Haupt-Reiter

2.5.2 Grundbausteine der Elektronik

Widerstände, Dioden und Transistoren werden in großer Zahl für elektronische Einrichtungen benötigt.
 

Halbleiterwiderstände
Bestimmte Widerstände zeigen eine große Temperatur-, Licht- oder Spannungsabhängigkeit ihres Widerstandsverhaltens. Aus entsprechenden Halbleiterwerkstoffen fertigt man Widerstände, deren Widerstandswert sich durch äußere Einflüsse (Temperatur-, Licht-, Spannungsschwankungen) stark ändert. Man unterscheidet temperaturabhängige Widerstände (PTC-, NTC-Widerstände), lichtabhängige Widerstände (LDR-Widerstände) und spannungsabhängige Widerstände (VDR-Widerstände).
Bei temperaturabhängigen Widerständen unterscheidet man zwischen Heißleiterwiderständen und Kaltleiterwiderständen.
Widerstände, deren elektrische Leitfähigkeit im kalten Zustand sehr viel größer ist als im warmen Zustand, werden als Kaltleiter bezeichnet. Ihr Widerstandswert nimmt mit steigender Temperatur zu. Sie haben einen recht großen Temperaturbeiwert und werden daher auch als PTC-Widerstände bezeichnet.
Anwendung von PTC-Widerständen: Sie werden z. B. als Temperaturfühler in Maschinen eingesetzt. Denn wird ein PTC-Widerstand nur mit kleinen Spannungen betrieben (etwa 1 V), so wird die Temperatur des PTC-Widerstandes durch die Umgebungstemperatur bestimmt. Erhöht sich die Temperatur nun im Innern der Maschine unzulässig stark, so kann durch den PTC- Widerstand eine Sicherheitsabschaltung ausgelöst werden. Neben der Anwendung als Motoren- und Geräteschutz kann der PTC-Widerstand auch als Temperaturregler verwendet werden.
PTC: Positive Temperature Coefficient (engl.), positiver Temperaturfaktor (deutsch)

Widerstände, deren elektrische Leitfähigkeit im heißen Zustand sehr viel größer ist als im kalten Zustand, werden als Heißleiter bezeichnet. Ihr Widerstandswert nimmt mit steigender Temperatur ab. Sie haben einen recht großen negativen Temperaturbeiwert und werden daher auch NTC-Widerstände oder Thermistoren genannt.
Anwendung von NTC-Widerständen: Heißleiterwiderstände werden in großem Umfang zur Temperaturstabilisierung von Halbleiterschaltungen eingesetzt. Die Widerstandsänderungen des Heißleiters werden hervorgerufen durch eine Änderung der Temperatur des umgebenden Mediums und innere Erwärmung durch unterschiedliche elektrische Belastung. In Stromkreisen dienen sie so zur Herabsetzung des Einschaltstromes. Sie eignen sich ebenfalls gut als Temperaturfühler, wo Meßort und Anzeigeort weit auseinanderliegen. In sogenannten Zeitschaltungen wird das zeitliche Verhalten des Heißleiters bei Erwärmung und Abkühlung ausgenutzt.
NTC: Negative Tamperature Coefficient (engl.), negativer Temperaturfaktor (deutsch)

Merke:
Beim Heißleiter (NTC-Widerstand) sinkt der Wert des Widerstandes mit steigender Temperatur.
Beim Kaltleiterwiderstand (PTC-Widerstand) steigt der Wert des Widerstandes mit steigender Temperatur.

Fotodiode

Halbleiterdioden, deren Widerstand bei Energiezufuhr von außen in Form von Wärme oder Licht abnimmt, deren Leitfähigkeit also vom Licht besonders stark abhängt, bezeichnet man als Fotodioden. Sie lassen einen mit der Beleuchtungsstärke ansteigenden Sperrstrom fließen.
Anwendung von Fotodioden: Sie werden wegen des linearen Zusammenhangs zwischen Sperrstrom und Beleuchtungsstärke vorwiegend für Meßzwecke verwendet. Da sie sehr klein gebaut werden können, werden sie vor allem in der Steuerungs- und Regelungstechnik eingesetzt, wo Fotowiderstände wegen ihrer großen Trägheit nicht eingesetzt werden können. Fotodioden können auch als Fotoelemente (sogenannte Solarzellen) verwendet werden, das heißt, bei Beleuchtung Spannung abgeben. Konkret werden Fotodioden bei lichtgesteuerten Start-stopp-Einrichtungen eingesetzt.

(Achtung! Das Kapitel Grundbausteine der Elektronik ist gekürzt. Für tiefgreifende Informationen, bitte die PDF-Datei herunterladen. Dabei sind besonders die Abbildungen zu beachten!)

Bewertung: 
0
Bisher keine Bewertung