Ein weiterer Vorteil von Null-Ohm-Widerständen ist, dass sie sehr klein und platzsparend sind. Dies ist besonders wichtig in modernen elektronischen Geräten, in denen der Platz auf der Leiterplatte begrenzt ist. Null-Ohm-Widerstände können in engen Bereichen eingesetzt werden und somit die Effizienz der Schaltung verbessern.
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Wofür wird ein 0-Ohm-Widerstand verwendet?
Welche Funktion erfüllt ein 0-Ohm-Widerstand in einer Leiterplatte und ist es sinnvoll, ihn zu behalten, wenn er möglicherweise überflüssig ist?
Obwohl diese Komponente auf den ersten Blick unwichtig erscheint, erfüllt sie tatsächlich mindestens drei entscheidende Funktionen. Zwei davon sind eng mit dem Design, Test und der Herstellung verbunden, während die dritte Funktion auf einem anderen Bereich basiert.
Grundlegend für die Funktionsweise: Das Design der gedruckten Schaltung
Vor fünfzig Jahren waren Leiterplatten noch neu und es gab noch keine FR4-Glasepoxidplatten mit beidseitiger Beschichtung. Stattdessen bestanden die frühesten Platinen aus gepresstem Phenolpapier mit nur einer Kupferbeschichtung auf einer Seite. Die Komponenten wurden von Hand eingesetzt, da die meisten von ihnen groß waren, wie z.B. Vakuumröhrensockel, diskrete Transistoren, passive Bauelemente, Transformatoren und Steckverbinder.
Die Verdrahtung einer Platine auf nur einer Seite war in der Vergangenheit eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, bei der es oft zu Schwierigkeiten kam. Um Verbindungen zwischen zwei Leiterbahnen herzustellen, griff man auf Drahtbrücken zurück. Später wurde die Drahtbrücke durch einen diskreten, standardisierten Null-Ohm-Widerstand ersetzt, als die maschinelle Bestückung zur Verfügung stand, um dieselbe Funktion zu erfüllen.
Einige Menschen könnten denken, dass einseitige Phenolharzplatinen und Brücken veraltet sind, aber die Realität ist, dass sie auch heute noch in modernen Geräten wie Kaffeemaschinen oder Mikrowellenherden eingesetzt werden, um größere Komponenten zu montieren oder Topologieprobleme zu lösen.
Grund Nr. 2: Flexibilität als Schlüssel zum Erfolg bei Schaltungsentwicklung
Trotz unserer modernen Technologie werden Null-Ohm-Widerstände immer noch in mehrschichtigen FR-4-Leiterplattendesigns verwendet. Wenn die Leiterbahnführung sehr komplex ist, können einige Verbindungen unmöglich sein. Hier kann ein Null-Ohm-Widerstand an der kritischen Stelle eine zusätzliche Schicht „kaufen“.
Durch den Einsatz von Widerständen wird die Umkonfiguration der Verbindung und des Betriebs von Schaltkreisen erleichtert. Sie ermöglichen eine vollständige elektrische Trennung zwischen den Teilbereichen einer Leiterplatte, was das Debuggen und Testen erleichtert. SMT-Null-Ohm-Widerstände sind einfach zu entfernen oder zu installieren im Vergleich zu feinen Leiterbahnen, die aufgeschnitten und repariert werden müssen. Außerdem können Widerstände zum Kurzschließen von Funktionen, wie zusätzlichen Filterstufen, die nicht immer benötigt werden, oder für Test- und Kalibrierzyklen verwendet werden.
Diese Widerstände können auch verwendet werden, um ein einzelnes Leiterplattenlayout auf verschiedene Konfigurationen zuzuschneiden, selbst wenn die Leiterplatte bereits bestückt und gelötet ist. Wenn Sie beispielsweise einen Signalpfad in einer Dämpfungsschaltung haben, der entweder einen Widerstand von 0 Ohm oder 10 Ohm (?) benötigt, je nach den Anforderungen der Last, die das Produkt antreibt, können Sie die Platine so gestalten, dass sie entweder einen einzelnen Widerstand von 0 Ohm oder 10 ? aufnehmen kann. Der entsprechende Wert wird entweder auf der Stückliste festgelegt oder von Hand eingesetzt und verlötet. Alternativ können die Schaltung und die Platine so gestaltet werden, dass sowohl der 0-Ohm-Widerstand als auch der 10?-Widerstand parallel geschaltet werden, und der 0-Ohm-Widerstand entfernt wird, wenn 10 ? der richtige Wert ist.
Es gibt eine weitere Option: Sie könnten zwei verschiedene Leiterplatten-Layouts erstellen, eines mit einem Widerstand und eines ohne. Allerdings ist es besser, klüger und ökonomischer, nur ein Layout zu haben und den Null-Ohm-Widerstand nach Bedarf zu setzen oder zu entfernen.
Grund Nr. 3: Verhinderung von Reverse-Engineering
Ein weiterer Zweck von Null-Ohm-Widerständen besteht darin, die Schaltung zu erschweren und zu verbergen, um Reverse Engineering zu erschweren. Insbesondere bei Leistungsschaltungen wird dies häufiger angewendet. Wenn man versucht, den Schaltplan zurückzuverfolgen, wird es schwieriger, die verschiedenen Komponenten und ihre Funktionen zu identifizieren, wenn Null-Ohm-Widerstände eingebaut sind.
Mehrere Varianten von Null-Ohm-Widerständen in unterschiedlichen Paketgrößen
Es gibt Null-Ohm-Widerstände in Einzel- oder Mehrfacheinheiten. Ein Beispiel hierfür ist der SR1-0805-000 von NTE Electronics, Inc, ein einzelner Chipwiderstand, der in einem 0603-SMT-Gehäuse mit einer Größe von 1,5 × 0,8 Millimetern (mm) (0,06 × 0,03 Zoll) erhältlich ist.
Für den Fall, dass mehrere Null-Ohm-Widerstände in unmittelbarer Nähe zueinander benötigt werden, hat Panasonic das EXB-28VR000X-Array mit vier Widerständen in einem 0804-Gehäuse im Angebot.
Null-Ohm-Widerstände haben keine Toleranzgrenze in ihren Spezifikationen. Es wird ein maximaler Nennwert angegeben, obwohl ihre Verlustleistung 0 Ohm beträgt. Es gibt jedoch eine maximale tatsächliche Widerstandsstärke von 50 Milliohm.
Was leistet der Null-Ohm-Widerstand?
Der Null-Ohm-Widerstand ist ein sehr hilfreiches Bauelement, dessen Funktion zunächst nutzlos zu sein scheint. Designer wissen jedoch, dass er ihnen bei Schaltungs- und Layout-Problemen zu niedrigen Kosten helfen kann und darum bieten sie in verschiedenen Konfigurationen an.
