电阻（7）之零欧姆电阻

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零欧姆电阻（0 ohm resistor）也称跨接电阻器（Jumper resistor），有些规格书就是以跨接电阻来命名的，如下图所示（来自VISHAY WSR2-9跳接电阻数据手册），是一种特殊用途的电阻：

下图为常见零欧姆电阻的外形：

零欧姆电阻的阻值并非为零，而是阻值很小的电阻。正因为有阻值，因此它与常规电阻一样有误差（精度）指标，如下图所示（来自VISHAY插件电阻数据手册）。

从上表可知，零欧姆电阻与其它阻值为两个不同的系列，它没有将阻值范围（Resistance range）表示为“0Ω to 10MΩ”，而是“0.22Ω to 10MΩ;0Ω”。有些厂家将零欧姆电阻系列单独做一个规格书，如下图所示（来自VISHAY RCWP跳接电阻数据手册）：

为了节约物料成本，有些产品会使用0欧姆电阻当作保险丝，因为零欧姆电阻也会有一定的额定电流，封装体积越小则额定电流越小（最大允许电流通常大于额定电流），当电流超过最大允许值后，零欧姆电阻将因过热而烧毁呈开路状态，这与自恢复保险丝的保护行为是差不多的，只不过这种开路状态是不可恢复的，必须重新更换零欧姆电阻。

比如，上表中0201封装的零欧姆电阻（50毫欧姆），其耗散功率为0.05W，则其最大电流应为1A（非额定电流），如果后级因负载过重而使电流超过此值，则零欧姆电阻将因过热烧毁开路而保护后级电路不至于产生更坏的影响。

更小阻值的零欧姆跳接电阻如下图所示（来自VISHAY WSR2-9跳接电阻数据手册）：

其值只有3毫欧姆！事实上，就算是我们常用的两脚短接跳帽也总是会有一些电阻的，只不过非常小而已。

对于很多电路设计来说，添加一个零欧姆电阻就是为了在不能确定的情况下添加一个预留封装（而不影响已有的电路正常运行），是为了方便在PCB板上调试或兼容设计而预留的一个封装，它可以是贴片电阻封装、插件电阻封装，甚至只是像两个焊点一样的封装，如下图所示：

零欧姆电阻的作用有很多看起来好像很多，但归纳起来只有两种：兼容设计预留与短接，当然，这两种功能在某些角度也是相同的。

在电路设计中，我们经常可能会涉及到某个信号连接多个器件，而这个信号线连接的器件中，有些可能只是预留在有需要的时候再进行使用，这时我们就使用零欧姆电阻进行连接，防止走线过长导致出现信号完整性问题，这在时钟线或高速信号线上尤为常见。

如上图所示，器件U2（不一定是同类型）可能是一种新的需要测试的器件，我们不能确定U2是否一定会在产品中会使用，因此添加两个零欧姆电阻，这样可以使这部分电路与正常的电路相互隔离，在需要联调的时候可以焊接零欧姆电阻。

这里只是很简单的一个芯片，也可以是预留的很复杂电路模块，我们也可以预留一个零欧姆电阻与正常路径连接，不需要的时候只需要断开零欧姆电阻即可。在这种情况下，你可以认为零欧姆电路是为了达到兼容性设计目的而添加的一个短接跳线，这也是为了方便调试。

再比如，有些产品中某些特定接口可能会在结构上的两个位置，但可以使用的信号线只有一个，一般情况下，我们都很少愿意因此而画两块PCB板（成本是一方面，另一方面也不便于管理），通常的做法是使用兼容性设计。

如下图所示，当仅使用USB1位置接口时，我们将零欧姆电阻卸下（不安装），这样可以防止USB2位置的长信号线导致USB1位置接口无法使用；相应的，如果仅使用USB2位置接口时，我们只需要将两个零欧姆电阻安装即可：

在有些电路设计方案中，我们不能确定某个器件是否必须需要添加时，也可以预留一个零欧姆电阻的位置，很多产品都需要进行电磁兼容性（Electro Magnetic Compatibility, EMC）认证，也因此会在一些可能会产生EMI问题的电路支路上预留一些零欧姆电阻，如下图所示：

上图中，音频放大电路后联接一个滤波电路，其中预留了一个电阻R1，如果我们做EMI测试时经过确认此接口引起了某些频点的超标，则可以将电阻R1封装的位置更换成一个合适的磁珠，继而达到改善EMI的目的。

为方便测量某个子模块的电流，我们也可以在该子模块总支路入口添加一个零欧姆电阻，这样后续就可以串接电流表进行功耗的测量，如下图所示：

如果需要测量该子模块电路的功耗，则可断开电阻R1串接一个电流表，如下图所示：

在进行PCB布线时（特别是单面板），我们经常会看到有些PCB会有一些跳线，如下图所示：

这通常是为了节约成本不得已而为之，因为单面板总比双面板要便宜一些，当出货量非常大时，成本的优势就会显现出来，很多低成本的玩具等电子产品都会这样做（早期的黑白电视机板卡也有这种跳线）。这种跳线就相当于插件电阻的两个引脚，即电阻的封装，实际应用中会使用一根导体来连接，这似乎是能够节约不少成本，但是导体不易于机器统一安装，因此我们可以使用（贴片）零欧姆电阻来代替，尽管好像多了一点成本，但对于大规模机器化生产是有很大帮助的，如下图所示：

在多种类型地（如模拟地、数字地）的连接时，通常也会预留一个零欧姆电阻，如下图所示：

至于实际应用中是使用零欧姆电阻还是磁珠，可根据最终的测试结果而定。

零欧姆电阻也可以当作短接跳帽使用，如下图所示预留的电阻R1~R6：

我们也可以用排针将相应的信号线引出来，再使用短接跳帽进行合适的短接配置，这对于一些样板测试是没有问题的（甚至是最好的方式），但量产板卡最好使用同一工序进行元器件安装，比如都使用贴片元器件，有利于缩短生产周期，也可以防止用户误配置引发系统错误，有效降低后期维护成本。

零欧姆电阻也可用来提供高频电流的较小回流路径。如下图所示，USB信号线（或其它高速信号线）的地平面被分割成两块，高速信号线的回流路径通常都按最小路径（图中为差分信号线虽然影响可能并不大，但也应尽量避免这样做），因此信号返回路径将变成很大的电流环路面积，这很容易干扰其它信号线，或被其它信号线干扰。

此时等效图如下图所示，地平面的分割就相当于一个槽，信号返回电流无法从中通过，只有绕过槽寻求最小的环路返回路径：

为了把项目做下去，使信号完整性问题降到最低（细节将在专栏文章中详述），我们可以在两侧焊接两个零欧姆电阻，如下图所示：

此时在效果上就相当于下图所示：

可以看到信号返回路径被大大地减小了，对于整个电路系统的健壮性也是很有意义的。