diskretes Bauteil
Englisch: discrete component
Komponente mit nur einem Schaltungselement, entweder passiv (Widerstand, Kondensator, Spule) oder aktiv (Transistor oder Elektronenröhre)
Bauelemente: eine Funktion, ein Gehäuse, ein Anschluss
Ein Bauelement ist ein einzelnes elektrisches Bauteil, das als eigenständige Einheit verpackt und verkauft wird. Es erfüllt eine spezifische Funktion: ein Widerstand begrenzt Strom; ein Kondensator speichert Ladung; ein Transistor verstärkt oder schaltet; eine Diode leitet in eine Richtung. Im Gegensatz zu integrierten Schaltkreisen, die Tausende oder Millionen von Elementen auf Silizium enthalten, leistet ein Bauelement eine Aufgabe in einem Gehäuse.
Passive Bauelemente dominieren die Industrieelektronik. Ein Dünnschicht-Widerstand ist einfach ein dünner Kohlenstofffilm auf einem Keramikrohr, mit Anschlussdrähten an jedem Ende gelötet. Folien-Kondensatoren verwenden Kunststofffolie als Dielektrikum, eng aufgewickelt mit Metallelektroden. Drosseln sind Drahtwicklungen auf einem Ferrit- oder Eisenkern. Diese Bauteile werden nach ihrem Hauptparameter gemessen: Widerstände in Ohm, Kondensatoren in Farad, Drosseln in Henry. Toleranzen spielen eine Rolle. Ein 10-kOhm-Widerstand kann mit plus oder minus 5 Prozent oder plus oder minus 1 Prozent spezifiziert sein, und die engere Toleranz kostet mehr und liefert Genauigkeit, wo Schaltungen sie erfordern.
Aktive Bauelemente, hauptsächlich Halbleiter, umfassen Signal-Transistoren (Small-Signal-BJTs und MOSFETs für Verstärkung und Logik), Leistungs-Transistoren (für höhere Lasten) und Dioden (Gleichrichterdioden, Zener-Dioden zur Spannungsregelung, Photodioden zur Erfassung). Ein 2N3904 NPN-Transistor oder ein IRF520N MOSFET sind Standards in der Industriesteuerung und in Stromversorgungen. Jedes Halbleiter-Bauelement hat ein Datenblatt, das Verstärkung, Spannungsgrenzen, Strombelastbarkeit und Schaltgeschwindigkeit angibt.
Warum Bauelemente noch wichtig sind: Integrierte Schaltkreise sind bei hohen Stückzahlen billiger und kleiner, aber Bauelemente bieten Flexibilität, Reparierbarkeit und Wärmeverwaltung, die ICs nicht erreichen. Ein fehlerhafter Widerstand in einem großen Industrie-Schrank kann in Minuten entlötet und ersetzt werden. Diskrete Leistungs-Transistoren können an Kühlkörper geschraubt werden, die für Hunderte von Watt ausgelegt sind. Konstrukteure nutzen auch Bauelemente, um die Leistung abzustimmen: einen 100-Mikrofarad-Kondensator gegen einen 47-Mikrofarad-Kondensator austauschen und die Schaltungsantwort ändern sich in Sekunden.
Der Begriff "Bauelement" bedeutet separat oder unterschiedlich und unterstreicht, dass jede Komponente eine separate, austauschbare Einheit ist. Dies steht im Gegensatz zu integrierten Schaltkreisen, bei denen Komponenten zusammen gefertigt und nicht getrennt werden können. Bei der Leiterplattenmontage werden Bauelemente immer noch einzeln von Hand oder maschinell platziert, auch in modernen Fabriken, während ICs als vorgefertigte Module kommen. Die Beschaffung bleibt fragmentiert: Tausende von Lieferanten lagern Standard-Widerstände und Kondensatoren, aber spezialisierte Bauelemente wie Hochspannungsdioden oder Präzisions-Drosseln erfordern Beziehungen zu Spezialisten.