零歐姆電阻的功用為何？

如果您不熟悉「零歐姆電阻」一詞，就好像對新手或天真的電路設計人員戲弄一樣。畢竟，他們不斷面臨簡化設計、減少物料清單 (BOM) 的壓力。然而，零歐姆電阻一點也不是玩笑。為了證明此論點，在撰寫本文時，Digi-Key 的庫存中正好有一款零歐姆電阻的 150,000 件現貨。顯然，此元件真的有人在使用。

那麼，你為什麼也想要一個呢？這能在設計中增添什麼優點？而不是擺脫此元件，進而節省成本與板空間呢？

至少有三個原因可證明，這個顯然「無用的」元件有其存在道理。其中兩個原因與設計、測試和製造有關，至於第三個，這麼說吧，與這些領域沒太大關係。

1：印刷電路板佈局

圖 1：這個取自 2010 年微波爐的單面酚醛樹脂 PCB 內含電源 (低電壓和高電壓)、變壓器和電源裝置；請注意，沿著頂端邊緣使用頂端跳接線時，大約從左邊算起來三分之一的地方開始。(圖片來源：Amazon.com)

讓我們從一個仍然有效的舊有原因開始說明。大約五十年前，在「印刷電路板」或 PC 板仍是新產品的早期年代，覆蓋在兩面的標準 FR4 玻璃環氧樹脂板並不存在。最早期的機板是由加壓的酚紙搭配銅材組成，且僅有一面。元件採人工插入，這在當時是可行的，因為大多數元件都挺大，如真空管插座、離散式電晶體、被動元件、變壓器和連接器。

僅在單面使用走線進行機板的線路佈局需要真正的技巧，有時甚至根本不可能。解決方案：將跳接線添加到「橋接」區域，即可串接兩條走線。隨著機械式插入方法興起，基本的跳接線由相同功用的離散式標準主體零歐姆電阻取代。

單面酚醛樹脂板及其跳接線仍有人使用。即使是現代化電器 (如咖啡機或微波爐)，要安裝較大元件 (如變壓器) 時仍會使用單面酚樹脂板，並使用跳接線解決拓撲問題 (圖 1)。

2：電路與板件靈活性

零歐姆電阻在現代多層 FR-4 電路板的設計中仍佔有一席之地。在某些情況下，佈線過於複雜，導致某些路徑的連接根本無法完成。解決方案就多花幾美分「購買」額外一層，在關鍵位置以零歐姆電阻進行連接。

這些電阻還可以簡化電路互連和操作的重新配置作業。還能讓電路板子電路之間達到完全電氣分離，以便進行除錯和測試，因為即便是迷你型 SMT 零歐姆電阻，對其拆焊／焊接，也比對髮絲般細緻的 PCB 走線進行切割再嘗試復原還來的簡單。還可用來讓電路功能短路，例如並非所有配置都需要的額外濾波器級，或是為了進行測試和校準循環而必須要停用。

另一個用途是讓這些電阻促成單一 PC 板佈局，即便板件已經裝配且焊接後，還可依據不同配置進行量身定做。在最簡單的情況下，試想在阻尼或緩衝電路中有個需要零歐姆或 10 歐姆 (Ω) 的訊號路徑，其正確值會由產品將驅動的負載細節來決定。此板件的佈局可以適應單一個零歐姆或 10 Ω 的電阻，並可依據組裝流程或是人工插入與焊接流程決定 BOM 的正確值。或者在設計電路和 PC 板時可以同時使用零歐姆和 10 Ω 電阻，如果10 Ω 是正確值，就拆下零歐姆電阻。

還有另一個選項，就是建立兩種 PC 板佈局，一個帶電阻，另一個則無任何電阻。但是，只用一個板件，再依據需求插入／拆下零歐姆電阻，則成本更低、更智慧，並可達到更優異的庫存管理。

3：隱約覆蓋線路圖的薄紗

最後，採用零歐姆電阻還有個不太明顯的理由：就是讓電路的功能複雜化並加以隱藏，藉此讓試圖窺視並進而對設計進行反向工程的人感到混淆。雖然此做法在早期採用簡易型單面機板 (絕大多數搭配類比電路) 時相當常見，但對於較低密度的區域 (如電源功能) 來說，仍會採用此做法。以此方式觀察電路圖時，首先要描繪線路圖，然後嘗試判定各種元件及其角色。悄悄加入幾個零歐姆電阻器會讓第個二步驟變得更加複雜 (這有點像使用 NOP 調整程式及迴路計時的「不當」軟體伎倆)。

零歐姆、多種封裝

零歐姆電阻提供單一單元和多重單元形式。舉例而言，NTE Electronics, Inc 的 SR1-0805-000 屬於單晶片電阻，採用標準 0603 表面黏著技術 (SMT) 封裝 (圖 2)，尺寸為 1.5 × 0.8 mm (0.06 × 0.03 in)。

圖 2：NTE Electronics, Inc 的 SR1-0805-000 是採用 0603 封裝的零歐姆電阻，其外觀和處理方式與其他任何 SMT 晶片元件一樣。(圖片來源： NTE Electronics)

若需要多個零歐姆電阻，且安裝時需彼此靠近，可考慮使用 Panasonic 的 EXB-28VR000X 陣列，其採用 0804 封裝 (圖 3)。

圖 3：Panasonic 的 EXB-28VR000X 是採用標準 0804 封裝的四電阻零歐姆陣列。(圖片來源：Digi-Key Electronics，使用 Panasonic 提供的原始資料)

有趣的是，零歐姆電阻的規格有兩個不同尋常的屬性。首先，沒有公差規範。公差值通常是指電阻標稱值加上或減去些許百分比，但這在零歐姆時毫無意義。其次，這些跳接線確實有最大額定功率，但這似乎沒有必要，因為其耗散能力是由 I²R 所定義，但在此 R 為 0 歐姆。然而，即使是零歐姆電阻也並非完美：絕大多數都有指定最大的實際電阻值，如 50 mΩ，而這會指定最大額定電流 (表 1)。

表 1：即使是零歐姆電阻也絕非完美：絕大多數都有指定最大的實際電阻值，例如 50 mΩ，而這會指定最大額定電流。(表格來源： Panasonic)

結論

零歐姆電阻正是一開始看來似乎沒功能必要性，甚至完全無用的元件範例。然而，若設計人員熟悉此元件，並瞭解其能以超低成本協助解決電路和佈局問題，則相當實用，而且沒有或僅有最少的連帶影響。基於這些原因，供應商提供多種配置可供挑選。

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