Halbleiterbauelement

Ein elektrisches Bauelement (oder kurz Bauelement, auch Bauteil) bezeichnet in der Elektrotechnik einen grundlegenden, als Einheit betrachteten Bestandteil einer elektrischen Schaltung oder Baugruppe. Beispiele sind u. a. Glühlampen, Zeitschalter, Transformatoren. Vergleiche auch Elektrisches Betriebsmittel.

Ein elektronisches Bauelement ist ein elektrisches Bauteil in der Elektronik, zum Beispiel Elektronenröhren, Transistoren, Widerstände, Kondensatoren.

Elektronische Bauelemente unterteilen sich nach Montageweise in Bauelemente mit äußeren, steckbaren Anschlüssen für die Durchsteckmontage und in Bauteile mit äußeren Kontakten zur oberflächenhaften Montage.^[1]

Siehe auch Liste elektrischer Bauelemente.

Einteilung

Es ist üblich, elektrische Bauelemente in verschiedene Klassen zu unterteilen:

Ideale und reale Bauelemente

• Ideale Bauelemente sind fiktive Bauteile mit idealisierten Eigenschaften. Eine Zusammenschaltung von idealen elektrischen Bauelementen wird zur Berechnung und Simulation realer Bauteile benötigt, welche sich zur Schaltungssimulation eignen.
• Reale Bauelemente sind physikalische Realisierungen von elektrischen Bauelementen. Sie bilden mechanisch eine Einheit und können auch aus mehreren Bauelementen zusammengesetzt sein, also in elektrischer Hinsicht selbst eine Schaltung darstellen (z. B. Integrierte Schaltungen oder eine Funkenlöschkombination).

Passive und aktive Bauelemente

• Passive Bauelemente sind jene, die keine Verstärkerwirkung zeigen und keine Steuerungsfunktion besitzen (z. B. Widerstände, Kondensatoren, Spulen und Memristoren).
• Aktive Bauelemente zeigen in irgendeiner Form eine Verstärkerwirkung des Nutzsignales oder erlauben eine Steuerung (z. B. Transistoren, Optokoppler).

Lineare und nichtlineare Bauelemente

• Lineare Bauelemente genügen dem Superpositionsprinzip. Diese Bauelemente weisen einen im wesentlichen linearen Zusammenhang zwischen bestimmten elektrischen Größen (meist Strom und Spannung oder deren zeitlichen Ableitungen) unter den spezifizierten Anwendungsbedingungen auf. Beim Betrieb mit Wechselspannung oder -strom wirkt sich das z. B. so aus, dass im Ausgangssignal keine weiteren Frequenzen vorkommen als im Eingangssignal.
• Nichtlineare Bauelemente haben eine erwünschte Nichtlinearität. Zum Beispiel leitet eine Gleichrichterdiode nur in einer Richtung Strom, während sie sich bei entgegengesetzter Polarität der anliegenden Spannung nahezu wie ein Isolator verhält.

Diskrete und integrierte Bauelemente

Ein elektrisches Bauelement, welches nur aus einer einzigen Funktionseinheit besteht, bezeichnet man als diskret. Demgegenüber sind u. a. in Integrierten Schaltkreisen mehrere gleichartige oder unterschiedliche Funktionseinheiten zu einem komplexen Bauelement integriert, also zusammengefasst. Beispielsweise kann ein Transistor sowohl als diskretes Bauelement als auch als Bestandteil eines integrierten Schaltkreises vorkommen.

Funktionsprinzipien

Elektrische Bauelemente nutzen elektrische Felder und magnetische Felder sowie mechanische Schwingungen, Bewegungen und Kräfte, um bestimmte, gewünschte funktionale Zusammenhänge zwischen der elektrischen Spannung und der elektrischen Stromstärke herzustellen.

Viele Bauelemente nutzen dazu den magnetischen Fluss stromdurchflossener Leiter, den elektrischen Widerstand, festkörperphysikalische Eigenschaften von Halbleitermaterialien oder die Hin- und Zurückwandlung elektrischen Stromes in Infrarot oder Körperschall.

Weitere elektrische Bauelemente dienen der Wandlung von oder in nichtelektrische Größen (z. B. Licht, Schall, Magnetismus, Kraft, Temperatur). Beispiele sind Fotodioden, Leuchtdioden, Signalgeber, Relais, Thermistoren, Piezoelemente oder Dehnmessstreifen.

Die Zusammenschaltung von Bauelementen und elektrischen Leitungen ergibt eine elektrische Schaltung, Platine oder Baugruppe. Daher wird vielfach auch von einem Bauelement als kleinstem funktionalen Element einer elektrischen Schaltung gesprochen - die Innenschaltung und Funktion enthaltener integrierter Schaltkreise wird nicht ausführlich dargestellt, sondern lässt sich nur anhand ihrer Typenbezeichnung spezifizieren.

Siehe auch

• Liste elektrischer Bauelemente
• Einschaltkurve

Weblinks

• Werkstattunterricht zum Thema "Passive Bauelemente"
• Werkstattunterricht zum Thema "Aktive Bauelemente"
• N. Fliege, Universität Mannheim: Vorlesung Elektrotechnik I, Kapitel 2: Elektrische Bauelemente und Netzwerke (PDF, 1,5 MB).

Einzelnachweise

1. ↑ Wolfgang Scheel (Hersg.): Baugruppentechnologie der Elektronik - Montage. 2. Auflage. Verlag Technik, Berlin 1999, ISBN 3-341-01234-6, S. 11.