硬件工程师经典面试题:0欧姆电阻能够通过多大的电流?
硬件工程师经典面试题:0欧姆电阻能够通过多大的电流?
在硬件工程师的面试中,经常会遇到这样一个问题:“0欧姆电阻能够通过多大的电流?”这个问题看似简单,实则涉及多个重要的电气工程概念。本文将从多个角度详细解答这个问题。
0欧姆电阻的阻值
首先需要指出的是,0欧姆电阻的阻值实际上并不是真正的0。如果阻值为0,那它就变成了超导体。实际上,0欧姆电阻的阻值非常小,但并非完全为零。
额定功率与额定电流的关系
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。因此,电阻器都有一个称为额定功率(Rated Power)的指标。例如,0805贴片电阻常见为1/8W,1206贴片电阻为1/4W。
0欧姆电阻能够通过的额定电流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:
实际数据
让我们来看一些具体的数据。以国巨(YAGEO)的厚膜片阻为例,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。
总结
根据前面的数据,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:
在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,以应对可能的物料变更风险。
行业标准
为什么0欧姆电阻的阻值是20mΩ或50mΩ呢?这个问题涉及到行业标准EN 60115-2。在该标准中,0欧姆电阻器的最大阻值有三种优选项,分别为10mΩ、20mΩ和50mΩ。
扩展应用
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。此外,还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。