チップ抵抗の定数ラインアップのうち、0Ωだけは「チップジャンパー」と呼ばれています。試作や調整などではリード線の切れ端等をジャンパーに流用しますが、客先に提出するような回路では見栄えも大切なので、このチップジャンパーを使うことになります。

ある無線関係の案件で、ループアンテナをプリント基板で製作することになりました。周波数は1.2GHz近辺でいろいろ変えて実験することになります。そのため、ループアンテナのループ長を後から調整できるようにする必要がありました。そこで、ジャンパーの取付け位置を変えられるプリントパターンにして、ループ長を可変できるようにしました。

調整時は作業台の上に散らかっていた抵抗のリード線と思われるすずめっき銅線を小さく切ってジャンパー代わりにしました。ジャンパー位置を少しずつ変えながらアンテナの反射係数を確認していきます。ちょうどいいジャンパー位置を見つけてから、同じ位置に1005タイプのチップジャンパーを取り付けました。確認のためアンテナ特性を測定してみると、どうしたことでしょう、先ほどの特性が全く得られません。

調整時との違いは「リード線ジャンパー」が「チップジャンパー」になっただけですから、特性劣化の原因はチップジャンパーに違いないのですが、長さ1mmで抵抗値もmΩオーダーの小さな部品です。こんな小さな部品の寄生インダクタンスが影響するなんて夢にも思っていなかったので、測定系の間違いを疑ってみたり、はんだ付けをし直してみたり、かなり時間を割いてしまいました。

以前、普通のカーボンチップ抵抗（1005）を使ったπ型アッテネータを作って周波数特性を測ったことがあります。かなり気をつけて実装しましたが、所望の特性が得られるのは1GHzまででした。このときは、カーボンチップ抵抗では抵抗値を合わせこむためにカーボン体に切れ込みを入れているため、寄生インダクタンスが大きくなるのが原因だと理解していました。しかし、これと同じことが0Ωのチップジャンパーでも発生するということは今回初めて体感しました。当然ですがチップジャンパーもチップ抵抗なのですね。

ICの入力端子に過大電圧が印加されないように、ツェナーダイオードを使うことがあります。内部配線のインダクタンスによるサージとか、静電気とか、比較的エネルギーの小さな過電圧入力に対して、低コストで簡単な保護回路として重宝します。

前段にオペアンプによるボルテージフォロワを置いた、入力インピーダンスの大きなADコンバータを設計しました。ボルテージフォロワの入力バイアス電流はpAオーダーですから、入力保護として直列に100kΩくらい入れても問題はありません。ついでに、過大電圧保護用にVz=数Vのツェナーダイオードを、入力端子とGND間に入れました。「これで静電気なんかではびくともしないぞ」とにんまりしていたのですが・・・。

AD変換の精度が予想以上に悪いのです。零細企業の弊社ですから、それほど正確な測定器も無いのですが、そんな測定環境でも充分観測できるほどの誤差です。いろいろ調べた結果、ツェナーダイオードを取り外すと、AD変換の値が正常になることがわかりました。

気がついてしまえばあたりまえのこと。ツェナーダイオードもPN接合のダイオードです。逆方向の漏れ電流が存在します。使ったデバイスのスペックを調べると、最大1μAほどあります。100kΩに1μA流れると0.1Vもの電圧降下が発生します。実際には数十mVの誤差でしたから、漏れ電流はもう少し小さかったようですが、デバイスのロットが違ったり、周囲温度が変わることでも、AD変換結果が狂ってしまうわけで、このようなツェナーダイオードの使い方は失敗です。

一般的にツェナーダイオードの逆方向漏れ電流値は、そのツェナー電圧が小さいほど大きくなるようです。高インピーダンス入力の保護用にツェナーダイオードを使うときは十分注意したいです。ちなみに、本件では、ツェナーダイオードの代わりにバリスタを使いました。低い制限電圧ではバリスタの方が漏れ電流（この場合は漏れ電流とは言わないかも知れませんが）の小さいものがあるようです。