Schaltplan Symbole - Grundlagen für Beginner (Teil 1)

Florian Störmer
|  July 2, 2020
Schaltplan Symbol für den elektrischen Widerstand

Symbole für elektronische Komponenten werden verwendet, um diese in Schaltplänen darzustellen. Es gibt Standardsymbole für jede der Komponenten, die diese repräsentieren. In diesem Artikel erläutern wir einige grundlegende und am häufigsten verwendete elektronische Komponenten mit ihren Symbolen, ihren grundlegenden Eigenschaften und häufigsten Verwendungszwecke.

Elektrischer Widerstand

elektrisher wiederstand

Der elektrische Widerstand ist ein Bauelement mit zwei Anschlüssen, das mit R bezeichnet wird. Das Symbol des Widerstandes wird durch Zickzacklinien zwischen zwei Anschlüssen dargestellt. Es ist ein gebräuchliches und weit verbreitetes Symbol in Schaltplänen. 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

kondensator

Der Kondensator ist ein Bauelement mit zwei Anschlüssen, das mit C bezeichnet wird. Das Symbol des Kondensators sieht aus, als ob zwei parallele Platten zwischen zwei Anschlüssen angeordnet sind. 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 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

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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 Symbol einer Diode sieht wie ein horizontales gleichschenkliges Dreieck aus, 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

LED steht für Licht emittierende Diode. Das LED-Symbol ähnelt 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

Photodiode Component Symbol For Circuit Design Solid Black Version

Das Symbol der Fotodiode 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

Symbol Zener Diode Symbol Zener Diode

Die Zener Diode ähnelt der normalen vorwärts leitfähigen Diode, ermöglicht aber auch den 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

Symbol Schottky Diode Symbol Schottky Diode

Die Schottky-Diode hat einen geringere Durchlassspannungs als die pn-Übergangsdiode, und es handelt sich um eine Metall-Halbleiter-Diode. Sie kann in Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen 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 mit einer Metallverbindung auf der einen Seite ihres Übergangs und dotiertem Silizium auf der anderen Seite aufgebaut sind, hat die Schottky-Diode daher keine Verarmungsschicht und wird im Gegensatz zu typischen pn-Übergangsdioden, die bipolare Bauelemente sind, als unipolare Bauelemente 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.

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 sollen nachfolgend vorgestellt werden.

Bipolartransitor (BJT)

Transistor vector part of electrical component icons. This transistor icon including type of transistor scheme electric. Lose transistor ready for electric soldering equipment chip.

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.

Beim BJT-Symbol hat der Emitter 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 Symbolen für n-Kanal- oder 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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Florian Störmer ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Rostock beim Lehrstuhl für Leistungselektronik und elektrische Antriebe, wo er hauptsächlich das Schaltverhalten von Leistungshalbleitern mit unterschiedlichen Ansteuerverfahren untersucht.Zur Realisierung dieser entwickelt und designt er eigene Treiberplatinen, die den verschiedensten speziellen Ansprüchen gerecht werden müssen. Im Zuge seiner Untersuchungen hat er unter anderem mit Infineon und Siemens zusammengearbeitet.Dabei entstanden mehrere wissenschaftliche Arbeiten, die auf der führenden internationalen Fachmesse für Leistungselektronik, der PCIM Europe, veröffentlicht wurden.Florian Störmer is a research assistant at the Chair of Power Electronics and Electrical Drives at the University of Rostock, where he mainly investigates the switching behaviour of power semiconductors with different control methods.He develops and designs his own driver boards, which have to meet various special requirements. In the course of his investigations he has collaborated with Infineon and Siemens, among others.This resulted in several scientific papers that were published at the leading international conference for power electronics, PCIM Europe.

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