Elektronen sind die kleinen negativ geladenen Ladungsträger die die positive Kernladung eines Atoms ausgleichen. In Metallen sind die Elektronen frei beweglich und können durch Anlegen einer Spannung bewegt werden, es fließt ein Strom; die Metalle haben auch bei niedrigen Temperaturen eine hohe Leitfähigkeit. In Halbleitern dagegen ist die Leitfähigkeit beispielsweise von einer zusätzlichen Aktivierungsenergie abhängig, damit sie leitend werden: diese zusätzliche Energie kann als Temperatur eingetragen werden, dann spricht man auch von Heißleitern. Ein klassischer Halbleiter ist das Element Silizium, das bei niedrigen Temperaturen ein Isolator ist und mit zunehmender Temperatur leitend wird. Halbleiter, die aus reinen Elementen bestehen bezeichnet man als Elementhalbleiter. Eine andere Gruppe sind die Verbindungshalbleiter, in denen Elemente mit unterschiedlichen Bindungselektronen kombiniert werden. Eine weitere Gruppe sind die organischen Halbleiter, bei denen Ladungsverschiebungen durch unterschiedlich große Baugruppen gegeneinander erzeugt werden können. Die Eigenschaften von Halbleitern können durch Störstellen gezielt verändert werden; dies kann man bei Element- und Verbindungshalbleitern durch das Einbringen von Fremdionen in sehr geringen Mengen bei der Herstellung von Einkristallen erreichen. Physikalisch ausgedrückt verringert man dadurch den Energieaufwand, der erforderlich ist, um einen Monokristall oder Polykristall vom Zustand eines Isolators in den eines Leiters zu überführen.
Der/die klassische Elektriker/-in arbeitet mit metallischen Leitern; das Kunstwort Elektronik zusammengesetzt aus Elektron und Technik, befasst sich mit der Steuerung von Elektronen besonders durch den Einsatz von Halbleitern und der Steuerung von Anlagen und Geräten mit Elektronen. So wie die Übergänge von metallischen Leitern zu Halbleitern fließend sind, so verwischen allmählich auch die Unterschiede zwischen den beiden Berufsbildern Elektriker/-in und Elektroniker/-in. Die Differenzierung zwischen verschiedenen Berufsbildern für Elektroniker und Elektronikerinnen hängt ab von den unterschiedlichen Maschinen, die mit Elektronen gesteuert werden, die Grundlagen aber sind immer die gleichen.
Dies vorausgeschickt wenden wir uns nun dem anerkannten Ausbildungsberuf Elektroniker/-in Maschinen- und Antriebstechnik zu. Kaum sitzt du im Auto bedienst du kleine Motoren, ein Fensterheber wird bedient, der Außenspiegel eingestellt, ein Gebläse läuft an; du bohrst und sägst mit Elektromotoren, du spielst mit einer elektrischen Eisenbahn oder mit ferngesteuerten Autos, Elektromotoren bewegen die kleine und große Welt. Ach ja die Oberleitungen über den Eisenbahnstrecken, den Schienensträngen für die Straßen- und U-Bahnen und über den Trassen für die Oberleitungsbusse liefern den Strom für die Antriebstechnik moderner Verkehrsmittel. In zahlreichen Betrieben werden die Spulen für Generatoren (die Erzeuger der elektrischen aus der mechanischen Energie) und Elektromotoren von Elektronikern/-innen gewickelt, als Elektromotoren in elektrische Maschinen und Antriebssysteme montiert, in Betrieb genommen und instand gehalten.
Schwere Lasten werden auf Baustellen mit kleinen Fördereinrichtungen elektrisch gehoben und abgesenkt, dafür genügen Steuerbefehle aus elektronischen Gebern. Große Elektrokräne heben große Lasten vom Lagerplatz bis in die höchsten Stockwerke und schwenken sie punktgenau beim Absetzpunkt ein. Aufzüge in Hochhäusern befördern uns sekundenschnell mehrere Stockwerke hoch; ein kleiner Pumpenmotor bewegt die Kühlflüssigkeit im Kühlschrank, ja selbst wenn du eine Diskette in das Laufwerk deines Rechners einschiebst bewegt ein Minielektromotor blitzschnell den Scanner. Die Miniaturisierung ist nur möglich über winzige Permanentmagneten(manchmal nur Stecknadelkopf groß), die auf eine spezielle Elementgruppe, die Seltenen Erden, zurückgreifen. Ohne die Miniaturisierung könnte man wohl kaum komplette Roboterlaboratorien auf entfernten kosmischen Körpern selbständig nur über Funkbefehle von der Erde gesteuert arbeiten lassen. Vom Antriebssystem eines ICE-Triebwagens, dem riesigen Generator eines Wasserkraftwerkes bis zur ausgeklügelten Steuerung von Schrittsteuerungen im tausendstel Millimeterbereich bei der Fertigung von Abgasreinigungsanlagen für Automobile ist das Wissen und die Erfahrung von Elektronikern/-innen für Maschinen und Antriebstechnik gefragt und unverzichtbar. Mit der zunehmenden Elektromobilität wird die Entwicklung solcher Antriebssysteme für alltagstaugliche Autos einen weiteren Aufschwung nehmen.
Nicht immer muss etwas völlig Neuartiges entwickelt werden, viel häufiger recherchiert der Elektroniker/-in umfangreichen Katalogen für elektronische Bauteile, wählt aus und kombiniert sie für neue Anwenderlösungen. Diese jedoch sind zuvor sorgfältig mit dem Auftraggeber abzustimmen. Aus der Kombination von mechanischen und elektronischen Bauteilen, raumsparend und dennoch für spätere Arbeiten zugänglich angeordnet entstehen neue Systeme, die mit der zugehörigen Leiterplatten ausgestattet über die Eingabefelder am Rechner parametriert werden.
Sofern es sich um einfache kostengünstige Austauschteile handelt, werden durch Elektroniker/-innen ebenso Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten durchgeführt. Dafür kommt auch eine Demontage, Reinigung, erneute Montage und Inbetriebnahme in Frage. Insbesondere wenn in der Kombination von reibenden und drehenden Teilen Abrieb entsteht und gleichzeitig Magnetfelder der Elektromotoren feinsten Staub ferromagnetischen Abriebs anziehen. Die durchzuführenden Arbeiten sind in Handbüchern niedergelegt. Nach der Dokumentation der Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten und der Funktionsprüfung erhält der Kunde die Maschine zurück.
Zum Verkauf neuer Maschinen und Antriebsaggregate gehört auch, wie beim Autokauf, eine Einweisung oder Schulung des Kunden. Über Ferndiagnoseeinrichtungen (remote diagnosis) sind Elektroniker/innen für Maschinen und Antriebstechnik in der Lage Störungen beim Kunden zu erkennen und gegebenenfalls zu beheben.
