Schichtwiderstand

Aufbau eines Kohleschichtwiderstands

Metallschichtwiderstand 10 kΩ

Ein Schichtwiderstand ist eine Bauform eines elektrischen Widerstandes und ist durch einen definierten elektrischen Widerstand gekennzeichnet. Im Aufbau besteht der Schichtwiderstand aus einem elektrisch nicht leitenden keramischen Kern als Trägermaterial, der mit einer Schicht aus Kohle, einem Metalloxid, einer Metallglasur oder einem Metall und zwei metallenen Zuleitungen versehen ist.

Ungefähre Temperaturkoeffizienten:

Kohleschicht: $T_{K}=-300\cdot 10^{-6}\mathrm {K} ^{-1}=-300\ \mathrm {ppm} /\mathrm {K}$

Metallschicht: $T_{K}=\pm 50\cdot 10^{-6}\mathrm {K} ^{-1}=\pm 50\ \mathrm {ppm} /\mathrm {K}$

Hohe Widerstandswerte werden mit Hilfe einer Wendel erreicht, allerdings nimmt dabei die parasitäre Induktivität zu. Ein Abgleich des elektrischen Widerstandwertes ist durch Schleifen, Sandstrahlen, Elektronenstrahl- oder Laserabtrag möglich. Die meisten Widerstände werden nicht abgeglichen, sondern nur sortiert.

Je nach Frequenzbereich und Widerstandswert ist bei Schichtwiderständen die parasitäre Induktivität und die Kapazität zu beachten. Bei Hochfrequenzanwendungen kann bei Schichtwiderständen mit Werten größer als 100 Ω die Induktivität meistens vernachlässigt werden; die Kapazität liegt in der Größenordnung von 0,5 pF.

Formen

Nach Herstellungstechnik der Schicht unterscheidet man Dünnschicht- und Dickschicht-Widerstände. Nach Bauform unterscheidet man zylindrische und flache Geometrien, jeweils bedrahtet für die Durchsteckmontage oder unbedrahtet für die Oberflächenmontage.

Dünnschichtwiderstände werden auch als Sicherungswiderstand gefertigt und unterbrechen bei Überlastung den Stromfluss, ohne einen Brand zu verursachen.

Typische Schichtwiderstandsbereiche funktionaler Schichten

Schichtwiderstände von Anwendungen

Anwendung	Hauptwiderstandsbereich
Architekturglas (LowE)	1 – 10 Ohm/sq
Transparente Elektroden in PV und Smart Glas	5 – 50 Ohm/sq
Transparente Elektroden in OLED	5 – 500 Ohm/sq
Nicht-transparente Metal-Elektroden	0,1 – 1 Ohm/sq
Displays	10 – 1000 Ohm/sq
Touch-Panel-Sensoren (TPS)	10 – 1000 Ohm/sq
Verpackungsfolien	0,001 – 3000 Ohm/sq
Kondensator-Folien	0,01 – 100 Ohm/sq
Graphen-Schichten	30 – 3000 Ohm/sq

Kenngrößen

Neben der Geometrie gibt es folgende Kenngrößen:

• Widerstandswert und dessen Toleranz
• Temperaturkoeffizient
• Spannungsfestigkeit und Spannungsabhängigkeit des Widerstandes
• Einsatztemperatur und Belastbarkeit (Dauer- und Impuls-Verlustleistung)

Literatur

• Otto Zinke: Widerstände, Kondensatoren, Spulen und ihre Werkstoffe. Springer Verlag, Berlin 1965, ISBN 978-3-540-03434-6.