态功率，相应的降额也分为稳态功率降额和瞬态功率降额
（1）稳态功率。稳态功率降额是在相应的工作温度下的降额，即是在元器件符合曲线所规定环境
温度下的功率的进一步降额

P=U*U/R

为了保证电阻正常工作，各种型号的电阻厂家都通过试验确定了相应的功率降额曲线，必须严格
按照功率降额曲线使用电阻
当环境温度低于额定温度时（T<Ts）.可以施加60%额定功率，不需要考虑温度降额。当环境温度
高于额定温度时.需要考虑温度降额，应该进一步降额功率使用.具体降额功率用式

式中，Pr为额定功率：T为环境温度：Ts为额定温度：Tmax为零功率时最高环境温度

（2）瞬态功率，不同厂家，其电阻脉冲功率和稳态功率的转换曲线不同.具体应用时，要查询转换
曲线，将瞬态功率转换为稳态功率，然后在此基上降额。

如果厂家额定温度为70摄氏度，那么低于该温度时，直接按照60%进行降额：当超过该温度时，降额
曲线是一条斜线。降额曲线的起点是70C时最大功率的60%，终点是最大温度的降额（121℃），从起
点到终点绘制一条虚线表示的斜线，按照斜线进行降额，如图1.24.2所示

只要时间足够短，电阻就可以承受比额定功率大得多的瞬态功率。具体需要参考厂家资料中的
最高过负荷电压参数，再在此基础上降额。瞬态功率应按照单脉冲和多脉冲分别进行讨论和分析
①单脉冲。单脉冲场景电阻瞬态功率降额曲线如图1.243所示

不同公司、不同产品的应用场景不同，所以降额的参数也会不同，所以，本章节给出的降额参数
只作为设计参考，一些权威机构给出的降额参数往往也是经验值或统计值，不可以普适
各公司应该根据自己的产品领域和案例；器件失效统计的情况不断地刷新自己的降额规范。所
以，降额规范不但不是普适的，而且是动态的
因为不同电阻工艺特点会导致不同的负荷能力，所以各种电阻的功率降额的要求是不同的，合
成型电阻器件体积小，过负荷能力强，但它们的阻值稳定性差，热和电流噪声大，电压和温度系数较
大。线绕电阻分为精密型和功率型，具有可靠性高，稳定性好，无非线性，以及电流噪声，电压和温度
系数小的优点，薄膜电阻的高频特性好，电流噪声和非线性较小，阻值范围大，温度系数小，性能稳
定，正是由于电阻工艺不同，因此导致电阻的特性不同.内部结构不同，散热能力不同，从而降额要求
也可能不同。

六、电阻的选型规范
电阻选型时，需要遵守4条准则：
（1）电阻的实际功率最大不能超过额定功率的50%；
（2）电阻在实际使用时，室内机温度应小于80℃，室外机温度应小于90℃：
（3）电阻的工作电压应小于额定电压：
（4）在强电电路中使用，且电阻温升小于15K时应选用玻璃触电阻或金属电阻，电阻温升大于15K
时应选用氧化膜电阻

（一）电阻功率降额
降额设计是使电子元器件的工作应力适当低于其规定的额定值，从而达到降低基本故障率，保证系统可靠性的目的。降额设计是电子产品可靠性设计中最常用的方法。降额能提高可靠性的原因如下：
（1）降额可以减小处于应力边缘状态的元器件在系统寿命期内失效的可能性
（2）降额可以降低元器件参数初始容差的影响（如器件个体之间的差异，批次波动、工艺更改）。
（3）降额可以减小元器件参数值的长期漂移带来的影响
（4）降额可以为应力计算中的不确定性提供余量
（5）降额可以为意外事故提供余量，如机房空调故障、电压峰值瞬变应力等（设备按照长期、短期
进行评估）

决定电阻功率的外因是作用于电阻两端的电压，决定电阻功率的内因是电阻的阻值。由于外因电压可能波动），内因电阻值有一定的离散性和变化率。因此就会导致电阻的实际功率与理论计算会存在一定的差异。如果非常靠近额定功率去使用电阻，则外因和内因都可以导致电阻超规格使用。

电阻的实际功率必须小于额定功率的50%，不管是在额定温度内还是额定温度外。假设电阻实际工作的环境温度为Ta，电阻功率降额使用曲线对应额定功率比为60%。则电阻的实际功率≤50%*60%*额定功率=30%*额定功率。
注意：一般电阻规格书中给出的工作温度范围多指“最小温度～最大温度“对应的范围，“额定温度“指标若未给出，则取70℃，将最大温度作为零额定功率比对应温度，也就是说，在通常使用电阻的环境温度下（70℃以内），电阻实际消耗的最大功率应小于电阻额定功率的50%

（二）电阻的表面温度
测试电阻的工作环境温度时，对于发热不大的电阻.不用逐个测量环境温度，可根据器件分布划分出区域，每个区域测量一个最热点温度作为环境温度即可。对于功率较大的电阻，可利用热电耦测量电阻上方的环境温度，离器件1.2cm左右，注意不要贴着电阻。在实验室环境条件下，测量电阻达到温度稳定时的机箱内环境温度与当时实验室环境温度之差，计算出器件温升：温升=机箱内环境温度-实验室环境温度。
通过温升计算出电阻在运行时的实际工作温度：
实际工作温度=产品短期工作的最高环境温度+温升
由于电阻本身会发热，因此电阻的温度是按照负荷待性曲线降额

对于用于室内控制器的电阻，在电压220V±15%，温度32℃，相对湿度80%下测试，电阻的表面温度应小于80℃：对于用于室外控制器的电阻，在电压220V±15%，温度43℃，相对湿度80%下测试电阻的表面温度应小于90℃。

（三）电阻的工作电压
一般来说，不管什么电阻类型，工作电压的最大值都按照75%*min(最大工作电压、额定功率的工作电压)进行降额。

电压不应该超过最大工作电压时，即使没有达到额定功率，也会导致电阻损坏，若电阻的散热条件较好，电阻温度较低，则理论上功率可以超过额定功率，但实际上，，则不会出现这种
情况。所以，电阻的最大工作电压和额定功率两个条件都要遵守

最大工作电压（短时间）主要基于绝缘的要求，取决于电阻的材料和工艺。超过最大工作电压，可能导致内部绝缘损坏而击穿电阻，甚至直接击穿空气。
额定功率的工作电压主要基于电阻的散热能力。如果有特殊的散热措施（如风扇、不导电液体等），理论上可以超过额定功率的工作电压。

电阻在最大工作电压下的实际功率可能超过了额定功率，这与电阻的阻值与散热有关；
电阻在满足额定功率时，电压可能超过了最大工作电压，这与电阻的封装和工艺、材料的绝缘特性有关，也与施加在电阻两端的电压是连续电压还是脉冲电压有关。
电阻的工作电压应小于其额定电压：额定电压=min（（额定功率x标称电阻）1/2，极限电压）；各类电阻的极限电压如表1.38.1所示


具体使用需要查数据手册。

电阻厂家技术手册中列出的最大工作电压（MaxWorkingVoltage或MaxOverload Voltage）图1.24.1所示

对于线绕电阻，限制最高使用电压是为了避免线圈间产生短路，对于其他电阻，限制最高使用电压是为了防止产生极间飞弧现象。

（四）强电电路使用要求
在强电电路使用条件下，且电阻实际应用时的最大温升小于15K的场景，必须选用玻璃釉电阻或金属釉电阻，禁止使用金属膜电阻和氧化膜电阻，强电电路中，当电阻的温升大于15K时应选用氧化膜电阻，在跨越中性线和相线使用时需采用两个氧化膜电阻串联最后，电阻选型时还需要满足降额标准，具体如表所示：