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Grundlagen |
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| Der Transistor ist ein Halbleiter-Bauelement mit drei Anschlüssen, das überwiegend als Stromverstärker eingesetzt wird. Wie eine Diode besteht der Transistor aus N- und P-dotiertem Halbleitermaterial. Aber man verwendet hier drei Schichten mit zwei dazwischenliegenden Sperrschichten. Die Schichtenfolge kann NPN oder PNP sein. Hier soll zunächst der NPN-Transistor betrachtet werden. Grundschaltungen des NPN-Transistors |
Schichten und Ersatzschaltbild aus zwei Dioden
| Die einzelnen Schichten des Transistors bezeichnet man als Emitter (E), Basis (B) und Kollektor (C). Wichtig ist, dass die Basisschicht sehr dünn ist. Der Transistor soll zunächst mit freiem Basisanschluss an eine Stromquelle gelegt werden, wobei der Emitter mit dem Minuspol verbunden sein soll. Es fließt kein Strom, weil die Basis-Kollektor-Diode in Sperrichtung liegt. |
Transistor mit offener Basis
| Nun soll eine zweite Stromquelle zwischen Basis und Emitter angeschlossen werden, wobei der Pluspol an der Basis liegt und die Spannung mit etwa 0,6 V so gering ist, dass nur ein kleiner Strom durch die Basis-Emitter-Diode fließt. Dabei kann man einen wesentlich größeren Strom beobachten, der vom Kollektor zum Emitter fließt. Die Erklärung dafür findet sich in der sehr dünnen Basisschicht. Treten nämlich N-Ladungsträger in die Basis ein, gelangen sie sofort in das starke elektrische Feld der Basis-Kollektor-Sperrschicht. Die meisten der Ladungsträger werden zum Kollektor hin abgesaugt. Nur etwa ein Prozent der Ladungsträger, die vom Emitter ausgehen, gelangen zum Basisanschluss. Umgekehrt ist also der Kollektorstrom etwa 100 mal größer als der Basisstrom. Der Kollektorstrom wird über die Basis-Emitter-Spannung bzw. über den Basisstrom gesteuert. |
Das Sperrschichtmodell der Verstärkung
| In der Praxis verwendet man einen Verbraucher im
Kollektorstomkreis. Es kann sich z.B. um eine kleine Glühlampe handeln.
Der Basisstrom kann von derselben Batterie wie der Kollektorstom kommen.
Man verwendet dann einfach einen Basiswiderstand. Dimensionierung des Basiswiderstands Siehe auch: www.franzis.de/elo-das-magazin/elektronik/transistor-grundschaltungen YouTube-Kurzvortrag: Grundfunktion des Transistors |
