工程師，尤其是電子研發工程師，在進行電路項目開發時，都會選用一些基礎的電子元器件與芯片，通過不同的電路理論將它們組合構成一個完整的項目原理圖方案。例如
- 手機充電器項目，工程師在評審完設計方案後，會選用AC-DC電源芯片、QC快充協議芯片、整流橋、MOS管、同步整流芯片、PWM控制芯片、高頻變壓器、二極管、電阻、電容以及壓敏電阻等等設計詳細的電路原理圖；
- 變頻空調項目，工程師在評審完設計方案後，會選用IPM功率模塊、32位M0內核單片機、LDO電源芯片、電解電容、MOS管、溫溼度傳感器、LCD顯示屏、紅外接收管、二極管、三極管以及貼片電阻與貼片電容等設計詳細的電路原理圖；
- 工業電機控制項目，工程師在評審完設計方案後，會選用電機驅動芯片、MOS管Gate Driver芯片、DSP處理器、霍爾傳感器、運算放大器、ADC採集芯片、TVS瞬態抑制二極管、時鐘芯片、LED燈、功率三極管、肖特基二極管、電阻、電容以及保險絲等設計詳細的電路原理圖；
電子元器件與芯片
在這些各種不同項目的電路原理圖中，工程師都會使用電阻這類元器件，主要是因為電阻在電路中可以實現較多的功能，比如
- 限流：在LED驅動電路中，被串聯的68K電阻就是充當限流功能；
- 分壓：在10K電阻A與47K電阻B組成的兩個電阻串聯電路中，被串聯的電阻A就是充當電阻B的分壓功能；
- 取樣：在電流的採集電路中，低阻值4mΩ的電阻就是充當電流的取樣功能；
- 濾波：在RC濾波電路中，被並聯的22K電阻就是充當濾波功能；
- 隔離：在模擬地AGND與數字地DGND電路中，最後都會通過0Ω電阻與電源的GND連接在一起，被連接的0Ω電阻就是充電隔離功能；
電阻
電阻雖然在不同功能的電路項目中都會出現，只是區別在於使用電阻的數量、精度、類型、封裝、阻值等這些參數不同；
令人驚訝的現象是，在這些電路項目使用的電阻中，有幾種阻值規格的電阻會反覆出現，出現的概率特別高，這是為什麼呢？
工程師在電路項目設計過程中，使用電阻的阻值規格較多的包含：
（1）10系列整數阻值：100、1K、10K、100K、1M；
（2）22系列整數阻值：222、2.2K、22K、222K、2.2M；
（3）33系列整數阻值：333、3.3K、33K、333K、3.3M；
（4）47系列整數阻值：470、4.7K、47K、470K；
（5）51系列整數阻值：510、5.1K、51K、510K；
（6）68系列整數阻值：680、6.8K、68K、680K；
（7）82系列整數阻值：820、8.2K、82K、820K；
其他規格的阻值電阻也會被工程師使用，在電路圖中也會出現，只是這幾種規格的阻值電阻出現的頻率相對而言更高一些
這些阻值規格的電阻，為什麼會在各種不同電路項目中會反覆出現？為什麼會被工程師經常使用？為什麼在電路原理圖中存在的概率那麼高？
正所謂解鈴還須繫鈴人，猶如兩個相戀中的男女為什麼最後會選擇分手一樣，要想找到分手的原因，還是需要從他們兩個當事人中分析獲得；同樣地，要想找到“這幾種規格的阻值電阻為什麼會在各種不同的電路中反覆出現”的原因，也只能從電阻這個最根本的源頭去尋找；
問題的答案在於3個方面因素:
方面1：電阻在電路項目設計中的因素，即電路設計因素；
方面2：電阻在安排批量生產中的因素，即電阻生產因素；
方面3：電阻在產品採購交貨中的因素，即電阻採購因素；
01 電路設計因素
電路設計，一般可以分為兩類：一類為模擬電路設計，另一類為數字電路設計。
在同一個項目的電路原理圖方案中，可能只存在模擬電路，可能只存在數字電路，也有可能模擬電路與數字電路共同存在；
一個眾所周知的事實，現在的電路設計方案越來越傾向於使用數字電路方案，因為無論是工程師非常喜歡的單片機MCU，還是DSP處理器、亦或是FPGA處理器，這些都是在處理數字信號。模擬電路在項目的方案設計中會越來越被當做某個特殊功能使用而出現，如傳感器的採集功能電路。
因此，在項目的電路方案中，數字電路所佔的比重遠遠超過模擬電路。
數字電路
在數字電路中，信號被分為高電平與低電平，沒有嚴格的精確電壓幅值限制。高電平被定義為3.5V~5.5V，只要電壓幅值在此範圍，都被數字電路識別為高電平；低電平被定義為0V~1.8V，只要電壓幅值在此範圍，都被數字電路識別為低電平；
正是高低電平沒有嚴格的精確電壓幅值要求，所以在處理數字信號的電路中，分壓、限流、隔離、濾波功能的電阻阻值就與之對應，同樣沒有嚴格的精確阻值要求；例如
- 在三極管基極的偏置電阻分壓電路中，電阻的阻值選取只需要滿足三極管基極電壓大於0.7V即可，無需精確；
- 在控制LED亮滅的電阻限流電路中，電阻的阻值選取只需要滿足LED發光即可，無需精確；
- 在去除高頻的RC濾波電路中，電阻的阻值選取只需要滿足過濾掉300MHz的頻段雜波即可，無需精確；
這些數字電路中，電阻的阻值，工程師在設計詳細原理圖時，都會
優先選用10K，而非選用10.1K或者9.8K；
優先選用47K，而非選用44K或者49K；
優先選用6.8K，而非選用6.6K或者6.9K；
這些都是電阻在電路設計過程中阻值確定的依據，也是解釋了為什麼一些阻值如33.6K、84K、102K、1.25M等的電阻很少出現的原因；
02 電阻生產因素
瞭解完電阻在電路設計的因素後，工程師還需要兼顧不同阻值規格的電阻生產因素。
電阻製造公司會依據市場的電阻訂單或者依據之前電阻行業的大數據，制定每個季度的生產計劃，用以補充庫存數量。舉例說明
封裝0603，精度1%，阻值51K的電阻，計劃生產2千萬PCS數量；
封裝1210，精度5%，阻值820K的電阻，計劃生產3千萬PCS數量；
封裝0201，精度1%，阻值10K的電阻，計劃生產5千萬PCS數量；
封裝1206，精度5%，阻值680Ω的電阻，計劃生產6千萬PCS數量；
封裝0805，精度1%，阻值6.92Ω的電阻，計劃生產1萬PCS數量；
封裝1210，精度5%，阻值765K的電阻，計劃生產4萬PCS數量；
電阻
假如工程師在電路方案研發中，選用了封裝1210、精度5%、阻值為766K的規格電阻，而電阻製造公司卻沒有安排此規格電阻的生產計劃，這導致的結果是項目方案無法得到有效的執行。
工程師在電路方案的電阻阻值確定之前，合格的電阻製造公司（電阻供應商）會提前推薦他們經常生產的規格阻值，比如51K、820K、10K、680Ω等等，一般不會向工程師推薦使用非常規的阻值電阻，比如766K、43.2K、2.86K等等；
從電阻製造公司的角度，也能解釋為什麼這些阻值10K、47K、510K、6.8K與82K等規格的電阻會在電路圖中經常出現，而那些像4.35Ω、89Ω、15.6K、89K等阻值的電阻，在項目的電路圖中出現的概率會明顯低很多；這是因為電阻製造公司追求的是商業利益最大化，阻值規格越少，數量越大，生產的成本費用會越小，獲得利益也就越大。
03 電阻採購因素
工程師在初步設計完項目的電路方案後，將PCB文件以及BOM元器件清單提交至採購部門，進行第一次的樣品製作，也就是首次打樣。
採購部人員在拿到新的BOM元器件清單，會進行一個初步的審核，具體包含
- 型號：如0603 10K的電阻型號是不規範的，缺少電阻的精度參數；
- 品牌：如0805 1% 510K的電阻，雖然電阻參數規範，但沒有標註品牌的要求
- 數量：如一個BOM表相同規格的電阻數量是5個或者是7個等等；
電阻
在核查BOM元器件清單的過程中，如若發現一些非常規的型號0603 5% 20.1K電阻，採購人員第一時間與研發工程師溝通，瞭解為什麼在BOM表中會存在這個特殊型號阻值的電阻，並詢問是否可以更換成0603 5% 20K的規格型號？
採購人員為什麼核查BOM元器件清單的這些現象呢？
採購的職責是負責把工程師研發項目需要的電子元器件，在批量生產時安全無誤地採購到；BOM表中的一些非常規的型號0603 5% 20.1K電阻，存在供應商難以交付或者難以採購的隱患，因為非常規阻值的型號電阻，其他同行用量較少，可能只存在一些特殊的客戶項目中使用，因此容易出現斷貨的風險。
基於此，採購人員像電阻製造公司同樣地會督促研發工程師使用常見的規格阻值的電阻，這也解釋了為什麼這些阻值10K、47K、510K、6.8K與82K等規格的電阻會在電路圖中經常出現，而那些像4.35Ω、89Ω、15.6K、89K等阻值的電阻，在項目的電路圖中出現的概率會明顯低很多。
最後的結語
總結完電路設計因素、電阻生產因素與電阻採購因素3個原因後，工程師或許就可以從3個不同的角度理解，為什麼有些規格阻值的電阻，即使在各類功能不同的電路項目中，也能經常出現；而有些規格阻值的電阻，卻只能出現在一些極個別的特殊項目應用中。
這對工程師在後續的項目研發工作中，或多或少也能帶來一些啟迪與收穫吧！
本文由【芯片哥】原創撰寫，一個只談電子元器件與芯片的工程師，喜歡就關注芯片哥，和芯片哥一起加油吧
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