Schichtwiderstand

Ein Schichtwiderstand ist eine Bauart eines elektrischen Widerstands in elektronischen Schaltungen, bei dem das Widerstandselement als dünne Schicht auf einem Träger aufgebracht ist; sie sind die am häufigsten genutzte Widerstandsbauart. 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. Während bis in die 1970er Jahre Kohleschichtwiderstände als kostengünstigstes Bauelement überwogen, 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 Nichtlinearität, eine
• geringere Abhängigkeit von Temperatur und anderen Umwelteinflüssen
• aber auch eine geringere Impulsfestigkeit aufweisen.

Übliche Fertigungstoleranzen und Temperaturkoeffizienten sind bei

Kohleschicht: ${\displaystyle 2\dots 10\%,\quad T_{K}=-200\ldots -1200\ \mathrm {ppm} /\mathrm {K} }$

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; je nach Stückzahl und Spezifikation können Herstellungskosten bzw. Handelspreise weit unter einem Cent (Stand 2025) erreicht werden. Beide Bauweisen werden auch in Form eines Widerstandsnetzwerkes angeboten; insbesondere bei Dünnschicht-Widerstandsnetzwerken können dabei Toleranz und Temperaturkoeffizient zwischen den Widerständen des Netzwerkes verringert werden; bei Dickschicht-Widerstandsnetzwerken stehen günstigere Bestück- und Materialkosten pro Widerstandselement im Vordergrund.

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