Elektronische Schaltungen bestehen je nach Funktionalität aus mehr oder weniger unterschiedlichen Bauelementen. Meist sind die erforderlichen Bauteile auf einer speziell gefertigten Platine angeordnet. Diese sorgt für den mechanischen Halt der jeweiligen Teile und übernimmt mithilfe der verschiedenen Leiterbahnen auch die erforderliche elektrische Verbindung.

Für technisch weniger versierte Menschen sehen bestückte Platinen oft wie ein kunterbuntes Durcheinander aus. Doch für Fachleute ist die Anordnung meist klar strukturiert und somit auch leicht verständlich.

Denn schließlich hat in der Elektronik jedes Bauteil eine bestimmte Aufgabe, wodurch sich auch die Anordnung auf der Platine ergibt.

Die wohl wichtigsten Komponenten auf einer Platine stellen die aktiven Bauelemente dar. Gerne erklären wir Ihnen, was diese Bauteile auszeichnet und wo der Unterschied zu passiven Bauteilen oder zu Relais, Druckschaltern und Tastern liegt.

Im Gegensatz zu aktiven Bauelementen nehmen passive Bauelemente keinen direkten Einfluss auf das elektrische Signal. Passive Bauelemente sind vorzugsweise in der Lage, Energie aufzunehmen oder zu speichern.

Der Klassiker bei den passiven Bauelementen ist der Widerstand, der beispielsweise als Vorwiderstand für eine Leuchtdiode Energie aufnimmt und in Wärme wandelt.

Kondensatoren hingegen können je nach Kapazität mehr oder weniger elektrische Energie aufnehmen und speichern.

Aber auch Spulen und Drosseln, die bei Stromfluss ein Magnetfeld aufbauen, können Energie speichern und zählen somit zu den passiven Bauelementen.

Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man unter elektromechanischen Bauelementen Verbindungsklemmen, Steckverbinder, Druckschalter oder Taster. Diese Bauteile dienen vorzugsweise dazu, einen elektrischen Kontakt mechanisch herzustellen oder eine Bewegung in eine elektrische Änderung umzusetzen.

Im umgekehrten Fall kann mit einem Elektromagnet durch eine Spannung eine mechanische Bewegung erzeugt werden. In einem klassischen Printrelais kommen beide Funktionen zum Einsatz. Sobald eine Spannung (im gezeigten Beispiel 12 V/DC) anliegt, fungiert die Spule des Printrelais (1) als Elektromagnet und betätigt über einen drehbar gelagerten Hebel bzw. Anker (2) einen internen mechanischen Schalter, der wiederum den elektrischen Kontakt (4) herstellt.

Zum Teil werden aktive Bauelemente wie Transistoren, Thyristoren oder Triacs ebenfalls als Schalter genutzt. Da in diesem Fall jedoch die mechanische Komponente fehlt, sprechen Fachleute nicht von elektromechanischen Bauteilen, sondern von elektronischen Schaltern.

Elektronische Schalter können wesentlich schneller schalten und sind aufgrund der fehlenden Mechanik verschleißfrei.           

1. Spule (Elektromagnet); 2. Anker;  3. Isolierter Steg; 4. Schaltkontakte; 5 Kontaktfedern; 6. Rückholfeder.

Fachleute, die für den Service oder für die Industrie aktive elektronische Bauelemente benötigen, wissen im Allgemeinen ganz genau, welche Bauteile sie beschaffen und welche Leistungsmerkmale die Bauelemente erfüllen müssen.

Weniger versierte Personen, die beispielsweise eine kleine Schaltung aufbauen oder reparieren wollen, und dazu eventuell Transistoren benötigen, müssen genau prüfen, welcher Typ im Schaltplan vorgegeben ist. Denn anhand der Typenbezeichnung kann im Datenblatt die Spannungsfestigkeit, der maximal mögliche Strom und die Leistung nachgeschlagen werden.

Gern verwendete Transistor-Vergleichstabellen geben bezüglich der elektrischen Eigenschaften von Halbleitern brauchbare Hinweise. Aber in komplexen Schaltungen spielen auch Schaltfrequenzen und Kennlinien eine wichtige Rolle. Deshalb sollten nach Möglichkeit immer Original-Typen, und keine vorgeschlagenen Ersatz-Halbleiter, zum Einsatz kommen.

Ein weiteres wichtiges Auswahlkriterium ist die Bauform bzw. der zur Verfügung stehende Platz. Je nach Leistungsdurchsatz werden Halbleiter mit robusten Anschlussdrähten zur Durchsteckmontage oder alternativ für die Oberflächenmontage angeboten.

Diese direkt auf einer Platine montierbaren SMD-Bauelemente (Surface Mounted Device) erfordern jedoch geeignete Lötkolben, passendes Werkzeug und eine gehörige Portion Fingerspitzengefühl.      

Unabhängig davon, welches aktive Bauelement eingesetzt oder ausgetauscht wird, muss immer auf den richtigen Anschluss geachtet werden. Im Zweifelsfall muss in den technischen Datenblättern die Pin-Belegung der Anschlüsse sowie die Stromversorgung genau nachgelesen werden.

Ebenso wichtig wie der korrekte Anschluss sind auch die Betriebsbedingungen. So müssen sich beispielsweise Spannung, Strom, Leistung oder auch die Temperatur innerhalb der vom Hersteller vorgegebenen Grenzwerte befinden.  

Manche Halbleiterbauelemente, wie beispielsweise Prozessoren oder Speicherbausteine, sind empfindlich gegen statische Spannungsspitzen. Deshalb müssen sie mit geeigneten ESD-Maßnahmen vor und während der Montage geschützt werden. Wenn zum Austausch Lötarbeiten erforderlich sein sollten, muss geeignetes Lötwerkzeug zur Verfügung stehen und die beauftragten Personen sollten den Umgang mit dem Lötkolben beherrschen.