Vorteile von Dünnschicht-Widerständen
Passender Widerstand für welche Anwendung?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Wärme und Impulse
Es gilt, weitere Einflussgrößen wie Wärme über die Zeit, Impulse, Feuchte oder Lötwärme für eine Gesamtbetrachtung der möglichen Änderungen (Worst-Case-Betrachtung) zu berücksichtigen. Diese Änderungen sind zum einen zeitabhängig; sie werden aber auch durch einmalige oder sich wiederholende Belastungen hervorgerufen.
Diverse Angaben zur Toleranz, zum Wertebereich und zum Temperaturkoeffizienten sind in der Regel in den Datenblättern der Widerstände vermerkt. Dort wird auch ihr Verhalten unter bestimmten Umwelt- oder Prüfbedingungen beschrieben.
Jobangebote+ passend zum Thema
Rauschen und Frequenzverhalten
Anwendungen, die eine hohe Rauscharmut erfordern, profitieren ebenfalls von Dünnschicht-Widerständen. Grundsätzlich unterscheidet man bei Widerständen zwei Rauschmechanismen: das thermische Widerstandsrauschen und das Stromrauschen. Ersteres ist physikalisch bedingt und tritt bei jedem ohmschen Widerstand – unabhängig von einer angelegten Spannungsquelle – auf. Dieser Effekt ist also unvermeidbar. Im absoluten Nullpunkt (0 K = –273 °C) ist es gleich Null und steigt bzw. fällt linear mit der Temperatur.
Im Gegensatz dazu entsteht Stromrauschen nur dann, wenn eine Spannung an den Widerstand angelegt wird. Der fließende Strom ist nicht absolut konstant, sondern von einem Rauschsignal überlagert, das vom fließenden Strom selbst verursacht wird. Das Stromrauschen steigt proportional zur angelegten Spannung und hängt stark vom verwendeten Widerstandsmaterial ab.
Hohes Stromrauschen erzeugen vor allem Standard-Dickschicht-Widerstände mit einem ohmschen Widerstand von mehr als 1 kΩ. Dieses Stromrauschen resultiert aus dem Überspringen der Ladungsträger innerhalb des Kristallgitters der Widerstandsschicht. Dünnschicht-Widerstände hingegen erzeugen nur ein geringes thermisches Rauschen, da bei ihnen die thermische Bewegung der Elektronen vergleichsweise gering ist. Da heutige Anwendungen vermehrt hohe Frequenzen verwenden, gewinnt die Frequenzstabilität sämtlicher Komponenten zunehmend an Bedeutung.
In Schaltungen zur Strommessung beeinflusst bei hohen Frequenzen die parasitäre Induktivität (ungewollte und gegebenenfalls störende Induktivität) das Ergebnis merklich. Hier liegt der Vorteil von Dünnschicht- gegenüber Dickschicht-Widerständen darin, dass erstere bis 100 MHz dicht an ihrem Nennwert bleiben.
Letztere – vor allem hochohmige Dickschichtwiderstände – verringern bei dieser Frequenz ihren Widerstandswert hingegen deutlich. Grund dafür ist hauptsächlich die parasitäre Kapazität der internen Dickschicht-Kristallstruktur. Für Frequenzen bis 15 GHz sind spezielle Widerstandsserien erhältlich.
Dünnschicht-Widerstände bieten also im Vergleich zu Dickschicht-Widerständen Vorteile wie Langzeitstabilität und höhere Präzision. Des Weiteren sind sie auch bei hohen Umgebungstemperaturen und Konstanz bei Temperaturschwankungen einsetzbar. Nicht minder wichtig sind ein geringerer Rauschpegel und eine bessere Frequenzstabilität – insbesondere für anspruchsvolle Anwendungen.
- Passender Widerstand für welche Anwendung?
- Wärme und Impulse
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Memristor - ein verkanntes Bauteil?
Nicht-linearer Widerstand mit »Gedächtnis«
Fischer Elektronik/Rutronik
Weltweite Kooperation
Diotec Semiconductor/Rutronik
Top-Distributor des Jahres 2016
Rutronik Elektronische Bauelemente
Europäische Datenschutz-Grundverordnung korrekt umsetzen
