Schichtwiderstand

Ein Schichtwiderstand ist eine Bauart eines elektrischen Widerstands in elektronischen Schaltungen, bei dem das Widerstandselement als dünne Schicht auf einem Träger aufgebracht ist. Im Aufbau besteht der Schichtwiderstand aus einem elektrisch nicht leitenden, meist keramischen Kern als Trägermaterial, der mit einer Schicht aus einem Widerstandmaterial und zwei metallenen Anschlüssen versehen ist. Die dünne Schicht erlaubt aufgrund der geringen Querschnittsfläche höhere Widerstandswerte; nochmals höhere Widerstandswerte werden mit Hilfe einer Wendel- oder Mäanderstruktur in der Widerstandsschicht erreicht, die die Querschnittsfläche weiter reduziert und zugleich den Strompfad verlängert. Ein Abgleich des elektrischen Widerstandwertes ist durch Schleifen, Sandstrahlen, Elektronenstrahl- oder Laserabtrag der Widerstandsschicht möglich. Die Schichtwiderstände werden neben ihren elektrischen Eigenschaften nach dem Material der Widerstandsschicht, nach der Herstellungstechnik und der Bauform klassifiziert. Sie sind die am häufigsten genutzte Widerstandsbauart in der Elektronik.

Während bis in die 1970er Jahre Kohleschichtwiderstände als kostengünstigstes Bauelement überwiegten, wurden sie in dieser Rolle durch Dickfilmwiderstände abgelöst, die zudem bessere elektrische Eigenschaften wie Fertigungstoleranz und Temperaturkoeffizient des Widerstandes aufweisen. Für Präzisionsanwendungen eignen sich Metall-Dünnfilmwiderstände; sie können im Vergleich zu Dickschichtwiderständen mit nochmals

• höherer Genauigkeit gefertigt werden, und können eine
• geringere Alterung, ein
• geringeres Strom- bzw. Spannungsrauschen, eine
• geringere Abhängigkeit von Temperatur anderen Umwelteinflüssen
• aber auch eine geringere Impulsfestigkeit aufweisen.

Übliche Fertigungstoleranzen und Temperaturkoeffizienten sind bei

Kohleschicht: ${\displaystyle 5\dots 10\%,\quad T_{K}=-200\ldots -1200\ \mathrm {ppm} /\mathrm {K} }$

Dickschicht: ${\displaystyle 0{,}1\dots 5\%,\quad T_{K}=\pm 50\ldots \pm 300\ \mathrm {ppm} /\mathrm {K} }$

Metallschicht: ${\displaystyle 0{,}005\dots 1\%,\quad T_{K}=\pm 2\ldots \pm 50\ \mathrm {ppm} /\mathrm {K} }$

Metallschicht bzw. Dünnfilmwiderstände liegen in den Kosten über denen von Dickschichtwiderständen. Beide Bauweisen werden auch in Form eines Widerstandsnetzwerkes angeboten; insbesondere bei ersteren können dabei Toleranz und Temperaturkoeffizient zwischen den Widerständen des Netzwerkes verringert werden. Zudem können Metallschichtwiderstände, insbesondere in Form von Netzwerken, eine geringere Ausfallrate als Kohleschicht-, Metalloxidschicht- oder Drahtwiderstände aufweisen; die Ausfallrate liegt je nach Betriebstemperatur bei unter 1 Ausfall in einem Zeitintervall von einer Milliarde Stunden.