Schaltplan-Symbole: Grundlagen für Anfänger (Teil 1)

Schaltzeichen, auch Schaltplan-Symbole genannt, stellen elektronische Bauteile in einem Schaltplan dar. Für jedes Bauteil gibt es ein festgelegtes, genormtes Standardsymbol. In diesem Artikel erläutern wir die grundlegenden und am häufigsten verwendeten Bauteile mit ihren jeweiligen Schaltplan-Symbolen, den wichtigsten Eigenschaften und typischen Verwendungszwecken.

Schaltzeichen auf einen Blick

Schaltzeichen sind die grafische Sprache der Elektrotechnik. Die wichtigsten Punkte:

• Definition: Ein Schaltzeichen ist ein standardisiertes grafisches Symbol, das ein Bauteil in einem Schaltplan darstellt, unabhängig vom Hersteller und dem tatsächlichen Aussehen.
• Normung: In Deutschland und Europa sind Schaltzeichen vor allem nach DIN EN 60617 (international IEC 60617) genormt, sodass Schaltpläne überall einheitlich lesbar sind.
• Passive Bauteile: Der Widerstand wird als Zickzacklinie oder Rechteck dargestellt, der Kondensator als zwei parallele Linien, die entweder gepolt oder ungepolt sein können.
• Aktive Bauteile: Dioden erscheinen als Dreieck auf einer Linie, LEDs zusätzlich mit abstrahlenden Pfeilen, Transistoren (BJT, MOSFET) mit drei Anschlüssen.

Schaltplan-Symbole für häufige Bauteile erklärt

Die folgenden Schaltzeichen zählen zu den am häufigsten verwendeten in der Elektronik. Jedes Symbol steht für ein bestimmtes Bauteil und folgt einer genormten Darstellung, die weltweit verstanden wird.

Elektrischer Widerstand

Der elektrische Widerstand ist ein Bauteil mit zwei Anschlüssen und wird mit dem Symbol R bezeichnet. Das Schaltzeichen des Widerstands besteht aus Zickzacklinien zwischen den beiden Anschlüssen und zählt zu den gebräuchlichsten sowie am weitesten verbreiteten Schaltplan-Symbolen. Alternativ kann der Widerstand durch ein ungefülltes Rechteck zwischen den Anschlüssen dargestellt werden. Es gibt verschiedene Arten von Widerständen, zum Beispiel variable Widerstände, Fotowiderstände, Thermistoren oder spannungsabhängige Widerstände (VDR).

Der Widerstand ist ein ungepoltes Bauteil, das heißt, beide Anschlüsse sind gleichwertig, und er kann in beliebiger Richtung angeschlossen werden. Der Wert des Widerstands wird in Ohm (Ω) angegeben.

Kondensator

Der Kondensator ist ein Bauteil mit zwei Anschlüssen und wird mit dem Symbol C bezeichnet. Das Schaltzeichen des Kondensators besteht aus zwei parallelen Platten zwischen den Anschlüssen. Im Schaltplan gibt es zwei Arten von Kondensatorsymbolen: eines für den gepolten und eines für den ungepolten Kondensator.

Der Unterschied liegt in der Darstellung der Platten: Beim gepolten Kondensator ist eine der beiden Platten gekrümmt. Die gekrümmte Platte stellt die Kathode (Minuspol) dar und liegt auf dem niedrigeren Potenzial, während die gerade Platte die Anode (Pluspol) darstellt und mit einem Pluszeichen (+) gekennzeichnet ist.

Ein ungepolter Kondensator kann in beliebiger Richtung angeschlossen werden, beim gepolten Kondensator ist dagegen nur eine Anschlussrichtung zulässig. Der Wert des Kondensators wird in Farad (F) angegeben.

Einen Überblick über die verschiedenen Kondensatorarten und ihre Dielektrika finden Sie in unserem Leitfaden zu Keramikkondensatoren und Dielektrika.

Diode

Die Diode ist ein gepoltes Bauteil mit zwei Anschlüssen und wird durch das Symbol D dargestellt. Ein Anschluss ist positiv (Anode), der andere negativ (Kathode). Im Symbol zeigt die Spitze des Dreiecks zur Kathode, die Basis des Dreiecks entspricht der Anode.

Das Schaltzeichen der Diode ähnelt einem horizontal liegenden, gleichschenkligen Dreieck, dessen Spitze an eine Linie zwischen den beiden Anschlüssen stößt. Diese Linie kennzeichnet die Kathode. Die Diode leitet den Strom nur in Vorwärtsrichtung, das heißt, wenn eine Spannung in Durchlassrichtung anliegt.

Daher wird die Anode mit dem Pluspol und die Kathode mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden, damit die Diode leitet.

LED

Die LED (englisch: light emitting diode), auf Deutsch Leuchtdiode, ist eine Diode, die bei Stromfluss in Durchlassrichtung Licht abgibt. Das Schaltzeichen der LED entspricht dem Symbol einer Diode, ergänzt durch zwei nach außen gerichtete Pfeile, die das abgestrahlte Licht darstellen. Wie jede Diode ist die LED ein gepoltes Bauteil mit Anode und Kathode und leitet den Strom nur in eine Richtung.

Fotodiode

Das Schaltzeichen der Fotodiode ähnelt dem der LED, allerdings zeigen die Pfeile hier nach innen, also auf die Diode zu. Diese Pfeile symbolisieren das einfallende Licht beziehungsweise die Photonen. Auch die Fotodiode verfügt über die beiden Anschlüsse Anode und Kathode. Sie wird eingesetzt, um Licht in elektrischen Strom umzuwandeln.

Zener-Diode

Die Zener-Diode ähnelt einer normalen Diode, leitet jedoch zusätzlich in Sperrrichtung, sobald die angelegte Spannung die sogenannte Durchbruchspannung (Zener-Spannung) erreicht. Sie verfügt über einen speziell stark dotierten pn-Übergang, der für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist. Das Schaltzeichen der Zener-Diode entspricht dem Diodensymbol, wobei die Kathodenlinie an den Enden abgewinkelt dargestellt wird.

Schottky-Diode

Die Schottky-Diode hat eine geringere Durchlassspannung als die pn-Übergangsdiode und ist eine Metall-Halbleiter-Diode. Sie eignet sich besonders für Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen. Im Gegensatz zur herkömmlichen pn-Übergangsdiode besteht sie aus einer Metallelektrode, die mit einem n-dotierten Halbleiter verbunden ist. Da sie auf der einen Seite ihres Übergangs einen Metallkontakt und auf der anderen dotiertes Silizium besitzt, bildet sie keine Verarmungsschicht und gilt – anders als die bipolaren pn-Übergangsdioden – als unipolares Bauteil. Der Vorwärtsspannungsabfall liegt typischerweise zwischen 0,3 und 0,5 Volt. Das Schaltzeichen der Schottky-Diode entspricht dem Symbol einer Diode, wobei die Kathodenlinie an den Enden S-förmig gestaltet ist.

Schaltplan-Symbole für Transistoren

Schaltplan-Symbole für Transistoren sind essenziell, um moderne elektronische Schaltungen besser zu verstehen. Ein Transistor ist ein Bauteil mit drei Anschlüssen, das elektronische Signale und elektrische Leistung verstärkt oder schaltet.

Es gibt zahlreiche Transistortypen; die gebräuchlichsten sind Bipolartransistoren (BJT) und Feldeffekttransistoren (MOSFET). Im Folgenden stellen wir deren Schaltzeichen vor.

Bipolartransistor (BJT)

Der BJT (Bipolar Junction Transistor) ist ein bipolarer Transistor mit drei Anschlüssen: Emitter (E), Basis (B) und Kollektor (C). Im Schaltzeichen liegen Emitter und Kollektor auf einer Linie, während die Basis seitlich, also senkrecht dazu, angeschlossen ist. Es gibt zwei Arten von BJTs: NPN und PNP.

Der Emitter trägt im Symbol einen Pfeil, dessen Richtung den Typ angibt: Zeigt der Pfeil nach innen, handelt es sich um einen PNP-Transistor; zeigt er nach außen, um einen NPN-Transistor. (P steht dabei für positiv, N für negativ.)

Als Merkhilfe eignet sich der Spruch: „Tut der Pfeil der Spitze weh, ist's PNP!"

MOSFET

Der MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) verfügt über drei Anschlüsse: Source (S), Drain (D) und Gate (G). Es gibt zwei Varianten mit jeweils eigenem Schaltzeichen: den n-Kanal- und den p-Kanal-MOSFET.

Wie beim BJT zeigt die Pfeilrichtung den Typ an: Verläuft der Pfeil in der Mitte des Symbols nach innen, handelt es sich um einen n-Kanal-MOSFET; zeigt er nach außen, um einen p-Kanal-MOSFET.

In Teil 2 dieser Reihe geht es weiter mit den Schaltzeichen für Spulen, Schalter, Logikgatter, Spannungsquellen und weitere Bauteile.

Altium Designer für professionelles PCB-Design

Mitprofessioneller PCB-Design-Software verbringen Sie weniger Zeit mit mühsamen Regeln und haben somit mehr Zeit, sich auf Ihr PCB-Design zu konzentrieren.

Altium Designer® und die Altium-365-Plattform schaffen eine ideale Umgebung für kollaboratives PCB-Design und Datenmanagement. Sie können Daten für Mitarbeiter freigeben, Revisionen verfolgen und alle Aspekte Ihrer Designdaten über Altium Designer® verwalten – und zwar von überall aus.

Haben Sie eine Frage zu Schaltplan-Symbolen in Ihrem PCB-Design? Dann kontaktieren Sie einen Experten bei Altium.

Häufige Fragen zu Schaltzeichen

Was ist ein Schaltzeichen?

Ein Schaltzeichen ist ein standardisiertes grafisches Symbol, das ein elektrisches oder elektronisches Bauteil in einem Schaltplan darstellt. Es zeigt die Funktion des Bauteils, nicht dessen tatsächliches Aussehen. In Deutschland und Europa sind Schaltzeichen vor allem nach DIN EN 60617 (international IEC 60617) genormt, sodass Schaltpläne herstellerunabhängig und weltweit einheitlich lesbar sind.

Was ist das Schaltzeichen für einen Widerstand?

Der Widerstand wird durch eine Zickzacklinie zwischen zwei Anschlüssen dargestellt (europäische Norm). Alternativ ist auch ein ungefülltes Rechteck gebräuchlich, das vor allem im internationalen Raum verwendet wird. Der Widerstand ist ungepolt und kann in beliebiger Richtung eingebaut werden.

Wie unterscheiden sich die Schaltzeichen von Diode und LED?

Das Schaltzeichen der Diode ist ein Dreieck, dessen Spitze auf eine Linie (die Kathode) zeigt. Das LED-Symbol entspricht dem Diodensymbol, ergänzt um zwei nach außen gerichtete Pfeile für das abgestrahlte Licht. Bei der Fotodiode zeigen die Pfeile dagegen nach innen, weil sie Licht aufnimmt statt abgibt.

Wie liest man einen Schaltplan?

Ein Schaltplan zeigt die logische Verschaltung der Bauteile, nicht ihre physische Anordnung. Um ihn zu lesen, erkennt man zunächst die einzelnen Schaltzeichen (Widerstand, Kondensator, Diode usw.) und folgt dann den Verbindungslinien, die die elektrischen Verbindungen darstellen. Je vertrauter man mit den gängigen Schaltzeichen ist, desto schneller lässt sich die Funktion einer Schaltung erfassen.