4.1 现实世界中的电阻器
现实世界之工程实践中的电阻器，首先是一种电子元器件，而不是一种特性。为了区分工程实践的电阻器和电路学中的电阻的性质，建议在电子产品设计时只说电阻器，而不以电阻作为电阻器的简称。
其次，工程实践里的电阻器除了具有电阻的特性外，还具有其他特性，比如几何尺寸、重量，当然更重要的是，电阻器还具有电感的特性。
最后，再次强调，电路学中的电阻只是物体（导体）的一种特性，这种特性就是导体对电流阻碍能力的大小。
总之，电阻器是工程实践中的一种主要以实现电阻特性为目标的电子元器件，而不是一种特性，从电能消耗的角度讲，电阻器最重要的固有特性是电阻，而对于高速信号传输，电阻器的电感特性也是极其重要的，虽然电阻器的电感特性值很小，但如果信号的频率足够大的话，电阻器的电感特性所产生的感抗也会足够大而影响高速信号传输。
4.1.1 电阻器的种类和结构
按照电阻器的阻值特点，电阻器可以分为固定电阻器、可调电阻器和特种电阻器。
按照电阻器的材料特点，电阻器可以分为碳膜电阻器、金属膜电阻器和绕线电阻器。
按照电阻器的安装方式，电阻器可以分为插件式电阻器和贴片式电阻器。
下面以金属膜插件电阻器为例说明电阻器的结构。
电阻器一般由电阻体和引线组成。电阻体是为电阻器提供电阻特性的主体，电阻器的标称值即是电阻体的电阻大小。
大多种类的电阻器有两个引线（也称为管脚或引脚），引线一般在电阻体的两端。每个引线一端连接电阻体，另一端要方便将电阻器焊装在PCB上（见图4.1）。
图4.1 电阻器示例
4.1.2 电阻器的真实面目
从字面上看，工程实践中的电阻器并非电路学中的电阻，电阻器的英文名称为Resistor，而非Resistance。因此，再次建议在电子设计中不以电阻简称电阻器。
首先，电阻器是电阻特性的物理实现。电阻器的电阻特性来源于电阻体的电阻特性。电阻器由电阻体和引线组成，由于引线是电的良导体，对于电阻器的电阻能力的贡献可以忽略不计。
其次，电阻器具有电感的特性。电阻器的引线是导体，而导体固有电感特性，因此工程实践中的电阻器应该而且必须同时具有电阻和电感特征。图4.2是电阻器的等效电路。
图4.2 电阻器的等效电路图，左边为电阻器，右面为其等效电路
电阻器同时呈现电阻特性和电感特性，在低速信号传输应用中，电阻器的电感特性所表现的交流阻抗由于较小而被忽略，但在高速信号传输应用中，电阻器的电感特性是不能被忽略的。这就是电阻器的真实面目，电阻器并不是只呈现纯净的“电阻特性”。
如图4.2所示，电阻器的电感特性是电阻体的电感特性和引线的电感特性的串联结果，与电阻器电阻特征是串联关系，因此，我们将电阻器的电感特性称为电阻器的等效串联电感（Effective Series Inductance, ESL），等效串联电感这个指标对于高速电路传输应用设计很重要，电阻器的等效串联电感较小，对于贴片式电阻器的典型值的范围是从2到8nH，对于径向引线式电阻器，其典型值的范围是从10到30nH。
根据交流阻抗的公式：
当交流信号高频分量的频率f达到1GHz时，其等效串联电感所产生的交流阻抗为：
Z=2×3.14×1×109×30×10-9=188Ω
频率为1GHz的1mA的交流电流，在等效串联电感上产生0.2V的压降，因此在电路设计中，如果在GHz以上的电路中选用所谓“零欧姆”电阻，就应该考虑电阻器的等效串联电感对电路的影响，比如在高频电路中的零欧姆电阻器，其阻抗并不是零欧姆。
在高速电路设计中，电子设计工程师应该同时考虑电阻器的电阻特性指标和电感特性指标，而不能将电阻器与电路学中的电阻等同起来。
为了减少电阻器的等效串联电感，一般情况下，应尽量减少电阻器的引线长度，目前较好的选择是采用贴装式封装的电阻。
4.1.3 电阻器的作用
从电路学的意义上讲，电阻器的电阻特性在电路中有限流的作用，在串联电路中起到分压的作用，在并联电路中起分流的作用。
在高速信号传输应用中，电阻器的作用有以下两点。
（1）电阻器的作用之一
由于电阻器首先表现为电阻的特性，而电阻特性的重要性质就是：电阻将电流的电能全部转化为热能而耗散掉。因此，电阻器的本质功能是吸收电路中的电能，换一种说法是将电路中的电能消耗掉，否则，由于电气元器件的电感和电容特性都不消耗能量，电路中的电能最终能去哪里呢。
比如，在电路设计中，有些用于采集电压的信号采集器件，其输入阻抗可能非常大，信号电流的电能不能被信号采集器件吸收，在这种情况下，就必须为信号电流安排一个端接电阻。端接电阻所发挥的作用本质上就是帮助信号采集器件吸收信号中的电能，并避免电能的过吸收和欠吸收，以避免电能没有被全部吸收且向发送端返还而出现的反射现象，这种反射会干扰正常的信号传输。
（2）电阻器的作用之二
如果电阻器仅有电阻的特性，串联在电路中的电阻器，只改变流过该电阻器上的信号电平的幅度而保持信号的上升时间不变。
但是，在高速信号传输应用中，电阻器还有等效串联电感的特性，对于通过该电阻器上信号中交流分量所呈现的交流阻抗，频率分量越高，呈现的交流阻抗就越大。因此，信号中交流分量的频率越高，在电阻器上分得的压值越多，从而使得通过电阻器的信号的上升沿更加缓慢，上升时间变长。上升时间的增加值由信号的交流分量的频率和电阻器的等效串联电感决定（见图4.3）。
图4.3 方波通过串联电阻上升沿变缓