Elektrotechnik
Elektronsiche Bauteile
Elektronsiche Bauteile
Was für verschiedene Wiederständ gibt es?
1. Festwiderstände
2. Veränderbare Wiederstände
3. veränderliche Widerstände (verändern sich selbst in gewisser Abhängigkeit)
Was sind Leiter?
alle Metalle (Kupfer, Gold, Silber, Alu) -> alles PTC (Kaltleiter)
Was sind Kaltleiter?
Freie Elektronen können gut fliessen / Wiederstand für Strom ist klein
Was sind Heissleiter?
Freie Elektronen werden behindert / Widerstand für Strom ist gross
PTC (Kaltleiter) reagieren wie?
Temperatur steigt - Widerstand steigt - Stromstärke sinkt
-> Temperaturfühler, Überstromschutz (Sicherung), Glühbirne
Metalische Leiter sind Kaltleiter!
NTC (Heissleiter) reagiert wie?
Temperatur steigt - Widerstand sinkt - Stromstärke steigt
-> Dioden, Transistoren, Thyristor
Halbleiter sind Heissleiter!
Was sind Halbleiter?
leiten den elektrischen Strom nur unter bestimmten Bedingungen und haben keine freie Elektronen.
Was sind kalte Halbleiter?
Es stehen keine Ladungsträger zur Verfügung / Widerstand für den Strom ist gross
Was sind heisse Halbleiter?
Wärmebewegung-> reissen einzelne Bindungen auf = entsteht freies Elektron + freier Platz (Loch)
(Licht oder Druck)
->Sensoren
Widerstand für Strom sinkt!
Aus welchen Wekrstoffen entstehen Halbleiter? Wo werden sie verwendet?
Silicium und Germanium (leiten elektrischen Strom schlecht)
Variable Widerstände, Dioden, LED, Transistor
Wie werden Halbleiter leitfähig gemacht?
- Wärme
- Sehr hohe Spannung
- Dotieren (geziehltes verunreinigen mit Fremdatomen)
LDR (Fotowiderstand)
Abhängigkeit?
Verhalten?
Anwendung?
Sonstiges?
Lichtabhängiger Widerstände (Beleuchtungsstärke, Temperatur, Wellenlänge der Strahlung)
Die elektrische Leitfähigkeit erhöht sich mit zunehmender Beleuchtungsstärke -> Niderohmiger
Belichtungsmessern von Kamaras, Dämmerungsschalter, Lichtschranke bei Toren
Beleuchtungsstärke E in Lux (lx), Wellenlänge kurz = ultraviolettes Licht - Wellenlänge lang = Infrarot-Strahlung
VDR (Varistoren)
Abhängigkeit?
Verhalten?
Anwendung?
Sonstiges?
Spannungsabhängige Widerstände
Bei Zunehmender Spannung sinkt der Widerstand stark
Funkenlöschung, spannungs-Stabilisierung
bestehen aus Siliziumkarbidpulver -> die bei hohen Temperaturen unter Verwendung von Bindemittel gesintert werden.
Genaue Beschreibung von Dotieren?
Dotieren = geziehltes Verunreinigen mit Fremdatomen zur Beeinflussung der Leitfähigkeit von Halbleitern.
Wie kann man nicht Leitende Halbleiter (Zbs. Silizium) durch Dotieren leitend machen?
- implantiert freie Elektronen
- schafft freie Plätze, in die Elektronen einer Spannungsquelle hineinspringen können
Was sind N-Leiter? Wiso N-Leiter?
Bei N-Leitern wird Silizium mit Atomen fit fünf Valenzelektronen dotiert. = nur vier Valenzelektronen finden aber eine Bindung mit Silizium Valenzelektronen. = pro Fremdatom bleibt ein freies Elektron übrig. Wird Spannung angelegt fliesst ein normaler Elektronenstrom. Werden mit Arsen, Phosphor, Antimon Dotiert.
N weil Elektronen negativ geladen sind
Was sind P-Leiter? Wiso P-Leiter?
Bei P-Leitern wird WIlizium mit Atomen mit drei Valenzelektronen dotiert. Jedes Fremdatom kann nut mit drei Valenzelektronen der benachbarten vier Silizium-Atome eine Bindung eingehen. Es Bleibt also ein freier Platz, sogenannte Löcher. Wird eine Spannung angelegt, springen die Elektronen von Loch zu Loch durch das Silizium. Man spricht von einem Löcherstrom im silizium. Werden mit Gallium, Indium, Aluminium, Bor dotiert.
P weil die Ladung positiv ist, wenn ein Elektron fehlt.
Wie entsteht ein PN-Übergang?
Grenzen ein P- und ein N-Leiter aneinander, entsteht ein PN-Übergang. Eine Diode ist ein PN-Übergang.
Wie viel Volt beträgt die Durchbruchspannung bei Silizium?
0,7 Volt
Wie viel Volt beträgt die Durchbruchspannung bei Germanium?
0,3 Volt
Wie müssen Dioden allgemein geschaltet werden?
immer in Serie zu einem Verbraucher / Widerstand (wird sonst beim Erreichen der Schwellenspannung zerstört.)
Was ist eine Z-Diode?
Wird in Sperrrichtung betrieben. Bei einer bestimmten Spannung lässt sie durch (bei Herstellung eingestellt).
Eigenschaften einer Leuchtdiode LED?
- fast keine Verlustwärme
- lange Lebensdauer
- Ausfallsicherheit
- hoher Wirkungsgrad
- erschütterungsbeständig
Was sind Fotodioden?
lichtabhängige Widerstände, werden in Sperrichtung betrieben, je grösser die Beleuchtungsstärke -> desto kleiner der Widerstand in Sperrichtung -> Diode wird durchlässig
Funktion Transistor (Bipolar)?
Fliesst kein Basisstrom ist der Weg zwischen Kollektor und Emitter unterbrochen. Der Übergang Basis-Emitter wirkt wie eine Diode -> Stromrichtung muss stimmen und es braucht eine Schwellenspannung von ca. 0,7 V. Der Widerstand des Übergangs Kollektor-Emitter ist von der Höhe des Basisstromes abhängig. Basisstrom gross -> Widerstand Kollektor-Emitter klein. (=Spannungsverlust klein)
Mit verändern des Basisstroms, kann man den Widerstand varieren (grösser/kleiner)
Eigenschaften eines Transistors?
- schaltet sehr schnell
- kein Verschleiss
- geräuschlos
- keine Funken
- sehr klein
Was ist eine Darlington-Schaltung?
- ist eine Verstärkte Schaltung
- besteht aus zwei Transistoren
- sehr kleiner Basisstrom (steuerstrom) wird sehr grosser Kollektorstrom (Laststrom) geschaltet
Funktion Thyristor (Vierschichtdiode)?
In Vorwärtsrichtung sperrt ein Tyhristor bis der ''Gate'' Anschluss einmal kurz ''gezündet'' wird -> jetzt ist er durchlässig und bleibt es auch wenn der Steuerstrom nicht mehr fliesst.
In Rückwärtsrichtung sperrt ein Thyristor in jedem Fall.
Funktion Fototransistor?
Licht strahlt auf Linse/Fenster. Die Fotodiode erzeugt einen Steuerstrom für den Transistor Basis Anschluss.
Was ist der Unterschied zwischen Bipolar und Unipolar?
Bipolar: über einen p-n Übergang
Unipolar: durch n- oder p-Schicht
Was ist der Unterschied zwischen Sperrschicht und Isolierschicht?
Sperrschicht: Diode = p-n Übergang
Isolierschicht: Kein Stromfluss, elektrisch Isoliert
Vorteile eines FET gegenüber einem Bipolarem Transistor?
- sehr schnell
- unempfindlich auf Temperaturerhöhung
- für sehr grosse Ströme geeignet
- sehr klein, viele FET auf engstem Raum möglich
- keine Verlustleistung / keine Verlustwärme
- sehr kleine Spannungsverlust zwischen Drain und Source
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Lernkarten
Was für verschiedene Wiederständ gibt es?
1. Festwiderstände
2. Veränderbare Wiederstände
3. veränderliche Widerstände (verändern sich selbst in gewisser Abhängigkeit)
Was sind Leiter?
alle Metalle (Kupfer, Gold, Silber, Alu) -> alles PTC (Kaltleiter)
Was sind Kaltleiter?
Freie Elektronen können gut fliessen / Wiederstand für Strom ist klein
Was sind Heissleiter?
Freie Elektronen werden behindert / Widerstand für Strom ist gross
PTC (Kaltleiter) reagieren wie?
Temperatur steigt - Widerstand steigt - Stromstärke sinkt
-> Temperaturfühler, Überstromschutz (Sicherung), Glühbirne
Metalische Leiter sind Kaltleiter!
NTC (Heissleiter) reagiert wie?
Temperatur steigt - Widerstand sinkt - Stromstärke steigt
-> Dioden, Transistoren, Thyristor
Halbleiter sind Heissleiter!
Was sind Halbleiter?
leiten den elektrischen Strom nur unter bestimmten Bedingungen und haben keine freie Elektronen.
Was sind kalte Halbleiter?
Es stehen keine Ladungsträger zur Verfügung / Widerstand für den Strom ist gross
Was sind heisse Halbleiter?
Wärmebewegung-> reissen einzelne Bindungen auf = entsteht freies Elektron + freier Platz (Loch)
(Licht oder Druck)
->Sensoren
Widerstand für Strom sinkt!
Aus welchen Wekrstoffen entstehen Halbleiter? Wo werden sie verwendet?
Silicium und Germanium (leiten elektrischen Strom schlecht)
Variable Widerstände, Dioden, LED, Transistor
Wie werden Halbleiter leitfähig gemacht?
- Wärme
- Sehr hohe Spannung
- Dotieren (geziehltes verunreinigen mit Fremdatomen)
LDR (Fotowiderstand)
Abhängigkeit?
Verhalten?
Anwendung?
Sonstiges?
Lichtabhängiger Widerstände (Beleuchtungsstärke, Temperatur, Wellenlänge der Strahlung)
Die elektrische Leitfähigkeit erhöht sich mit zunehmender Beleuchtungsstärke -> Niderohmiger
Belichtungsmessern von Kamaras, Dämmerungsschalter, Lichtschranke bei Toren
Beleuchtungsstärke E in Lux (lx), Wellenlänge kurz = ultraviolettes Licht - Wellenlänge lang = Infrarot-Strahlung
VDR (Varistoren)
Abhängigkeit?
Verhalten?
Anwendung?
Sonstiges?
Spannungsabhängige Widerstände
Bei Zunehmender Spannung sinkt der Widerstand stark
Funkenlöschung, spannungs-Stabilisierung
bestehen aus Siliziumkarbidpulver -> die bei hohen Temperaturen unter Verwendung von Bindemittel gesintert werden.
Genaue Beschreibung von Dotieren?
Dotieren = geziehltes Verunreinigen mit Fremdatomen zur Beeinflussung der Leitfähigkeit von Halbleitern.
Wie kann man nicht Leitende Halbleiter (Zbs. Silizium) durch Dotieren leitend machen?
- implantiert freie Elektronen
- schafft freie Plätze, in die Elektronen einer Spannungsquelle hineinspringen können
Was sind N-Leiter? Wiso N-Leiter?
Bei N-Leitern wird Silizium mit Atomen fit fünf Valenzelektronen dotiert. = nur vier Valenzelektronen finden aber eine Bindung mit Silizium Valenzelektronen. = pro Fremdatom bleibt ein freies Elektron übrig. Wird Spannung angelegt fliesst ein normaler Elektronenstrom. Werden mit Arsen, Phosphor, Antimon Dotiert.
N weil Elektronen negativ geladen sind
Was sind P-Leiter? Wiso P-Leiter?
Bei P-Leitern wird WIlizium mit Atomen mit drei Valenzelektronen dotiert. Jedes Fremdatom kann nut mit drei Valenzelektronen der benachbarten vier Silizium-Atome eine Bindung eingehen. Es Bleibt also ein freier Platz, sogenannte Löcher. Wird eine Spannung angelegt, springen die Elektronen von Loch zu Loch durch das Silizium. Man spricht von einem Löcherstrom im silizium. Werden mit Gallium, Indium, Aluminium, Bor dotiert.
P weil die Ladung positiv ist, wenn ein Elektron fehlt.
Wie entsteht ein PN-Übergang?
Grenzen ein P- und ein N-Leiter aneinander, entsteht ein PN-Übergang. Eine Diode ist ein PN-Übergang.
Wie viel Volt beträgt die Durchbruchspannung bei Silizium?
0,7 Volt
Wie viel Volt beträgt die Durchbruchspannung bei Germanium?
0,3 Volt
Wie müssen Dioden allgemein geschaltet werden?
immer in Serie zu einem Verbraucher / Widerstand (wird sonst beim Erreichen der Schwellenspannung zerstört.)
Was ist eine Z-Diode?
Wird in Sperrrichtung betrieben. Bei einer bestimmten Spannung lässt sie durch (bei Herstellung eingestellt).
Eigenschaften einer Leuchtdiode LED?
- fast keine Verlustwärme
- lange Lebensdauer
- Ausfallsicherheit
- hoher Wirkungsgrad
- erschütterungsbeständig
Was sind Fotodioden?
lichtabhängige Widerstände, werden in Sperrichtung betrieben, je grösser die Beleuchtungsstärke -> desto kleiner der Widerstand in Sperrichtung -> Diode wird durchlässig
Funktion Transistor (Bipolar)?
Fliesst kein Basisstrom ist der Weg zwischen Kollektor und Emitter unterbrochen. Der Übergang Basis-Emitter wirkt wie eine Diode -> Stromrichtung muss stimmen und es braucht eine Schwellenspannung von ca. 0,7 V. Der Widerstand des Übergangs Kollektor-Emitter ist von der Höhe des Basisstromes abhängig. Basisstrom gross -> Widerstand Kollektor-Emitter klein. (=Spannungsverlust klein)
Mit verändern des Basisstroms, kann man den Widerstand varieren (grösser/kleiner)
Eigenschaften eines Transistors?
- schaltet sehr schnell
- kein Verschleiss
- geräuschlos
- keine Funken
- sehr klein
Was ist eine Darlington-Schaltung?
- ist eine Verstärkte Schaltung
- besteht aus zwei Transistoren
- sehr kleiner Basisstrom (steuerstrom) wird sehr grosser Kollektorstrom (Laststrom) geschaltet
Funktion Thyristor (Vierschichtdiode)?
In Vorwärtsrichtung sperrt ein Tyhristor bis der ''Gate'' Anschluss einmal kurz ''gezündet'' wird -> jetzt ist er durchlässig und bleibt es auch wenn der Steuerstrom nicht mehr fliesst.
In Rückwärtsrichtung sperrt ein Thyristor in jedem Fall.
Funktion Fototransistor?
Licht strahlt auf Linse/Fenster. Die Fotodiode erzeugt einen Steuerstrom für den Transistor Basis Anschluss.
Was ist der Unterschied zwischen Bipolar und Unipolar?
Bipolar: über einen p-n Übergang
Unipolar: durch n- oder p-Schicht
Was ist der Unterschied zwischen Sperrschicht und Isolierschicht?
Sperrschicht: Diode = p-n Übergang
Isolierschicht: Kein Stromfluss, elektrisch Isoliert
Vorteile eines FET gegenüber einem Bipolarem Transistor?
- sehr schnell
- unempfindlich auf Temperaturerhöhung
- für sehr grosse Ströme geeignet
- sehr klein, viele FET auf engstem Raum möglich
- keine Verlustleistung / keine Verlustwärme
- sehr kleine Spannungsverlust zwischen Drain und Source
