ET Band 2 Kapitel 7 "Elektronik Teil 1"

Anzeigen jeglicher Art, wie z.B. Siebensegmentanzeigen Als Lichtquellen für Beleuchtungszwecke Als Quellen in Lichtschrankensteuerungen Datenübermittlung, auch im Infrarotbereich

Sie werden eingesetzt für Lichtschranken und für die Datenübermittlung im Zusammenhang mit Lichtwellenleitern.

Gegenüber LDR’s haben Fotodioden den Vorteil, dass sie viel schneller ihre Leitfähigkeit ändern.

Fällt kein Licht (Strahlungsenergie) auf die Grenzschicht, so kann nur ein sehr kleiner Sperrstrom fliessen. Bei Lichteinfall werden einzelne Valenzelektronen aus ihren Bindungen gerissen. Diese freien Ladungsträger verringern den elektrischen Widerstand.

Zenerdioden werden stets in Sperrrichtung betrieben.

Im Durchlassbereich ist die Kennlinie gleich, wie bei einer „normalen“ Diode.

Wird die Spannung in Sperrrichtung vergrössert, so steigt bei der Zenerdiode der Sperrstrom bei einem bestimmten Spannungswert sehr stark an. Je nach Aufbau und Dotierung ist dieser Spannungswert verschieden.

Ohne Dioden müssten zusätzliche Kontakte verwendet werden. Dioden vereinfachen die Schaltung und sparen Kontakte. Die Verwendung ist in der Regel bei Schaltungen mit Gleichspannung.

Die hohe Selbstinduktionsspannung mit umgekehrter Polarität, wird über die Diode und den Eigenwiderstand des Relais abgebaut.

Nein, es bleibt immer eine Restwelligkeit. Während den „Spannungslücken“ entlädt sich der Kondensator, bis er von der nächsten Halbwelle wieder bis zum Scheitelwert geladen wird.

Werden die a- und b-Adern bei einer Steckdose vertauscht, so bekommt die Elektronik im Innern des Telefonapparates immer noch die korrekt gepolte Ruhespannung von 48 V DC.

Zweiweggleichrichter, Zweipulsschaltung, Grätzschaltung, Vollweggleichrichter

Einweggleichrichterschaltung mit Glättung

Die Aufgabe von Gleichrichtern besteht darin, aus einer Wechselspannung eine Gleichspannung zu erzeugen.

Einweggleichrichterschaltung

Die Diode beginnt ab etwa 0,7 V zu leiten. Wird der Strom durch die Diode erhöht, verändert sich die Spannung U_F praktisch nicht.

Theoretisch fliesst unabhängig von der Spannung U_R kein Strom I_R. Wird eine zu hohe Sperrspannung angelegt, so wird die Diode zerstört.

Silizium: 0,7 V

Germanium: 0,3 V

Selen: 0,5 V

Halbleiterdioden sind elektronische Bauelemente, die im Wesentlichen aus einem PN-Übergang (zusammengebrachtes n- und p-dotiertes Material) bestehen. Im elektrischen Stromkreis wirken Dioden wie ein Ventil, das heisst der elektrische Strom kann nur in eine Richtung durch Dioden fliessen.

Sie sind 3-wertig. Es hat ein Elektron für die Bindung mit Silizium zu wenig. Damit entsteht ein Loch. Der Buchstabe p steht für positiv.

Wenn dem reinen Silizium 5-wertige Fremdatome beigefügt werden. Bei fünf Valenzelektronen geht ein Valenzelektron keine Bindung ein. Es steht damit ein freies Elektron für den Stromtransport zur Verfügung. Da dieses Elektron, wie jedes Elektron, negativ geladen ist, spricht man von n-dotieren.

Um einem Halbleiter besondere elektrisch definierte Eigenschaften zu geben, wird das vierwertige Halbleitermaterial mit 3oder 5-wertigen Fremdatomen verunreinigt.

Elektronen (-), Löcher (+)

Wenn einem Halbleitermaterial Energie zugeführt, z.B. in Form von Wärme oder Licht können einige Valenzverbindungen aufbrechen. Dadurch entstehen freie Elektronen und das Material wird elektrisch leitend.

Silizium, Germanium, Selen

Diese Materialien besitzen vier Valenzelektronen und können mit ihren 4 Valenzelektronen 4 Nachbaratome binden.

Die Leitfähigkeit eines Stoffes ist von der Anzahl der freien Ladungsträger (Elektronen) abhängig. Aus der Elektrotechnik ist bekannt, dass es Leiter und Nichtleiter (Isolatoren) gibt. Zwischen diesen beiden Gruppen befinden sich die so genannten Halbleiter, welche je nach äusserem Einfluss sowohl als Leiter, wie auch als Isolator wirken.

Ein Drucksensor. Durch das Biegen der Folie verlängert sich der Widerstandsdraht und zugleich verkleinert sich der Querschnitt. Beides führt zu einer Vergrösserung des Widerstandswertes.

Messung von Licht, Lichtschranken, Dämmerungsschalter, PIR

Die Leitfähigkeit des Fotowiderstandes nimmt mit steigender Beleuchtungsstärke zu, der Widerstand sinkt.

Sie werden häufig als "Lichtabhängige Widerstände" LDR (Light Dependent Resistor) bezeichnet.

Ableitung hoher Spannungen

Spannungsstabilisierung

Der Widerstand des VDR’s sinkt mit zunehmender Spannung.

Messtechnik, Steuerungstechnik, Verzögerungsschaltungen, Temperaturstabilisierung, Strombegrenzung z.B. beim Einschalten von Glühlampen

Heissleiter leiten im heissen Zustand besser, ihr Widerstand sinkt mit zunehmender Temperatur.

Kohle, Elektrolyte, Halbleiter und Gase

Die freien, für den Stromtransport erforderlichen Elektronen, werden mit steigender Temperatur stärker auf ihrem Weg behindert. Dadurch wird der elektrische Strom kleiner. Diese Behinderung hat mit der stärkeren Molekularbewegung zu tun, die bei höherer Temperatur auftritt.

Kaltleiter leiten bei kalten Temperaturen besser. Ihr Widerstand steigt mit zunehmender Temperatur.

Bei eingängigen Drehwiderständen kann mit einer Umdrehung der ganze Widerstandsbereich eingestellt werden.

Bei mehrgängigen Drehwiderständen wird z. B. erst nach 10 Umdrehungen der Widerstandsendwert erreicht.

Potenziometer