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🔩 Resistors / 抵抗器

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📑 目次 / Table of Contents

1. 🏗 概要 / Overview
2. 🔎 種類 / Types
3. 📏 主要パラメータ / Key Parameters
4. 🧮 電気特性と数式 / Electrical Characteristics & Formulas
5. ⚙️ 代表用途 / Applications
6. 🧵 設計上の考慮事項 / Design Considerations
7. 🛡 信頼性と故障モード / Reliability & Failure Modes
8. 🎯 学習目標 / Learning Goals
9. 🔗 関連リンク / Related Links
10. ⬆️ Back to Passives

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🏗 概要 / Overview

抵抗器は最も基本的な受動部品であり、電流制御、電圧分圧、終端、バイアス設定などに不可欠です。
Resistors are the most fundamental passive components, essential for current limiting, voltage division, termination, and biasing.

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🔎 種類 / Types

🟤 カーボン抵抗 / Carbon Composition

• 炭素粉末と樹脂を混合した抵抗体。
  Resistive element made of carbon powder and resin mixture.
• 安価だが温度係数とノイズが大きく、精度が低い（±5〜10%）。
  Low-cost, but high noise and poor accuracy (±5–10%).
• 過去の一般用途に広く使われたが、現在は限定用途。
  Once widely used, now limited to niche applications.

🔵 金属皮膜抵抗 / Metal Film

• 金属膜をガラス基板に形成。
  Metal film deposited on glass substrate.
• 高精度 (±0.1〜1%)、低ノイズ、温度係数が小さい。
  High accuracy (±0.1–1%), low noise, small temp. coefficient.
• 信号処理回路や計測器に最適。
  Used in signal processing and instrumentation.

🌀 巻線抵抗 / Wirewound

• 金属線を絶縁体に巻いた構造。
  Constructed by winding metal wire on insulator.
• 高精度・高電力（数W〜数百W）対応。
  Supports high accuracy and high power (several W–hundreds W).
• インダクタンスを持つため高周波用途には不適。
  Inductive nature unsuitable for high-frequency circuits.

⚪ チップ抵抗 / Chip (SMD)

• 小型化に優れ、表面実装用。
  Compact, suitable for surface mounting.
• 高周波特性良好で量産に最適。
  Good high-frequency characteristics, ideal for mass production.
• サイズ：0201〜2512、定格電力はサイズ依存。
  Sizes from 0201 to 2512; power rating depends on size.

🟡 特殊抵抗 / Special Types

• シャント抵抗 (Shunt)：電流検出用、低抵抗（mΩ領域）。
  Shunt resistors for current sensing, very low resistance (mΩ).
• サーミスタ (Thermistor)：温度依存型（NTC/PTC）。
  Thermistors with temperature-dependent resistance (NTC/PTC).
• 可変抵抗 (Potentiometer, VR)：調整用。
  Variable resistors for tuning circuits.
• フォトレジスタ (CdS, LDR)：光依存型。
  Light-dependent resistors for optical sensing.

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📏 主要パラメータ / Key Parameters

パラメータ / Parameter	意味 / Meaning
抵抗値 (Ω) / Resistance	電流制御値 / Resistance value controlling current
許容差 (%) / Tolerance	公称値に対する誤差範囲 / Deviation from nominal value
定格電力 (W) / Power Rating	発熱許容能力 / Power handling capability
温度係数 (ppm/°C) / Temp. Coefficient	抵抗値の温度依存性 / Temperature dependence of resistance
ノイズ特性 / Noise	材料起因の雑音 / Noise due to material
最大動作電圧 / Max Operating Voltage	安全動作範囲 / Safe operating voltage

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🧮 電気特性と数式 / Electrical Characteristics & Formulas

• オームの法則 / Ohm’s Law
  Defines relationship between voltage, current, resistance.

\[V = IR\]

• ジュール熱 / Joule Heating
  Heat dissipation in resistor.

\[P = I^2 R = \frac{V^2}{R}\]

• 分圧回路 / Voltage Divider
  Voltage division between two resistors.

\[V_{out} = V_{in} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2}\]

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⚙️ 代表用途 / Applications

• 電流制御：LED点灯制御、回路保護
  Current limiting for LEDs, circuit protection
• 分圧回路：ADC基準電圧生成
  Voltage division for ADC references
• 終端抵抗：高速信号のインピーダンス整合
  Line termination for impedance matching in high-speed signals
• センシング：シャント抵抗による電流検出
  Current sensing with shunt resistors
• 温度補償：サーミスタによる温度制御
  Temperature compensation using thermistors

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🧵 設計上の考慮事項 / Design Considerations

• 発熱：$P = I^2R$ により発熱するため定格電力に注意。
  Watch resistor heating due to $P = I^2R$, select suitable rating.
• 公差：精密回路では ±1% 以下を選択。
  Choose ≤ ±1% tolerance for precision circuits.
• 寄生要素：高周波では配線インダクタンス・寄生容量を考慮。
  Consider parasitic inductance and capacitance at high frequency.
• フットプリント：実装密度と放熱設計を両立。
  Balance footprint density and thermal dissipation in PCB layout.

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🛡 信頼性と故障モード / Reliability & Failure Modes

• 開回路：長期ストレスで抵抗体が断線。
  Open circuit from long-term stress.
• 抵抗値変動：高温・湿度で抵抗値が変動。
  Resistance drift under high temp/humidity.
• 過熱劣化：電力過大印加による焼損。
  Burnout due to excessive power dissipation.
• はんだクラック：熱サイクルや振動で発生。
  Solder joint cracks from thermal cycling or vibration.

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🎯 学習目標 / Learning Goals

• 抵抗器の種類と特徴を理解する。
  Understand resistor types and characteristics.
• 主要パラメータと設計上の注意点を説明できる。
  Explain key parameters and design considerations.
• 実際の応用（終端、分圧、電流検出）に適用できる。
  Apply resistors in real applications (termination, division, sensing).

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🔗 関連リンク / Related Links

項目 / Item	説明 / Description	Links
⚡ Capacitors	電荷蓄積とフィルタリング Charge storage and filtering
🌀 Inductor	磁束蓄積とフィルタリング Magnetic flux storage and filtering
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