Grundlagen elektronischer Bauteile: LDR, NTC, PTC und Dioden

LDR: Lichtabhängige Widerstände

LDRs sind Widerstände, deren Wert sich ändert, wenn sie von Licht (sichtbar oder unsichtbar, wie Infrarot oder UV) beleuchtet werden.

Eigenschaften:

• Widerstandswert: Abhängig von der Lichtintensität, die auf das Bauteil trifft.
• Nicht-ohmsches Verhalten: Sie folgen nicht dem Ohmschen Gesetz.
• Material: Bestehen meist aus Cadmiumsulfid. In der Dunkelheit sind kaum freie Elektronen vorhanden, wodurch der Widerstand hoch ist. Bei Lichteinfall werden Elektronen freigesetzt, was den Widerstandswert senkt. Dieses Material wird als Fotoleiter bezeichnet.
• Herstellerangaben: Widerstandswert bei völliger Dunkelheit, Widerstandswert bei 1000 Lux, maximal zulässige Spannung und Nennleistung.
• Anwendung: Einsatz in Lichtdetektionssystemen.

NTC: Heißleiter

NTC-Widerstände sind Bauteile, deren Nennwert bei Erwärmung sinkt.

• Temperaturverhalten: Wenn die Temperatur steigt, nimmt der Widerstandswert ab.
• Nicht-ohmsches Verhalten: Sie folgen nicht dem Ohmschen Gesetz.
• Material: Bestehen aus Halbleiteroxiden.
• Bauformen: Erhältlich in verschiedenen Formen wie Scheiben oder Stäben.
• Herstellerangaben: Extremwerte und Nennwerte bei 25 °C.
• Anwendung: Einsatz als Temperatursensoren.

PTC: Kaltleiter

PTC-Widerstände sind Bauteile, deren Wert mit zunehmender Temperatur steigt (bei Erwärmung).

• Nicht-ohmsches Verhalten: Sie folgen nicht dem Ohmschen Gesetz.
• Material: Herstellung aus Materialien wie Bariumcarbonat oder Titanoxid.
• Anwendung: Können wie NTCs als Temperatursensoren verwendet werden.

LED: Leuchtdiode

Eine LED ist ein elektronisches Bauteil, das Licht emittiert, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. LEDs dienen als Indikatorleuchten in elektronischen Geräten. Sie sind robust und verbrauchen sehr wenig Energie.

Halbleiterkristalle: N-Typ und P-Typ

N-Typ-Kristalle

N-Typ-Kristalle sind leitfähig, da die Atome der Verunreinigungen freie Elektronen beisteuern, die den Stromfluss in einem externen Schaltkreis ermöglichen.

P-Typ-Kristalle

Bei P-Typ-Kristallen erzeugen die Atome der Verunreinigungen Leerstellen für Elektronen im Kristallgitter, sogenannte Löcher. Elektronen können sich von einem Atom zum anderen bewegen. Der Prozess der Einführung von Verunreinigungen in einen Halbleiter wird als Doping bezeichnet.

PN-Übergang

Wenn ein N-Typ-Halbleiter mit einem P-Typ-Halbleiter in Kontakt gebracht und in einen Stromkreis eingefügt wird, tritt ein einzigartiges Phänomen auf: Elektronen können sich nur in eine Richtung bewegen, vom N-Typ zum P-Typ.