Schaltplan-Symbole: Grundlagen für Anfänger (Teil 1)

Schaltplan-Symbole: Grundlagen für Anfänger

Schaltplan-Symbole repräsentieren elektronische Komponenten in einem Schaltplan. Dabei gibt es für jede Komponente ein festgelegtes Standard-Symbol. In diesem Artikel erläutern wir einige grundlegende und am häufigsten verwendete elektronische Komponenten mit ihren Symbolen, ihren grundlegenden Eigenschaften und häufigsten Verwendungszwecken.

Schaltplan-Symbole für häufige Komponenten erklärt

Elektrischer Widerstand

Der elektrische Widerstand ist ein Bauelement mit zwei Anschlüssen, das mit R bezeichnet wird. Im Schaltplan wird der Widerstand durch Zickzacklinien zwischen zwei Anschlüssen dargestellt. Es gehört zu den gebräuchlichen und weit verbreiteten Schaltplan-Symbolen. Es kann auch durch ein anderes Symbol dargestellt werden, das anstelle von Zick-Zack-Linien ein ungefülltes Rechteck zwischen zwei Anschlüssen aufweist. Es gibt verschiedene Arten von Widerständen, wie variable Widerstände, Fotowiderstände, Thermistoren, spannungsabhängige Widerstände usw.

Der Widerstand ist ein unpolarisiertes Bauelement, das heißt beide Seiten haben die gleiche Polarität und können von beiden Seiten angeschlossen werden. Der Wert des Widerstandes wird in Ohm (Ω) gemessen und angegeben.

Kondensator

Der Kondensator ist ein Bauelement mit zwei Anschlüssen, das mit C bezeichnet wird. Das Symbol des Kondensators sieht aus wie zwei parallele Platten angeordnetzwischen zwei Anschlüssen. Im Schaltplan sind zwei Arten von Kondensatorsymbolen verfügbar. Das eine steht für einen gepolten Kondensator und das andere für den nicht gepolten Kondensator.

Der Unterschied zwischen den beiden Schaltplan-Symbolen besteht darin, dass beim Symbol für einen gepolten Kondensator eine parallele Platte eine gekrümmte Form hat. Die gekrümmte Platte stellt die Kathode des Kondensators dar und sollte eine niedrigere Spannung haben als die Anode (planparallele Platte). Die planparallele Platte stellt die Anode des Kondensators dar und ist durch ein Pluszeichen (+) gekennzeichnet.

Wie der Name schon sagt, kann ein unpolarisierter Kondensator auf zwei Arten angeschlossen werden, aber für einen gepolten Kondensator ist nur der spezifizierte Einweg-Anschluss möglich. Der Wert des Kondensators wird in Farad (f) gemessen und angegeben.

Diode

Die Diode ist ein polarisiertes Bauelement mit zwei Anschlüssen und wird mit D bezeichnet. Bei einer Diode ist ein Anschluss positiv (Anode) und ein anderer negativ (Kathode). Die geschlossene Seite eines Dreiecks ist die Kathode, und die Basis eines Dreiecks ist eine Anode.

Das Schaltplan-Symbol für eine Diode sieht aus wie ein horizontales gleichschenkliges Dreieck, das gegen eine Linie zwischen zwei Anschlüssen gepresst wird. Die Diode arbeitet in Vorwärtsrichtung, oder man kann sagen, dass die Diode den Strom im Zustand der Vorwärtsspannung fließen lässt.

Daher ist es wichtig zu beachten, dass der positive Pol (Anode) der Diode mit dem positiven Pol der Batterie und der negative Pol (Kathode) der Diode mit dem negativen Pol der Batterie verbunden ist.

LED

LED steht für "Licht emittierende Diode". Bei den Schalplan-Symbolen ähnelt das LED-Symbol dem Diodensymbol mit zusätzlichen Pfeilen. Diese Pfeile zeigen in die entgegengesetzte Richtung des Dreiecks um ein Abstrahlen zu symbolisieren. Die LED ist ein polarisiertes Bauelement mit Anoden- und Kathodenanschluss.

Fotodiode

Das Symbol der Fotodiode im Circuit Diagram ähnelt dem LED-Symbol, außer dass es Pfeile enthält, die auf die Diode treffen. Diese dargestellten Pfeile stellen Photonen oder Licht dar. Die Fotodiode hat ebenfalls die zwei Anschlüsse Anode und Kathode. Eine Fotodiode wird verwendet, um Licht in elektrischen Strom umzuwandeln.

Zener-Diode

Die Zener-Diode ähnelt der normalen vorwärts leitfähigen Diode, ermöglicht aber auch Rückwärtsstrom, wenn die angelegte Spannung die Durchbruchspannung erreicht. Die Diode hat einen speziellen, stark dotierten P-N-Übergang, der so ausgelegt ist, dass er bei Erreichen einer bestimmten spezifizierten Spannung in Sperrrichtung arbeitet.

Schottky-Diode

Die Schottky-Diode hat eine geringere Durchlasspannung als die pn-Übergangsdiode und ist eine Metall-Halbleiter-Diode. Sie kann in Hochgeschwindigkeitsschaltanwendungen eingesetzt werden. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen pn-Übergangsdiode, die aus einem Stück p-Typ-Material und einem Stück n-Typ-Material gebildet wird, werden Schottky-Dioden mit einer Metallelektrode konstruiert, die mit einem n-Typ-Halbleiter verbunden ist. Da sie auf einen Seite ihres Übergangs mit einer Metallverbindung und mit dotiertem Silizium auf der anderen Seite aufgebaut sind, hat die Schottky-Diode keine Verarmungsschicht und wird im Gegensatz zu typischen pn-Übergangsdioden, die bipolare Bauelemente sind, als unipolares Bauelement eingestuft.

Das gebräuchlichste Kontaktmetall, das für den Aufbau von Schottky-Dioden verwendet wird, ist "Silizid", eine hochleitende Silizium- und Metallverbindung. Dieser Silizid-Metall-Silizium-Kontakt hat einen relativ niedrigen ohmschen Widerstandswert, so dass mehr Strom fließen kann und ein geringerer Vorwärtsspannungsabfall von etwa Vƒ < 0,4V beim Leiten entsteht. Verschiedene Metallverbindungen erzeugen unterschiedliche Vorwärtsspannungsabfälle, typischerweise zwischen 0,3 und 0,5 Volt.

Schaltplan-Symbole für Transistoren

In den Schaltplänen sind verschiedene Transistoren verfügbar, die gebräuchlichsten sind entweder BJTs oder MOSFETs. Der Transistor ist ein Bauelement mit drei Anschlüssen, das elektronische Signale und elektrische Leistung verstärkt oder schaltet.

Die beiden gebräuchlichsten Schaltplan-Symbole für Transistoren sollen nachfolgend vorgestellt werden.

Bipolartransistor (BJT)

Der BJT ist ein bipolarer Transistor mit drei Anschlüssen: Emitter (E), Basis (B) und Kollektor (C). Beim BJT-Symbol sind Emitter und Kollektor in einer Linie angeordnet und die Basis ist vertikal angeordnet. Es gibt zwei Arten von BJTs: NPN und PNP.

Der Transistor wirkt wie ein Schalter und ist entweder PNP-schaltend oder NPN-schaltend. P steht für positiv – N für negativ.

Bei den Schaltplan Symbolen hat der Emitter des BJT-Symbols einen Pfeil und die Pfeilrichtung gibt an, ob es sich um einen PNP- oder NPN-Transistor handelt. Wenn der Pfeil nach innen zeigt, handelt es sich um einen PNP, und wenn der Pfeil nach außen zeigt, handelt es sich um einen NPN.

Um sich die Konfiguration zu merken, kann man sich zum Beispiel durch folgende Aussage behelfen: “Tut der Pfeil der Spitze weh, ist's PNP!".

MOSFET

MOSFET steht für Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor und hat drei Anschlüsse namens Source (S), Drain (D) und Gate (G). Es gibt zwei Arten von Schalplan-Symbolen: für den n-Kanal- und den p-Kanal-MOSFET.

Genau wie bei BJT wird bei MOSFET die Pfeilrichtung zur Unterscheidung zwischen n-Kanal- und p-Kanal-MOSFET verwendet. Wenn der Pfeil in der Mitte des Symbols nach innen zeigt, handelt es sich um einen n-Kanal-MOSFET, und wenn der Pfeil heraus zeigt, handelt es sich um einen p-Kanal-MOSFET.

Teil 2 folgt in Kürze!

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