ตัวต้านทาน

ตัวต้านทาน หรือ รีซิสเตอร์ (อังกฤษ: resistor) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติในการต้านการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า ทำด้วยลวดต้านทานหรือถ่านคาร์บอน เป็นต้น นั่นคือ ถ้าอุปกรณ์นั้นมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะน้อยลง เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดพาสซีฟสองขั้ว ที่สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขั้วทั้งสอง (V) โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (I) อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือค่าความต้านทานของตัวนำมีหน่วยเป็นโอห์ม (สัญลักษณ์: Ω) เขียนเป็นสมการตามกฏของโอห์ม ดังนี้ ค่าความต้านทานนี้ถูกกำหนดว่าเป็นค่าคงที่สำหรับตัวต้านทานธรรมดาทั่วไปที่ทำงานภายในค่ากำลังงานที่กำหนดของตัวมันเอง ตัวต้านทานทำหน้าที่ลดการไหลของกระแสและในเวลาเดียวกันก็ทำหน้าที่ลดระดับแรงดันไฟฟ้าภายในวงจรทั่วไป อาจเป็นแบบค่าความต้านทานคงที่ หรือค่าความต้านทานแปรได้ เช่นที่พบในตัวต้านทานแปรตามอุณหภูมิ (อังกฤษ: thermistor), ตัวต้านทานแปรตามแรงดัน (อังกฤษ: varistor), ตัวหรี่ไฟ (อังกฤษ: trimmer), ตัวต้านทานแปรตามแสง (อังกฤษ: photoresistor) และตัวต้านทานปรับด้วยมือ (อังกฤษ: potentiometer) ตัวต้านทานเป็นชิ้นส่วนธรรมดาของเครือข่ายไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นที่แพร่หลาย ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะประกอบด้วยสารประกอบและฟิล์มต่าง ๆ เช่นเดียวกับ สายไฟต้านทาน (สายไฟที่ทำจากโลหะผสมความต้านทานสูง เช่น นิกเกิล-โครเมียม) ยังถูกนำไปใช้ในวงจรรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์แอนะล็อก และยังสามารถรวมเข้ากับวงจรไฮบริดและวงจรพิมพ์ ฟังก์ชันทางไฟฟ้าของตัวต้านทานจะถูกกำหนดโดยค่าความต้านทานของมัน ตัวต้านทานเชิงพาณิชย์ทั่วไปถูกผลิตในลำดับขนาดที่มากกว่าเก้าขั้น ค่าความต้านทานที่กำหนดจะอยู่ภายในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของการผลิตตามที่ระบุไว้ ตัวต้านทานที่ถูกใช้ในการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ อาจต้องการความแม่นยำตามการใช้งานเฉพาะของมัน นอกจากนี้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานยังอาจต้องพิจารณาในการใช้งานบางอย่าง ตัวต้านทานในทางปฏิบัติยังต้องมีการระบุระดับพลังงานสูงสุดที่ทนได้ซึ่งจะต้องเกินกว่าการกระจายความร้อนของตัวต้านทานที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในวงจรเฉพาะ สิ่งนี้เป็นข้อพิจารณาหลักในการใช้งานกับอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ตัวต้านทานที่มีอัตรากำลังที่สูงกว่าก็จะมีขนาดที่ใหญ่กว่าและอาจต้องใช้แผ่นระบายความร้อน (heat sink) ในวงจรไฟฟ้าแรงดันสูงอาจต้องให้ความสนใจกับอัตราแรงดันการทำงานสูงสุดของตัวต้านทาน ถ้าไม่ได้พิจารณาถึงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานขั้นต่ำสุดสำหรับตัวต้านทาน ความล้มเหลวอาจก่อให้เกิดการใหม้ของตัวต้านทาน เมื่อกระแสไหลผ่านตัวมัน โอห์ม (สัญลักษณ์: Ω) เป็นหน่วย SI ของความต้านทานไฟฟ้า ถูกตั้งชื่อตาม จอร์จ ไซมอนโอห์ม หนึ่งโอห์มเทียบเท่ากับหนึ่งโวลต์ต่อหนึ่งแอมแปร์ เนื่องจากตัวต้านทานถูกระบุค่าและถูกผลิตในจำนวนที่เยอะมาก หน่วยที่หาได้เป็นมิลลิโอห์ม(1 mΩ = 10−3 Ω), กิโลโอห์ม (1 kΩ = 103 Ω) และ เมกะโอห์ม (1 MΩ = 106 Ω) ยังมีในการใช้งานทั่วไป ค่าตรงข้ามความต้านทานเรียกว่าค่า conductance ต้วย่อ G = 1/R และมีหน่วยวัดเป็น siemens (หน่วย SI) บางครั้งเรียกว่า mho ดังนั้นซีเมนส์เป็นส่วนกลับของโอห์ม: 𝑆=Ω−1 แม้ว่าแนวคิดของ conductance มักจะถูกใช้ในการวิเคราะห์วงจร ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะถูกระบุไว้เสมอในแง่ของความต้านทาน (โอห์ม) มากกว่าค่า conductance สัญลักษณ์ที่ใช้สำหรับตัวต้านทานในวงจรแตกต่างไปตามมาตรฐานของแต่ละประเทศ สัญลักษณ์ทั่วไปมีสองอย่าง ดังนี้ สัญลักษณ์ที่จะระบุค่าของตัวต้านทานในวงจรจะแตกต่างกันไปเช่นกัน สัญลักษณ์ของยุโรป เลี่ยงการใช้ตัวคั่นทศนิยมและคำนำหน้าสัญลักษณ์แบบ SI แทนสำหรับค่าเฉพาะอย่าง ตัวอย่างเช่น 8k2 ในวงจรไดอะแกรมจะบ่งชี้ค่าความต้านทานของ 8.2 kΩ เลขศูนย์ที่เพิ่มเข้าไปจะบ่งบอกถึงความอดทนที่เข้มงวดมาก ตัวอย่างเช่น 15M0 เมื่อค่าสามารถแสดงโดยไม่ต้องใช้คำนำหน้า SI, 'R' ถูกนำมาใช้แทนตัวคั่นทศนิยม ตัวอย่างเช่น 1R2 บ่งชี้ 1.2 Ω และ 18R แสดง 18 Ω การใช้สัญลักษณ์คำนำหน้า SI หรือตัวอักษร 'R' หลีกเลี่ยงปัญหาที่ตัวคั่นทศนิยมมีแนวโน้มที่จะ 'หายไป' เมื่อมีการถ่ายเอกสารแผนภาพวงจรพิมพ์ พฤติกรรมของตัวต้านทานในอุดมคติจะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ที่ระบุไว้ในกฎของโอห์มดังนี้: กฎของโอห์มระบุว่า แรงดันไฟฟ้า (V) ที่ตกคร่อมความต้านทานจะเป็นสัดส่วนกับกระแส (I) เมื่อค่าคงที่ของสัดส่วนเป็นความต้านทาน (R) ในส่วนที่เท่าเทียมกัน กฎของโอห์มสามารถระบุได้ว่า: สมการนี้กำหนดว่ากระแส (I) เป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า (V) และแปรผกผันกับความต้านทาน (R) สมการนี้จะถูกนำมาใช้โดยตรงในการคำนวณในทางปฏิบัติ ตัวอย่างเช่นถ้าตัวต้านทาน 300 โอห์ม ต่อคร่อมระหว่างขั้วของแบตเตอรี่ 12 โวลต์ ดังนั้นกระแส 12/300 = 0.04 แอมแปร์ (หรือ 40 มิลลิแอมแปร์) จะไหลผ่านตัวต้านทานตัวนั้น ในการต่อแบบอนุกรม กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานทุกตัวมีจำนวนเท่ากัน แต่แรงดันไฟฟ้าในแต่ละตัวต้านทานจะเป็นสัดส่วนกับความต้านทานของมัน ความต่างศักย์(แรงดัน)ที่เห็นตกคร่อมในเครือข่ายทั้งหมดคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าเหล่านั้น ความต้านทานรวมสามารถหาได้จากผลรวมของความต้านทานของแต่ละตัวเหล่านั้น ในกรณีพิเศษ, ตัวต้านทานของจำนวน N ตัวมีความต้านทานเท่ากันเท่ากับ R ต่อกันแบบอนุกรม ความต้านทานรวมจะเท่ากับ NxR ดังนั้นหากตัวต้านทานหนึ่งตัวขนาด 100K โอห์ม ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานขนาด 22K โอห์มหนึ่งตัว ความต้านทานรวมจะเท่ากับ 122K โอห์ม ทั้งสองตัวนี้จะทำงานในวงจรราวกับว่าพวกมันเป็นตัวต้านทานตัวเดียวที่มีค่าความต้านทาน 122K โอห์ม; สาม ตัวต้านทานขนาด 22K โอห์ม(จำนวน = 3, R = 22K ) จะสร้างความต้านทานเท่ากับ 3x22K = 66K โอห์ม ตัวต้านทานที่ต่อแบบขนานกัน ความต่างศักย์ (แรงดัน) ของแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากัน แต่กระแสทั้งหมดจะเท่ากับกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวนำมารวมกัน ค่า conductances ของตัวต้านทานจะถูกนำมารวมกันเพื่อพิจารณาค่า conductances ของเครือข่าย ดังนั้นค่าความต้านทานเทียบเท่า (Req) ของเครือข่ายที่สามารถคำนวณได้ดังนี้ : ดังนั้น ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทาน 10 โอห์มต่อขนานกับตัวต้านทาน 5 โอห์มและ 15 โอห์ม ตัวต้านทานจะผลิตส่วนผกผันของ 1/10+1/5+1/15 หรือ 1/(.1+.2+.067) = 2,725 โอห์ม ยิ่งมีจำนวนของตัวต้านทานต่อขนานกันมากเท่าไร ความต้านทานโดยรวมยิ่งน้อยลงเท่านั้น และความต้านทานรวมจะไม่สูงไปกว่าตัวต้านทานที่มีค่าต่ำสุดในกลุ่ม(ในกรณีข้างต้นตัวต้านทานน้อยที่สุดคือ 5 โอห์ม ดังนั้นความต้านทานรวมของตัวต้านทานที่ต่อกันแบบคู่ขนานจะไม่มีทางสูงกว่า 5 โอห์ม) ความต้านทานขนานเทียบเท่าสามารถแสดงในสมการโดยสองเส้นแนวตั้ง "||" (เหมือนในเรขาคณิต)ให้เป็นสัญลักษณ์ง่าย ๆ บางครั้ง สอง slashes "//" ถูกนำมาใช้แทน "||" ในกรณีที่ แป้นพิมพ์หรือฟ้อนท์ขาดสัญลักษณ์เส้นแนวตั้ง สำหรับกรณี ที่สองตัวต้านทานต่อแบบขนานนี้สามารถคำนวณโดยใช้ : เครือข่ายตัวต้านทานที่มีการรวมกันของการเชื่อมต่อแบบขนานและอนุกรมสามารถแบ่งออกเป็นส่วนเล็ก ๆ ที่มีบางตัวต่ออนุกรมและบางตัวต่อขนานกัน ยกตัวอย่างเช่น อย่างไรก็ตาม เครือข่ายตัวต้านทานที่ซับซ้อนบางส่วนไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยลักษณะนี้ จำเป็นต้องใช้การวิเคราะห์วงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่นพิจารณาลูกบาศก์อันหนึ่ง แต่ละขอบถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทานตัวหนึ่ง แล้วความต้านทานจะเป็นเท่าไร ถ้าวัดระหว่างสองจุดตรงข้ามในแนวดิ่ง ในกรณีที่มี 12 ตัวต้านทานเทียบเท่าก็สามารถแสดงให้เห็นว่าความต้านทานจากมุมหนึ่งมาอีกมุมหนึ่งจะเป็น 5⁄6 ของความต้านทานแต่ละตัว ทั่วไปแล้ว การแปลง Y- Δ หรือ วิธีการเมทริกซ์ที่เรียกว่า Equivalent impedance transforms#2-terminal, n-element, 3-element-kind networks สามารถนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว หนึ่งในการใช้งานภาคปฏิบัติของความสัมพันธ์เหล่านี้คือ ค่าที่ไม่ได้มาตรฐานของความต้านทาน โดยทั่วไปจะสามารถถูกสังเคราะห์โดยการเชื่อมต่อค่ามาตรฐานหลายตัวแบบอนุกรมหรือแบบขนาน นอกจากนี้ยังสามารถถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ความต้านทานที่มีระดับพลังงานสูงกว่าของแต่ละตัวต้านทานที่ถูกใช้ ในกรณีพิเศษของตัวต้านทาน N ตัวขนาดเดียวกัน ทั้งหมดถูกเชื่อมต่อ แบบอนุกรม หรือแบบขนาน ระดับพลังงานของตัวต้านทานรวมจะเท่ากับ N เท่าของระดับพลังงานของตัวต้านทานแต่ละตัว ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง กำลังงาน P ที่ถูกบริโภคโดยตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทาน R (โอห์ม)จะถูกคำนวณเป็น : 𝑃=𝐼2𝑅=𝐼𝑉=𝑉2𝑅 เมื่อ V (โวลต์) เป็นแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานและ I (แอมป์) เป็นกระแสไฟฟ้าที่ไหล ผ่านมัน รูปแบบแรกคือคำสอนที่พูดขึ้นใหม่ของกฎข้อที่หนึ่งของจูล โดยการใช้กฎของโอห์ม รูปแบบอื่นอีกสองอย่างสามารถถูกนำมาต่อยอดได้ กำลังนี้จะถูกแปลงเป็นความร้อนซึ่งจะต้องกระจายไปในร่างกายของตัวต้านทาน พลังงานความร้อนทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกมาในช่วงเวลาหนึ่งสามารถกำหนดได้จากผลรวมของกำลังงานในช่วงเวลานั้น: ดังนั้น เราสามารถเขียนกำลังงานเฉลี่ยที่กระจายไปในช่วงเวลานั้นโดยเฉพาะได้ว่า ถ้าเวลาช่วง t1 - t2 ถูกเลือกให้เป็นหนึ่งรอบที่สมบูรณ์ของสัญญาณเป็นระยะ ๆ (หรือเลขจำนวนเต็มของรอบ) ดังนั้น ผลนี้จะมีค่าเท่ากับกำลังงานเฉลี่ยระยะยาวที่สร้างขึ้นเป็นความร้อน ซึ่งจะมีการกระจายไปอย่างต่อเนื่อง. ด้วยสัญญาณเป็นระยะ ๆ (เช่น/ แต่ไม่จำกัดแค่เพียงคลื่นไซน์) ดังนั้นค่าเฉลี่ยในช่วงรอบที่สมบูรณ์ (หรือในระยะยาว) นี้จะหาได้จาก 𝑃¯=𝐼𝑟𝑚𝑠𝑉𝑟𝑚𝑠=𝐼𝑟𝑚𝑠2𝑅=𝑉𝑟𝑚𝑠2𝑅 เมื่อ Irms และ Vrms เป็นค่า root mean square ของกระแสและแรงดัน ในกรณีใด ๆ ความร้อนที่ถูกสร้างขึ้นในตัวต้านทานที่จะต้องถูกกระจายไปก่อนที่อุณหภูมิของมันเพิ่มขึ้นมากเกินไป ตัวต้านทานจะมีอัตราการใช้งานตามการกระจายกำลังงานสูงสุด ตัวต้านทานเดี่ยว ๆ ส่วนใหญ่ใน ระบบอิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตทสามารถดูดซับกำลังไฟฟ้าได้น้อยกว่าหนึ่งวัตต์มากและไม่ต้องให้ความสนใจกับระดับกำลังงานเป็นพิเศษ ตัวต้านทานดังกล่าวรวมทั้งส่วนใหญ่ของแพคเกจตามรายละเอียดด้านล่างนี้ มักจะมีการจัดอัตราเป็น 1/10, 1/8 หรือ 1/4 วัตต์ ตัวต้านทานที่ต้องกระจายกำลังงานจำนวนมาก เช่นที่ใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งจ่ายไฟ วงจรการแปลงกำลังงาน และตัวขยายสัญญาณกำลัง โดยทั่วไปจะเรียกว่า ตัวต้านทานกำลัง การกำหนดนี้ถูกนำมาใช้อย่างหลวม ๆ สำหรับตัวต้านทานที่มีอัตรากำลังที่ 1 วัตต์หรือมากกว่า ตัวต้านทานกำลังมีขนาดใหญ่กว่าและอาจจะไม่ได้ใช้ค่า, รหัสสี, และแพคเกจภายนอกที่อธิบายไว้ด้านล่าง หากกำลังงานเฉลี่ยที่กระจายไปโดยตัวต้านทานมีมากกว่าอัตรากำลังงานของมัน ความเสียหายบนตัวต้านทานอาจเกิดขึ้นหรืออาจเปลี่ยนแปลงความต้านทานอย่างถาวร ซึ่งแตกต่างจากการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับของความต้านทานเนื่องจาก ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของมันเมื่อมันอุ่น กระจายกำลังงานมากเกินไปอาจเพิ่มอุณหภูมิของตัวต้านทานจนถึงจุดที่มันสามารถเผาไหม้แผงวงจรหรือชิ้นส่วนที่อยู่ใกล้เคียง หรือแม้กระทั่งทำให้เกิดไฟไหม้ มีตัวต้านทานที่ออกแบบมาไม่ติดไฟ ซึ่งจะหยุดทำงาน (เปิดวงจร) ก่อนที่จะมันจะร้อนมากเกินไปจนเป็นอันตราย แต่ถ้าการไหลเวียนของอากาศไม่ดี หรืออยู่สูงจากพื้นดิน หรือทำงานในอุณหภูมิที่สูง ตัวต้านทานอาจต้องใช้อัตราการกระจายกำลังงานที่สูงกว่าปกติ นอกจากนี้ ตัวต้านทานบางชนิดและบางอัตรา ยังอาจมีอัตราแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ซึ่งอาจจำกัด การกระจายกำลังที่มีอยู่สำหรับค่าความต้านทานที่สูงขึ้น ตัวต้านทานในทางปฏิบัติมีค่าการเหนี่ยวนำต่ออนุกรมและค่าการเก็บประจุขนาดเล็กขนานอยู่กับมัน ข้อกำหนดเหล่านี้จะมีความสำคัญในการใช้งานความถี่สูง ในตัวขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำหรือพรีแอมป์ ลักษณะการรบกวนของตัวต้านทานอาจเป็นประเด็น การเหนี่ยวนำที่ไม่ต้องการ, เสียงรบกวนมากเกินไปและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ ในการผลิตตัวต้านทาน ปกติจะไม่ได้ถูกระบุค่าไว้เป็นรายต้วในการผลิตโดยใช้เทคโนโลยีอย่างใดอย่างหนึ่ง ตระกูลของตัวต้านทานเดี่ยวก็มีคุณลักษณะตาม form factor นั่นคือขนาดของอุปกรณ์และตำแหน่งของขา (หรือขั้วไฟฟ้า) ซึ่งมีความเกี่ยวข้องในการผลิตจริงของวงจรที่นำไปใช้ ชนิดของตัวต้านทาน ตัวต้านทานที่ผลิตออกมาในปัจจุบันมีมากมายหลายชนิด ในกรณีที่แบ่งโดยยึดเอาค่าความต้านทานเป็นหลักจะแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดคือ 1. ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor) 2. ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (Adjustable Resistor) 3. ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor) ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่มีหลายประเภท เช่น ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition), ตัวทานแบบฟิล์มโลหะ (Metal Film), ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน (Carbon Film), ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound), ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา (Thick Film Network), ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง (Thin Film Network) ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้มีลักษณะคล้ายกับแบบไวร์วาวด์ แต่โดยส่วนใหญ่บริเวณลวดตัวนำจะไม่เคลือบด้วยสารเซรามิคและมีช่องว่างทำให้มองเห็นเส้นลวดตัวนำ โดยจะมีขาปรับให้สัมผัสเข้ากับจุดใดจุดหนึ่ง บนเส้นลวดของความต้านทาน ตัวต้านทานแบบนี้ส่วนใหญ่มีค่าความต้านทานต่ำ แต่อัตราทนกำลังวัตต์สูง การปรับค่าความต้านทานค่าใดค่าหนึ่ง สามารถกระทำได้ในช่วงของความต้านทานตัวนั้น ๆ เหมาะกับงานที่ต้องการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเสมอ ๆ ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) โครงสร้างภายในทำมาจากคาร์บอน เซรามิค หรือพลาสติกตัวนำ ใช้ในงานที่ต้องการเปลี่ยนค่าความต้านทานบ่อย ๆ เช่นในเครื่องรับวิทยุ, โทรทัศน์ เพื่อปรับลดหรือเพิ่มเสียง, ปรับลดหรือเพิ่มแสงในวงจรหรี่ไฟ มีอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งานเช่น โพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer) หรือพอต (Pot) สำหรับชนิดที่มีแกนเลื่อนค่าความต้านทาน หรือแบบที่มีแกนหมุนเปลี่ยนค่าความต้านทานคือโวลลุ่ม (Volume) เพิ่มหรือลดเสียงมีหลายแบบให้เลือกคือ 1 ชั้น, 2 ชั้น และ 3 ชั้น เป็นต้น ส่วนอีกแบบหนึ่งเป็นแบบที่ไม่มีแกนปรับโดยทั่วไปจะเรียกว่า โวลลุ่มเกือกม้า หรือทิมพอต (Trimpot) ชิ้นส่วนที่ต้องใส่ลงในรูบนบอร์ดมักจะมีสายตัวนำที่เป็นขาออกจากปลายลำตัว (axial) อื่น ๆ นอกจากนี้ จะมีขาออกจากกลางลำตัวเหมือนรัศมี (radial) ตัวต้านทานอื่น ๆ อาจเป็นแบบเทคโนโลยีการวางบนพื้นผิว (อังกฤษ: Surface-mount technology) หรือ SMT ในขณะที่ ตัวต้านทานกำลังงานสูงอาจจะมีขาใดขาหนึ่งถูกออกแบบให้อยู่ใน heat sink ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนประกอบด้วยชิ้นส่วนความต้านทานทรงกระบอกทึบ กับสายตัวนำ(ขา)แบบฝังหรือจุกปลายโลหะสำหรับต่อกับสายตัวนำ ลำตัวของตัวต้านทานได้รับการป้องกันด้วยสีหรือพลาสติก ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนไม่มีฉนวนที่ลำตัว; สายตัวนำถูกพันรอบปลายของแกนชิ้นส่วนความต้านทานและบัดกรีเข้าด้วยกัน ตัวต้านทานที่สำเร็จแล้วจะถูกวาดด้วยรหัสสีเพื่อบอกค่าของมัน ชิ้นส่วนวามต้านทานถูกทำจากส่วนผสมของคาร์บอนบดละเอียด (เป็นผง) และ วัสดุฉนวน (ปกติเป็นเซรามิก) เรซินจะยึดส่วนผสมเข้าด้วยกัน ความต้านทานจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของวัสดุ เติม (ผงเซรามิก) เทียบกับคาร์บอน คาร์บอนความเข้มข้นยิ่งสูง-ตัวนำยิ่งดี-เป็นผลให้ความต้านทานยิ่งต่ำ ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนถูกนำมาใช้กันโดยทั่วไปในปี 1960s และก่อนหน้านี้ แต่จะไม่เป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานทั่วไปในปัจจุบัน เมื่อตัวต้านทานประเภทอื่น ๆ มีคุณสมบัติที่ดีกว่า เช่น ความอดทน การพึ่งพาอาศัยแรงดัน และความเครียด (ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนจะเปลี่ยนค่าเมื่อเครียดด้วยแรงดันไฟฟ้าเกิน) นอกจากนี้ หากมีความชื้นภายใน (จากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ชื้นเป็นเวลานาน) หรือความร้อนจากการบัดกรีจะสร้างการเปลี่ยนแปลงในค่าความต้านทานที่ย้อนกลับไม่ได้ ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนมี เสถียรภาพกับเวลาที่ไม่ดีและมีผลสะท้อนให้ถูกเลือกโดยโรงงานให้มีความอดทนที่ดีที่สุดเพียง 5% เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ตัวต้านทานเหล่านี้ ถ้ามันไม่เคยอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าเกินหรือร้อนเกิน มันจะเป็นที่เชื่อถือได้อย่างน่าทึ่ง เมื่อพิจารณาถึงขนาดของส่วนประกอบของมัน ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนยังคงมีใช้อยู่ แต่เมื่อเทียบกันแล้วค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง ค่าอยู่ระหว่างเศษของโอห์มถึง 22 เมกะโอห์ม เนื่องจากราคาที่สูง ตัวต้านทานเหล่านี้จะไม่ถูกใช้ในงานทั่วไป โดยจะถูกใช้ในแหล่งจ่ายไฟและการควบคุมการเชื่อม ตัวต้านทานคาร์บอนที่ทำจากชั้นของแผ่นคาร์บอนที่ถูกอัดระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่น การปรับความดันที่ใช้หนีบจะเปลี่ยนแปลงความต้านทานระหว่างแผ่นนั้น ตัวต้านทานเหล่านี้จะถูกนำมาใช้เมื่อต้องการใช้โหลดที่ปรับได้ ตัวอย่างเช่น ในการทดสอบแบตเตอรี่รถยนต์หรือเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ ตัวต้านทานกองคาร์บอนยังสามารถใช้ในการควบคุมความเร็วมอเตอร์ขนาดเล็กในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน (จักรเย็บผ้า, เครื่องผสมมือถือ) ที่มีอัตราใช้งานสูงไม่กี่ร้อยวัตต์ ตัวต้านทานกองคาร์บอนสามารถรวมอยู่ในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยใช้ควบคุมกระแสของสนามแม่เหล็กเพื่อรักษาแรงดันสัมพันธ์ให้คงที่ หลักการนี้ยังถูกนำมาใช้ในไมโครโฟนคาร์บอนอีกด้วย ฟิล์มคาร์บอนจะถูกวางลงบนพื้นผิวฉนวนและถูกตัดเป็นวงรีเพื่อสร้างเป็นเส้นทางความต้านทานที่ยาวและแคบ การเปลี่ยนแปลงของรูปทรง ควบคู่ไปกับความต้านทานของคาร์บอนอสัณฐาน (ระหว่าง 500-800 μΩ เมตร) สามารถให้ความหลากหลายของความต้านทาน เมื่อเทียบกับองค์ประกอบคาร์บอน พวกมันให้คุณลักษณะของเสียงรบกวนต่ำ เนื่องจากความแม่นยำของการกระจายแกรไฟท์บริสุทธิ์โดยไม่ต้องมีผลผูกพัน ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนมีช่วงอัตรากำลังที่ 0.125–5 วัตต์ที่ 70 °C ความต้านทานช่วงใช้ได้มีตั้งแต่วันที่ 1 โอห์ม ถึง 10 เมกะโอห์ม ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนมีช่วงอุณหภูมิการดำเนินงาน ระหว่าง −55 °C ถึง 155 °C และมีช่วงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในการทำงานที่ 200–600 โวลต์ ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนพิเศษถูกใช้ในงานที่ต้องการความมั่นคงของพัลส์สูง ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนสามารถถูกพิมพ์โดยตรงลงบนพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิต PCB ในขณะที่เทคนิคนี้เป็นเรื่องปกติมากขึ้นในโมดูล PCB ไฮบริด มันก็ยังสามารถถูกนำมาใช้ใน PCB แบบไฟเบอร์กลาสมาตรฐาน ความคลาดเคลื่อน โดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่มากและสามารถอยู่ในราว 30% การใช้งานทั่วไปจะเป็นตัวต้านทานที่ทำงานเป็นตัว pull-up ที่ไม่วิกฤต ตัวต้านทานฟิล์มหนาได้รับความนิยมในช่วงปี 1970s และตัวต้านทานแบบ SMD (surface mount device) ส่วนใหญ่วันนี้เป็นตัวต้านทานชนิดนี้ ชิ้นส่วนต้านทานของฟิล์มหนาจะหนาเป็น 1000 เท่ากว่าฟิล์มบาง แต่ความแตกต่างที่สำคัญจะเป็นวิธีการที่ฟิล์มจะถูกนำไปใช้กับกระบอก(ตัวต้านทานแบบแกน) หรือพื้นผิว(ตัวต้านทานแบบ SMD) ตัวต้านทานฟิล์มบางจะถูกทำโดยการสปัตเตอร์ (วิธีการของการสะสมสูญญากาศ) วัสดุต้านทานบนพื้นผิวฉนวน จากนั้นฟิล์มจะถูกฝังในลักษณะที่คล้ายกันกับวิธีการเก่า (แบบลด) เพื่อทำแผงวงจรพิมพ์ นั่นคือ พื้นผิวจะถูกเคลือบด้วยวัสดุไวแสง จากนั้นจะถูกคลุมด้วยฟิลม์ตามแบบ, ฉาบด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต และจากนั้นจัดการฉายแสงลงบนบริเวณที่เคลือบด้วนสารไวแสง ฟิล์มบาง ๆ ที่อยู่ด้านใต้จะถูกกัดออกไป ตัวต้านทานฟิล์มหนาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยใช้การสกรีนและการพิมพ์ลายฉลุ เพราะช่วงเวลาระหว่างการทำสปัตเตอร์จะสามารถควบคุมได้ ความหนาของฟิล์มบางจึงสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ ชนิดของวัสดุก็ยังแตกต่างกัน มักจะประกอบด้วยตัวนำเซรามิก (cermet) หนึ่งตัวนำหรือมากกว่า เช่น แทนทาลัมไนไตรด์ (TaN), รูทีเนียมออกไซด์ (RuO) 2), ตะกั่วออกไซด์ (PbO), bismuth ruthenate ( Bi2RU 2O7), นิกเกิลโครเมียม (NiCr) หรือ bismuth iridate (Bi2Ir2O7) ความต้านทานของทั้งฟิล์มบางและฟิล์มหนาหลังการผลิตจะไม่ถูกต้องอย่างมาก พวกมันมักจะ ถูกตัดเล็มให้เป็นค่าที่ถูกต้องโดยการขัดหรือการตัดด้วยเลเซอร์ ตัวต้านทานฟิล์มบางมักจะถูกระบุความคลาดเคลื่อนอยู่ที่ 0