Es gibt hier sicherlich keinen Grundkurs in Schaltungstechnik, es werden nur einige Hinweise gegeben, die zum Aufbau von Schaltungen in der Praxis wichtig sind. Man muss zumindest solche Sachen, wie die hier aufgeführten, wissen, um aus einer fertigen Schaltung (auf dem Papier) etwas halbwegs Funktionierendes in die Praxis umsetzen zu können.

1. Widerstände

Polung (so gut wie) egal, Die Grundeinheit ist Ohm (griech. Omega-Zeichen) und daraus abgeleitet kOhm (Kiloohm, x1000) und MOhm (Megaohm, x1000kOhm). Größen von mOhm (Milli-Ohm (1/1000 Ohm) sind eher selten, sie werden meist als Shunts zur Strommessung eingesetzt. Neben dem elektrischen Widerstand ist die Maximalleistung der Widerstände wichtig, üblich sind Werte zwischen 1/10 und 1W, darüber werden sie eher groß und haben teilweise auch Kühlkörper. Zusätzlich wird oft die Toleranz (z.B. 5%) und manchmal auch der der Temperaturkoeffizient (TK) in ppm/K (parts per million pro Kelvin) angegeben. Er bestimmt, wie stark sich der elektr. Widerstand abhängig (proportional zueinander) von der Temperatur verändert, z.B. bei TK100ppm/K und einer Steigerung von 25 auf 105°C (80K) sind das 8000ppm = 0,8%, die zusätzlich zur Toleranz hinzukommen.
Es ist nicht jeder beliebige Widerstandswert zu haben, es gibt Normreihen (DIN 41426 / IEC63): Diese Werte sind als Kohle-, Metall und Metalloxyd -Schicht mit 5 und oft auch als 1% Toleranz erhältlich. Die fett gedruckten sind bevorzugte Werte, die auch in den Normreihen E12 und E6 vorkommen. Diese Werte weichen von den Normreihen E48, E96 und E192 ab.
 

E24

1,0

1,1

1,2

1,3

1,5

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,7

3,0

3,3

3,6

3,9

4,3

4,7

5,1

5,6

6,2

6,8

7,5

8,2

9,1

Bei einigen Widerständen steht der Wert direkt drauf, z.B. 1k1 bedeutet 1,1Kiloohm, 390R =390Ohm, 6R8 =6,8Ohm u.s.w.
Der Buchstabe gibt immer den Dezimalpunkt an, so sind dann R47 = 0,47 Ohm.

SMD-Widerstände sind mit einer Zahl versehen, die die Größe direkt angibt. Sie ist wie folgt zu interpretieren:
Bei 3 Zahlen (5%):
Die ersten 2 Zahlen sind der eigentliche Wert, die letzte Zahl gibt die Anzahl der Nullen an, die anzuhängen sind. Das Ergebnis ist dann in Ohm.
z.B. "474"=47*10000^=470kOhm.
Bei 4 Zahlen (üblich bei 1% Genauigkeit), sind die ersten 3 der Wert, dann folgt die Anzahl der Nullen, also 103=1002=10k.

Bei SMD-Widerständen mit 1% Genauigkeit (Bauform 0603) begegnete mir auch schon folgendes System aus Ziffern und Buchstaben:
Die ersten 2 Zahlen geben indirekt den eigentlichen Wert nach Reihe E96 an, der Buchstabe dahinter steht für den Multiplikator, also die Anzahl der Nullen.
 

Heutzutage sind bedrahtete "Hole-Thru"-Widerstände meist farbkodiert.
 

Version mit 3 oder 4 selten 5 Ringen (DIN 41429):   Farbe Farbe Ring 1 Ring 2 Ring 3 Ring 4 Ring 5   silber - - *0,01 +-10% -   gold - - *0,1 +-5% -   schwarz - 0 *1,0 +-20% NKS   braun 1 1 *10 +-1% -   rot 2 2 *100 +-2% -   orange 3 3 *1k - -   gelb 4 4 *10k - SKS   grün 5 5 *100k - -   blau 6 6 *1M - -   violett 7 7 *10M - -   grau 8 8 *100M - HK   weiß 9 9 - - NK keine - - - +-20% - 1. Ring: 1. Ziffer 2. Ring: 2. Ziffer 3. Ring: Multiplikator (Anzahl der Nullen) 4. Ring: Toleranz 5. Ring: Sonderkennzeichnung (Spezialwiderstände)

Version mit 5 oder 6 Ringen (IEC 62):   Farbe Farbe Ring 1 Ring 2 Ring 3 Ring 4 Ring 5 Ring 6   silber - - - *0,01 - -   gold - - - *0,1 +-5% -   schwarz - 0 0 *1,0 - +-250   braun 1 1 1 *10 +-1% +-100   rot 2 2 2 *100 +-2% +-50   orange 3 3 3 *1k - +-15   gelb 4 4 4 *10k - +-25   grün 5 5 5 *100k +-05% 20   blau 6 6 6 *1M - +-10   violett 7 7 7 *10M - +-5   grau 8 8 8 *100M - +-1   weiß 9 9 9 - - - 1. Ring: 1. Ziffer 2. Ring: 2. Ziffer 3. Ring: 3. Ziffer 4. Ring: Multiplikator (Anzahl der Nullen) 5. Ring: Toleranz 6. Ring: Temperaturkoeff. in ppm/K (meist nur angegeben, wenn kleiner als 50) Meist ist nach dem 3. od. 4. Ring eine größere Lücke.

Im Zweifelsfall einfach ans Multimeter halten...;)

2. Kondensatoren

Polung (je nach Typ) weitestgehend egal. Es gibt die verschiedensten Materialien und Bauformen (z.B. Scheiben- und Folien-C). SI-Einheit ist das Farad, jedoch sind handhabbare Kapazitäten viel kleiner, sie liegen im Bereich des Pico-Farad (1pF=10^-12F), Nano-Farad (1nF=10^-9F) oder Mikro-Farads (1µF=10^-6F). Obwohl auch Kondensatoren mit Kapazitäten von z.B. 47 000µF existieren, wird die Einheit Millifarad im allgemeinen nicht verwendet. Ein Grund dafür ist sicher, dass neben dem griech. Buchstaben µ (mü), auch uF, mF oder gar MF (entgegen SI) zur Kennzeichnung benutzt werden. Es handelt sich aber immer um Mikrofarad.
Die üblichen Maximalspannung hängen von der Größe ab, sie liegen je nach Typ meist bei einigen hundert Volt. Auch hier gibt es normierte Kapazitätsgrößen.
Bei direkten Wertaufdrucken sind folgende Verfahren gebräuchlich, bei denen den Buchstabe (Vorzeichen) auch zur Trennung (Komma) benutzt wird.
z.B. 2p2=2,2pF; 4n7=4,7n; 100u=m100=100µF
Es gibt auch Aufdrucke die nur aus Zahlen bestehen und direkt den Wert in pF angeben.

Während z.B. bei alten Exemplaren noch direkte Werteaufdrucke existierten, wird nun auch hier mit einer 2-, 3-stelligen Zahl gearbeitet. Wie bei Widerständen sind die ersten 2 Zahlen der Wert, die dritte gibt die Anzahl der Nullen an. Sie entfällt ebenfalls bei kleinen Werten. Der Gesamtwert ist immer in pF! Der nachfolgende große Buchstabe gibt die Toleranz an.
z.B. "104J"=100 000pF=100nF=0,1uF mit 5% Genauigkeit.
 

Letter

B

C

D

F

G

H

J

K

M

P

R

S

Z

Toleranz

+-0,1

+-0,25

+-0,5

+- 1

+- 2

+- 2,5%

+- 5%

+- 10%

+- 20%

+100% -0%

+30% -20%

+50% -20%

+80% -20%

B...G  Toleranz in pF bei C<=10pF und in % bei C>10pF

Nachfolgend der zweite Buchstabe (klein) steht für die Nennspannung:

Die evtl. nachfolgende Farbkennzeichnung (farbloser oder grauer Körper) steht für den Temperaturkoeffizienten.

N für negativ, p für positiv,
also Kennzeichnung schwarz steht für einen negativen TK von 80ppm/K.

SMD-Keramik-Kondensatoren (Kerkos), egal welcher Baugröße (0402 ... 1206) haben keinen Aufdruck, die auf Kapazität, Spannung, Material (z.B. X7R, COG) oder Toleranz schließen lassen.

3. Elektrolytkondensatoren (Elkos)

Polung wichtig! Nur in der Tontechnik (passive Frequenzweichen für Lautsprecher) werden bipolare Elkos benutzt, bei denen die Polung egal ist. Standard-Einheit ist das Mikrofarad (µF, uF). Übliche Werte liegen zwischen 0,1 und 10 000 uF. Neben der Kapazität ist die Maximalspannung (z.B. 63V) entscheidend, darüber wird der Elko (meist mit einem Knall) zerstört. Das blüht ihm auch bei Verpolung!
Die Kapazität, die maximale Spannung und die Toleranz sind aufgrund der großen Bauform direkt aufgedruckt. z.B. 47uF, 25V, 20%. Die großen Toleranzen sind normal, da Elkos durch ihr spezielles Elektrolyt schneller altern und austrocknen.
Beim Einbau ist auf die Polung zu achten, der Plus oder der Minus ist am bedrahteten Elko gekennzeichnet.

Bei liegenden (SMD)-Elkos gibt es noch eine abweichende Beschriftung, bestehend aus 2 Zahlen und einem Buchstaben, z.B. 4E7, 33F etc...
Der Buchstabe gibt den Dezimalpunkt des Wertes in uF an. also 4E7=4,7uF, 33F=33uF.
Die Buchstabe selbst gibt die Spannungsfestigkeit an.
 

Letter	C	D	E	F	G	H
Spannung	6,3 V	10 V	16 V	25 V	40 V	63 V

Bei stehenden SMD-Elkos ist der erste Werte die direkte Kapazität, dann folgt die Spannung.

Bei Tantal-Cs ist in der Regel der Plus gekennzeichnet, bei SMD-Elkos jedoch der Minus.
Der Aufdruck bei Tantals sind 2 Zahlen, der erste Wert ist die Kapazität (3 Ziffern: erst Normwert + Anzahl der Nullen) in pF, der zweite die Spannung in Volt.
336= 33 000 000 pF = 33 000 nF = 33 uF.

4. Dioden

Polung wichtig! Nur bei bidirektionalen Z- oder Bidir. Suppressor-Dioden ist die Polung egal. Eine Diode besteht aus Halbleitermaterial (Silizium) und besitzt 2 Schichten, eine p und eine n-leitende. Der Strom (techn. Richtung von + nach -) kann, wenn die Diffusionsspannung (üblich je nach Typ und Strom typ. 0,2...1,5V) überschritten wird, nur von p nach n fließen. Der Ring auf dem Bauteil kennzeichnet die Kathode. Eine Diode wird hauptsächlich durch ihre Maximal-Strom und -Spannung definiert. Die Typen heißen z.B. 1N4xyz, oder z.B. BAY xyz, aber erst das Datenblatt gibt weitere Auskunft... auch zur Geschwindigkeit etc. Es gibt zahlreiche Spezialtypen wie z.B. Z-, PIN-, Schottky-, Tunnel- und Kapazitäts-Dioden.

Bei einfachen SMD-Dioden sind ebenfalls die Kathoden (MELF, MiniMELF, MicroMELF, SOD-123 etc.) gekennzeichnet. Bei Dioden in SOT-23 etc. entscheidet der einzelne Typ über die Verschaltung.
Allerdings gibt nur der Aufdruck (z.B. A4 ist BAV70) Informationen über den Typ preis, da hilft nur ein Datenbuch... eindeutig ist es bei Sondertypen und unbekanntem Hersteller trotzdem nicht.

Auch Leuchtdioden (Lumineszenzdioden), üblicherweise LEDs (Light Emitting Diode) genannt, gehören hierzu, die je nach Typ bei einem Strom von etwa 2...40mA voll leuchten, nur sind ihre Diffusionsspannungen höher. Die Farbe wird bestimmt durch das entsprechende Material.
Die Leuchtstärke von LEDs ist abhängig vom Strom (und so nur indirekt von der Spannung!), so ist immer ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung vorzusehen. Wie groß der bei Standard-LEDs bei 5V und 12V ist, steht in der Tabelle. Achtung bei Gleichspannung leuchtet sie nur bei richtiger Polung, bei Wechselspannung deshalb nur bei einer Halbwelle, weshalb das leichte Flimmern dann zu sehen ist. Neben Sonderbauformen, sind sie üblicherweise rund mit 3 oder 5mm im Durchmesser. Üblich ist ein Strom (ausgenommen LC-Exemplare) von 10mA. Die Sperrspannung von LEDs sind eher gering, deshalb sollte man sie nicht direkt an Wechselspannungen betreiben.
 

5. Bipolartransistoren

...sind aktive Bauelemente mit 2 PN-Übergängen. Durch einen kleinen Eingangsstrom kann ein größerer gesteuert werden. Es gibt NPN und PNP-Exemplare. NPNs benötigen eine positive Spannung an der Basis gegenüber dem Emitter (E), PNP eine negative, um einen Strom über den Kollektor fließen zu lassen. Die 3 Anschlüsse sind Basis (Base B), Emitter (E) und Kollektor (Collector C).
Übliche Bezeichnungen sind z.B. 2Nxyz oder BC xyz. (vieles ist möglich...) Der Buchstabe dahinter gibt oft die Klasse für die Stromverstärkung an.
Hier sind die Richtwerte für Kleinsignal-Transistoren, die aber auch je nach Typ abweichen.

Klasse	Stromverstärkung
A	bis ca. 50
B	50 ... 100
C	100 ... 200
D	200 ... 400
E	400 ... 800
F	weit größer als 800

Ein Transistor besitzt zahlreiche Parameter wie max. Basisstrom (IBmax), Kollektor-Emitterstrom (ICEmax), max Spannung (UCE), Stromverstärkung (hfe oder ß [beta]), Eingangswiderstand (re) aber auch die obere Grenzfrequenz.
Eine weitere wichtige Größe ist die Gesamtverlustleistung, die von der Umgebungstemperatur und dem thermischen Widerstand Rth-ja (thermal Resistance from junction to ambient) in K/W (Kelvin pro Watt).
maximale dauerhafte Verlustleistung Pmax (bei x°C) = (Tjmax-Tx)/(Rth-ja)
Tjmax - maximale Temperatur des Halbleiters (meist 150°C, aber je nach Typ 70°C...200°C)
Tx - Umgebungstemperatur (üblich je nach Ort consumer: 50°C ... 85°C, automotive 75...125°C)
 

Da sie sich beim Durchmessen wie zwei Dioden verhalten, kann man sie leicht testen und die Anschlussbelegung eindeutig bestimmen. Vor allem deshalb, da die Belegung nicht eindeutig genormt ist.
Heißt: beim NPN fließt der Strom von B nach C und von B nach E, alle anderen Richtungen sperren. Beim PNP fließt der Strom in entgegengesetzter Richtung.

Üblich ist aber bei Kleintransistoren (Gehäuse TO-92, Miniplast z.B. BCxyz) so etwas, wie unten links. Bei Transistoren der Reihe 2Nwxyz sind im allgemeinen gegenüber dem linken Bild unten Emitter und Kollektor vertauscht. Aber auch andere Belegungen existieren, z.B. bei HF-Transistoren oft CEB.
Für SMDs (SOT-23, SOT223 etc.) ist die weit verbreitete Belegung rechts zu sehen. Im Zweifelsfall nachsehen oder messen.

Gezeigt wird jeweils die Draufsicht, Top-View.

6. Feldeffekt-Transistoren (FETs)

Sie benutzen keinen PN-Übergang, sondern einen Kanal zum Steuern des Stroms. So ist eine fast leistungslose Steuerung (extrem hochohmiger Eingang) möglich. Ein FET hat mind. 3 Anschlüsse: das Gate (G, Tor) ist üblicherweise die Steuerelektrode, über Source (S, Quelle) und Drain (D, Abfluss) fließt dann der gesteuerte Strom. Neben den Sperrschicht-Typen (Junction-FET), existieren bei den MOS-FETs (Metal Oxyd Silicium-FETs) so genannte selbst sperrende Anreicherungs- (Enhancement-) Typen, aber auch selbst leitende Verarmungs(-Depletions)-Typen. Bei einigen MOSFETs existiert noch ein Bein zum Substrat (B Bulk) oder seltener ein zweites Gate. Üblicherweise ist Bulk aber intern mit dem Source-Anschluss verbunden.
Eine Möglichkeit bei MOSFETs, die Belegung durch Messen zu bestimmen, gibt es: durch die integrierte Bulk-Diode. Jeder MOSFET hat konstruktionsbedingt eine, manchmal (vor allem bei Switches) werden sie auch mit in die Schaltung eingezeichnet.

Eine übliche (z.B. BF 245, BF 256) Belegung (Ansicht von oben, Top-view) ist links zu sehen, eine Möglichkeit für SMD (z.B. SOT-23) ist in der Mitte. Aber auch hier tanzen einige FETs aus der Reihe, bei denen teilweise Drain und Gate vertauscht sind.
Rechts ist eine übliche Belegung für die größeren Leistungs-FETs in den Bauformen SOT223, DPAK, TO-220 u.s.w. Hierbei ist meist Drain mit der Kühlfahne- oder -Fläche verbunden.
Neben den Standard-MOSFETs sind in den letzten Jahren immer mehr intelligente Feldeffektransistoren oder Switches (ProFETs (r) etc.) entstanden, sie eignen sich hervorragend zum Schalten großer Ströme, sind dafür für den Analogbetrieb unbrauchbar.
Hier hilft nur ein Blick ins Datenbuch. Achtung, durch Elektrostatische Entladungen (ESD) können einfache konventionelle FETs wesentlich leichter zerstört werden als z.B. Bipolartransisoren.

Draufsicht / Top-View

7. ICs (Integrated Circuits, Integrierte Schaltkreise)

Sie bestehen aus einer Vielzahl von Bauelementen wie Widerstände, Dioden und Transistoren und wurden in einem Gehäuse integriert. Ein Datenblatt ist Pflicht.
So wie unten (Draufsicht) zu sehen, wird immer (beginnend unten links, entgegen dem Urzeigersinn) bei Schaltkreisen gezählt, Pin 1 ist deshalb gekennzeichnet. Weit verbreitet sind DIL8, DIL14, DIL16, DIL20, DIL24, DIL28, DIL40. Das DIL(P) steht für die Gehäuseform: Dual InLine (Plastic), die Zahl dahinter für die Anzahl der Pins (Beine). Der Abstand der Pins beträgt dann 100mil, das sind genau 2,54mm. 1mil sind ein Tausendstel Inch. Neuere ICs haben deutlich kleinere Abstände, z.B. 0,5mm)
Fehlt auf dem IC die Kennzeichnung von Pin1 (wie meist in SO-Bauweise), dann nach der Beschriftung oder der linken Kennzeichnung richten, unten links ist dann Pin 1.
Bei anderen Bauformen (PLCC, SOIC, SSOP oder was auch immer) muss man ebenfalls für die Belegung ins Datenblatt sehen. Die Zählweise ist immer gleich. Auch hier ist Pin 1 gekennzeichnet, und es wird einfach nur mathematisch positiv (entgegen dem Uhrzeigersinn) herum gezählt.
Um z.B. Operationsverstärker (OPVs) zu nutzen, ist ein geeigneter IC-Typ auszuwählen, der dann meist mehrere von den OPVs enthält.
Draufsicht / Top-View
 

8. Induktivitäten

Bei großen Spulen ist in der Regel eine genaue Typenbezeichnung oder der Induktivitätswert, max. Strom und evtl. Innenwiderstand angegeben.

Bei SMD-Spulen (Bauform über 0805)  gibt eine 4-stellige Kombination den Wert preis:
Bei Versionen mit 2 Zahlen und 2 Buchstaben gilt folgendes:
Wieder kennzeichnet der Buchstabe den Dezimalpunkt:

Letter	N	R
Wertebereich	nH	uH

Der letzte Buchstabe zeigt die Toleranz (wie bei Cs.)

Letter	F	G	H	J	K	M
Toleranz	+- 1%	+- 2%	+- 3%	+- 5%	+- 10%	+- 20%

Bei Versionen mit 3 Zahlen und einem Buchstaben gilt:
die ersten 2 Zahlen der Wert, die dritte Zahl, die Anzahl der Nullen... der Buchstabe am Ende wieder die Toleranz
Einheit dann in Mikrohenry uH.
z.B.
101J = 100 uH 5 %
4R7K = 4,7 uH, 10%
3N3F = 3,3 nF 1%
 

9. Leiterplatten

Die kupferbeschichtete Leiterplatte oder engl. PCB (printed circuit board) leitet die Ströme der Bauteile. Um Schäden vorzubeugen dürfen die Leiterzüge mit typ. Schichtdicken zwischen 25...105 Mikrometer nicht überlastet werden. Also müssen die Züge auf der LP bei entsprechenden Strom breit genug sein.

Zur Hilfe bei der Leiterplatten-Dimensionierung kann das unten erwähnte Programm PCB-Therm verwendet werden.

Hinweis: Es handelt sich hierbei um kein Layout-Programm, sondern dient ausschließlich zur Dimensionierung der Leiterbahnbreite und Vias. Dies geschieht abhängig von Schichtdicke, Strom, Layerlage und Temperatur nach Vorschlägen von IPC. Es kann auch nach anderen Verfahren berechnet werden.
Mit FR-4-Materialien werden im industriellen Bereich sehr gute Ergebnisse erzielt.

DOWNLOAD: PCB-Therm 0.4 (deutsch/englisch) for Windows:

das ZIP-File (ca. 200KB) kann runter geladen werden.