Elektrik: VERSUCH 17+18 - Physikalisches Praktikum für

II. PHYSIKALISCHES INSTITUT
DER UNIVERSITÄT GÖTTINGEN
Friedrich-Hund-Platz 1
37077 Göttingen
Elektrik: VERSUCH 17+18
Gefahren des elektrischen Stromes
Vom elektrischem Strom können Gefahren für Lebewesen
ausgehen
Die Gefahr hängt dabei von mehreren Faktoren ab:

Sie hängt ab vom Weg, den der Strom durch den Körper nimmt.

Sie hängt ab von der Stromstärke.

Sie hängt ab von der Einwirkungsdauer.
Alle Körperflüssigkeiten leiten den elektrischen Strom. Fast alle Organe werden durch
elektrische Impulse, die vom Gehirn ausgehen, gesteuert. Muskelbewegungen werden z.B.
durch schwache Impulse von etwa 50 mV angeregt. Auch das Herz schlägt auf Grund
elektrischer Ströme, die es aber selbst erzeugt.
Fließt nun ein von außen kommender Strom durch den Körper, der größer ist als die
körpereigenen Ströme, dann verkrampfen sich die Muskeln, die äußere Stromquelle kann dann
nicht mehr losgelassen werden. Fließt der Strom über das Herz, versucht dieses, den äußeren
Impulsen zu folgen. Es entstehen Rhythmusstörungen oder sogar Herzkammerflimmern,
welches ohne sofortige Hilfe zum Tod führt.
Ströme über 50 mA können tödlich sein, insbesondere wenn dieser Strom über das Herz
fließt.
Spannungen über 50 V sind lebensgefährlich, denn dabei können Ströme über 50 mA
fließen.
Bei großen Stromstärken gibt es auch Schädigungen durch die Wärmewirkung des elektrischen Stromes. Dies kann so weit gehen, dass die Verbrennungen und auch die Zersetzung des Blutes die primäre Todesursache sind.
Bei Spannungen unter 1000 V geschehen tödliche Unfälle meist durch Atemlähmung
(als Folge von Herzkammerflimmern), bei höheren Spannungen meist durch sehr starke
Verbrennungen.
1
Erste Hilfe - Unfälle durch elektrischen Strom
Niederspannung ( bis 1000 V ):
(gewöhnlicher Gebrauchsstrom in Haushalt und Gewerbe)

Strom unterbrechen (Ausschalten, Stecker ziehen, Sicherung herausdrehen)

Sofortige Ruhelage

Atmung und Puls kontrollieren

Bei Atemstillstand Atemspende

Bei Bewusstlosigkeit und vorhandener Atmung Seitenlagerung

Keimfreie Bedeckung der Brandwunden
Hochspannung ( über 1000 V ):
(durch Warnschild mit Blitzpfeil gekennzeichnete Anlagen)

Warnung: Keine Annäherung!

Bei unbekannter Spannung mindestens fünf Meter Abstand!

Notruf: Elektro-Unfall
112
Bei einem ernsten elektrischen Schlag unverzüglich in die Notaufnahme eines Krankenhauses. Dort wird ca. ½ Stunde beobachtet, ob Herz-Kammerflimmern auftritt. Ist das
nicht der Fall, ist die Gefahr vorüber und man kann wieder nach Hause....
2
VERSUCH 17: Solarzelle und Halbleiterdiode
Stichworte
Gerthsen
Halbleiterdiode
14.4.3.
Kennlinie einer Diode
14.4.3.
Einweggleichrichter
7.5.2.
Kennlinie einer Solarzelle (SZ)
Arbeitspunkt (MPP) der SZ
Spektrale Empfindlichkeit der SZ 11.3.
Farbe von Licht
11.1.2. u. 11.2.10
Einleitung
Stuart/Klages
Kuhn
§ 109 23.1,
23.6
23.6
§ 134
s.u.
s.u.
s.u.
13.3
13.3
Solarzelle und Halbleiterdiode
Die Sonne ist die Hauptenergiequelle für unser tägliches Leben. Dabei kann diese Energie
vor sehr langer Zeit geliefert worden sein, wie bei den fossilen Brennstoffen, indirekt, wie
bei Windkraftwerken oder direkt, wie bei Sonnenkollektoren und Solarzellen. Solarzellen
sind in Reihe geschaltete photoempfindlichen Halbleiterdioden, die zur Stromerzeugung
genutzt werden. Die Spannung entsteht dabei durch optische Anregung von
Valenzelektronen in das Leitungsband. Die mögliche Leistung, die eine Solarzelle zu
erbringen vermag hängt dabei von der Beleuchtungsstärke und Farbe des beleuchtenden
Lichtes ab. Im Versuch werden die physikalischen und elektrischen Eigenschaften von
Halbleiterdioden studiert und die Energieerzeugung mit Hilfe einer Solarzelle quantitativ
untersucht.
Anwendungsbeispiele
Diode: Halbleiterelektronik, Netzteile für Gleichstromgeräte (Radios, etc.),
Detektor für , , -Strahlung und Licht !
Solarzelle: Stromerzeugung
Zubehör
1 Solarmodul,
1 Diode,
1 Versuchsbox (regelbare
___Gleichspannungsquelle,
___regelbarer Lastwiderstand)
1 Lampe im Abschirmgehäuse
3 optische Filter (420nm,
___530 nm und 670 nm)
2 Vielfachmessgeräte
Die Versuchsbox
3
Fragen zur Vorbereitung

Was soll heute im Praktikum gemessen werden? Warum?

Wiederholung: Was sind Valenz- und Leitungsband eines elektrischen Leiters ?

Wiederholung: Wie schaltet man ein Volt- oder Amperemeter in einen
elektrischen Schaltkreis ?

Was ist die Energielücke zwischen Valenz- und Leitungsband ?

Was versteht man unter Löchern im Valenzband ? Wie tragen sie zum
Ladungstransport bei ?

Was versteht man unter der Dotierung eines Halbleiters ? Nennen Sie ein
Beispiel !

Was sind Akzeptor- / Donatorniveaus im Bändermodell eines Halbleiters ? Wie
wirken sie auf die Energielücke im Halbleiter ?

Was passiert beim Zusammenbringen eines p- und eines n-dotierten Halbleiters
mit den freien Ladungsträgern (Stichwort: Rekombination, Verarmungszone) ?

Woher rührt ist die Diffusionsspannung (auch Diodenflussspannung) ?

Wie ist das elektrische Schaltsymbol für eine Halbleiterdiode ?

Was bedeutet Schaltung in Sperr- / Flussrichtung ?

Wie wirkt eine p-n Diode in elektrischen Wechselstomkreisen ? Wie schaltet man
diese (Stichwort: Einweggleichrichter, Brückengleichrichter) ?

Wie sieht die I(U)-Kennlinie der Diode aus? Was ist die Antidiffusionsspannung ?

Was ist eine Solarzelle ? Wie erzeugt sie eine elektrische Spannung (Stichwort:
Elektronen-Loch-Paar Erzeugung) ?

Wie sieht die I(U)-Kennlinie einer Solarzelle im Vergleich zu einer gewöhnlichen
Diodenkennlinie aus? Wie unterscheiden sie sich ?

Was ist der Maximal Power Point im P(U)-Diagramm einer Solarzelle ?
Versuch
Achten Sie auch auf die Vorzeichen der Messwerte des Multimeters!
Welche Bedeutung haben diese?
I
U
4
2V
1) Die Kennlinie einer unbeleuchteten Halbleiterdiode
Messen Sie die I(U)-Kennlinie der Diode im Bereich 0 V - 0.4 V in Schritten von 0.1 V
und im Bereich von 0.4 V - 0.8 V in Schritten von 0.02 V und bestimmen Sie daraus UF.
(Schaltskizze: Seite 4)
Achtung:
Keine Spannung über 2 V anlegen (Schalter
auf der Versuchsbox)!
Wenn die Überlastwarnleuchte aufleuchtet
wird dies im Protokoll vermerkt und die
Messung abgebrochen.
Vor dem Einschalten den Assistenten fragen!
2) Die Kennlinie einer unbeleuchteten Solarzelle entspricht der einer Diode. Ersetzen
Sie die Diode durch das Solarmodul (keine blanken Steckkontakte!).
Verdunkeln Sie die auf dem Abschirmgehäuse aufgesteckte Solarzelle mit einem der
optischen Filter und messen Sie die I(U)-Kennlinie im Bereich von 0 V bis etwa 10 V in
Schritten von 1 V.
I
SolarZelle
U
12V
3) Die Kennlinie einer beleuchteten Solarzelle
Ersetzen Sie das Netzgerät durch den regelbaren Lastwiderstand und entfernen Sie
das Filter.
Schalten Sie die Lampe ein und vermessen Sie die I(U)-Kennlinie erneut von 0 V bis 5 V
in 1 V-Schritten und von 5 V bis 9 V in 0.2 V-Schritten.
SolarZelle
Lastwiderstand
5
4) Die Kennlinien einer spektral gefiltert beleuchteten Solarzelle
Setzen sie nacheinander die verschiedenen Spektralfilter in das Abschirmgehäuse ein.
farbiges
Licht
SolarZelle
Lastwiderstand
Nehmen Sie die Kennlinien für blaues, grünes und gelbes Licht von 0 V bis 5 V in 1 VSchritten, darüber hinaus in 0.2 V-Schritten auf.
Auswertung
Die Diodenkennlinie lässt sich
Schottky-Gleichung beschreiben:
  eU  
I  I Sp  exp
  1.
  kT  
für
mit :
kleinere Ströme annäherungsweise durch die
k = 8.62  10 – 5 eV / K
Dabei ist ISp der Sperrstrom, e die Elementarladung, k die Boltzmannkonstante, T die
absolute Temperatur (in Kelvin gemessen) und U die Spannung, die über Anode und
Kathode der Diode anliegt. Die Antidiffusionsspannung UF , auch Diodenflussspannung,
entspricht dem Schnittpunkt der U-Achse mit der Geraden, durch die man den steil
ansteigenden
Teil
der
Diodenkennlinie
im
Durchlassbereich
approximiert.
1) Zeichnen Sie die I(U)-Kennlinien der Halbleiterdiode und bestimmen Sie aus der
Auftragung graphisch die Antidiffusionsspannung UF mit Fehler!
2) Zeichnen Sie die I(U)-Kennlinien der unbeleuchteten Solarzelle und bestimmen Sie aus
der Auftragung graphisch die Antidiffusionsspannung UF mit Fehler!
3) Tragen Sie die I(U)-Kennlinien aus Versuchsteil 3 und 4 auf und bestimmen Sie daraus
den Kurzschlussstrom Ik sowie die Leerlaufspannung UL = U (I = 0). Dazu müssen Sie
gegebenenfalls den Graphen extrapolieren. Auch diese Größen sind mit Fehler
behaftet, daher schätzen Sie diesen grob ab!
4) Bestimmen Sie die von der Solarzelle abgegebenen Leistungen P = U  I für die vier
mit Beleuchtung gemessenen Kennlinien und trage sie diese in einen Graphen über
der Spannung U auf (vgl. Abbildung Seite 9). Aus den Graphen wird der Maximal
Power Point abgelesen ( Pmax, I (Pmax) und U (Pmax) ). Berechnen Sie den Fehler
mithilfe der Fehlerfortpflanzung. Sie können davon ausgehen, daß die
Messgerätegenauigkeit bei 1% des Messwertes liegt.
6
5) Die spektrale Empfindlichkeit S der Solarzelle soll überprüft werden. Dazu wird das
Verhältnis der spektralen Empfindlichkeiten bei gelbem (Wellenlänge  = 670 nm) und
grünem (Wellenlänge  = 530 nm) Licht gebildet und mit dem Literaturwert (siehe
Diagramm: Empfindlichkeit gegen Wellenlänge einer Photodiode) für dieses Verhältnis
verglichen.
I K (Gelb)
PLampe (Gelb)
SGelb

I K (Grün)
SGrün
PLampe (Grün)
Hier sind: IK = Kurzschlussstrom der Solarzelle bei gelbem/grünem Filter
PLampe = Strahlungsleistung der Lampe
Beim verwendeten Aufbau ist die Strahlungsleistung der Lampe mit dem gelben Filter
PLampe(Gelb) um 10% größer als bei Verwendung des grünen Filters (PLampe(Grün). Daher
benötigen Sie nicht die absolute Leistung der Glühlampe.
Da die Intensität des Sonnenlichts bei etwa 880 nm maximal ist, baut man Solarzellen so,
dass sie in diesem Bereich ihre maximale Empfindlichkeit haben. Je weiter man sich von
diesem Maximum entfernt, umso geringer wird auch die Empfindlichkeit (Messung 3).
Das nebenstehende Bild zeigt die
Empfindlichkeit einer Si-PhotoDiode in Abhängigkeit von der
Wellenlänge.
Gestrichelt eingezeichnet ist der
Verlauf der Empfindlichkeit einer
idealen Diode mit einer Ausbeute
von 100 %.
Die gemessene Kurve liegt generell
tiefer, verläuft aber bei kurzen
Wellenlängen etwa parallel zur
theoretischen Kurve.
Der
steile
Abfall
auf
der
langwelligen Seite kommt daher,
dass die Photonen nicht mehr
genügend Energie haben, um
Elektronen über die verbotene Zone
zu heben.
7
Zur Theorie des Versuches
Man kann sich eine Solarzelle als aus einer Stromquelle und einer Diode
zusammengesetzt vorstellen. Dabei hängt die Stromstärke von der Beleuchtung ab. Wenn
man die Solarzelle verdunkelt, dann misst man die Kennlinie einer Diode. Die Kennlinie
einer beleuchteten Solarzelle ist daher lediglich um den Kurzschlussstrom Ik nach unten
verschoben (siehe Abbildung unten).
Da bei Beleuchtung der Solarzelle in der Regel nur der vierte Quadrant der Darstellung
interessiert, wird auch nur dieser gezeichnet. Trägt man die abgegebene Leistung P über
der Spannung auf, kann man ein Maximum ablesen, das als Maximum Power Point
bezeichnet wird (siehe Abbildung auf der nächsten Seite).
Schaltet man Solarzellen in Serie, addieren sich die Spannungen, während sich der Strom
nicht ändert. Bei Parallelschaltung addieren sich dagegen die Ströme, wobei die
Spannung erhalten bleibt. Solarzellen werden daher zu leistungsfähigen Modulen
zusammen geschaltet.
Im Versuch wird ein in aus 19 Einzelelementen geschaltetes Solarmodul verwendet.
8
Solarzellen eignen sich besonders zur Stromversorgung autarker Systeme
9
VERSUCH 18: Transistor
Stichworte
Gerthsen
Stuart/Klages
Kuhn
Halbleiter
p-n-übergang
Wirkungsweise eines
Transistors
Emitterschaltung
Transistorkennlinie
Transistor als Verstärker
14.4.1.
14.4.2.
14.4.3.
§ 109
§ 109
23.1, 23.4
23.6
23.7
14.4.3.
§ 109
23.7
23.7
23.7
Einleitung
(s. auch Haase, § 200--202)
Transistor
Transistoren gehören zu den wichtigsten elektronischen Bauelementen. Sie werden zum
Verstärken und Schalten elektrischer Signale verwendet. Meist bestehen sie aus drei
Zonen von halbleitendem Material, das verschieden dotiert ist (p- oder n-leitend). Diese
Dreiteilung erinnert noch an ihre Vorläufer, die Trioden. Daher existieren in der
Nomenklatur auch viele Ähnlichkeiten. Diese Vakuum-Röhren, deren Funktion man meist
schneller begreift, erhalten ihre beweglichen Ladungsträger (Elektronen) aus einem
Heizdraht, sie werden auf eine positiven Elektrode hin beschleunigt und können durch ein
dazwischen liegendes Gitter abgebremst oder durchgelassen werden. Im Transistor
bewegen sich die (negativen oder positiven) Ladungsträger durch Festkörpergrenzflächen,
wieder geregelt durch Ladungen, die von
außen beeinflusst werden.
Eine Vielzahl von Transistoren oder
anderen Bauelementen (z.B. Widerstände)
können
in
einem
einzigen
Fertigungsprozess auf einem einkristallinen
Siliziumplättchen (Chip) hergestellt werden.
Vor einigen Jahren überschlugen sich die
Computer-Chip
Hersteller
noch
mit
Angaben, wie viel Tausend Transistoren auf
einem Quadratzentimeter Platz hätten.
Heute ist es um diese Zahlen still
geworden, weil sie so astronomisch groß
geworden sind, dass man sie nur noch in
Zehnerpotenzen angeben kann, die dann
aber doch keiner mehr begreift.
Es
lohnt
sich,
sich
mit
diesem,
zugegebenermaßen
komplizierten,
Bauelement näher zu beschäftigen, das in
allen Regelungen und Computern steckt
und schon unsichtbar klein geworden ist
und unser Leben im letzten Jahrhundert so
grundlegend geändert hat.
10
Zubehör
1 npn-Transistor mit 1k Schutzwiderstand
2 Potentiometer (51 , 25000 )
3 Vielfachmessgeräte
1 Netzgerät (10 V=).
Fragen zur Vorbereitung
 Was soll heute im Praktikum gemessen werden? Warum?

Wiederholung: Was ist eine Spannungsteilerschaltung?

Wozu kann ein Transistor benutzt werden ? Nennen Sie Beispiele !

Aus welchen Halbleitern wird ein Transistor aufgebaut ?

Wie sind die Spannungen an den einzelnen Schichten bei der im Versuch
verwendeten Emitterschaltung geschaltet ?

Was sind dabei Basis, Emitter und Kollektor ?

Wie funktioniert ein Transistor in Emitterschaltung ?

Welche entscheidende Rolle spielt dabei die Basis ?

Welcher Strom kann mit dem Basisstrom geregelt werden ?

Wie sehen die Ausgangskennlinien eines Transistors in Emitterschaltung
aus?

Warum trägt man mehrere auf (vgl. Versuch!) ?

Wie ist das elektrische Schaltsymbol eines npn-Transistors ?

Was Vergleicht man mit dem Verstärkungsfaktor eines Transistors? Wie
berechnet sich der Verstärkungsfaktor des Transistors ?
11
Versuch
1) Bauen Sie die Schaltung gemäß des Schaltplanes auf und lassen sie diese vom
Assistenten kontrollieren (Abbildung Seite 12).
2) Stellen sie einen Basisstrom IB von 0.2 mA ein. Messen Sie den Kollektorstrom IC in
Abhängigkeit von der Spannung UEC (UEC = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 V anschließend 1
V, 2V, 3V, ..., 10V). Regeln Sie dabei den Basisstrom IB immer nach.
3) Wiederholen Sie die Messung für verschiedene Basisströme IB = 0.3, 0.4, 0.5 mA.
Auswertung
1) Tragen Sie das Ausgangskennlinienfeld IC ( UE ) für die vier Basisströme auf.
2) Entnehmen Sie aus Ihren Messreihen zu jedem Basisstrom IB die Werte vom
Kollektorstom IC bei einer Spannung UEC = 8 V. Tragen Sie diese auf und bestimmen
sie graphisch den Verstärkungsfaktor β mit Fehler.
12
Zur Theorie des Versuches
Bei Transistoren bewegen sich die Elektronen nicht im Vakuum wie bei der Trioden-Röhre,
sondern als Überschusselektronen von Donatoren im Kristallgitter eines Halbleiters.
Donatoren sind in ein Kristallgitter eingebrachte Fremdatome, welche mehr
Valenzelektronen besitzen, als für die Gitterbindungen gebraucht werden (zum Beispiel
Phosphor im Siliziumgitter). Auch fehlende Elektronen von Akzeptoren (zum Beispiel Bor
im Siliziumgitter), sogenannte Löcher, können als positive Ladungsträger dienen.
An Grenzflächen zwischen einem Elektronen-Halbleiter und einem Löcher-Halbleiter treten
Elektronen des einen Materials in Löcher des anderen Materials. Weil aber die Atomkerne
ihre Ladung nicht ändern, wird dadurch der Löcher-Halbleiter an der Grenzfläche negativ,
der Elektronen-Halbleiter positiv aufgeladen. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld,
welches ein weiteres Vordringen der Elektronen verhindert. Das hiermit beschriebene
elektronische Bauelement ist eine Diode (siehe auch Versuch 17).
Werden nun zwei Elektronen-Halbleiter (n-Leiter) durch eine Schicht eines LöcherHalbleiters (p-Leiter) getrennt, deren Schichtdicke in der Größenordnung der Ausdehnung
des an den Grenzflächen aufgebauten elektrischen Feldes liegt (10 –5 m), so kann ein Teil
der Elektronen durch die Schicht hindurchtreten. Das Ausmaß des durchtretenden Teiles
hängt von der Stärke des elektrischen Feldes ab. Dieses Feld kann aber von aussen
durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die dünne Schicht beeinflusst werden.
Damit wird der Durchtritt der Elektronen steuerbar.
Die dünne Schicht, Basis B genannt, übernimmt damit ähnliche Funktion wie das Gitter
der Triodenröhre. Der an die Basis Elektronen abgebende n-Leiter heißt Emitter E. Er hat
eine ähnliche Funktion wie die Kathode in der Triodenröhre. Der Elektronen aufnehmnede
Teil heißt Kollektor C und entspricht der Anode in der Triodenröhre.
Das beschriebene System ist ein
npn-Transistor.
Mit p werden die positiven
Ladungsträger (Löcher) der Zwischenschicht, basis B, symbolisiert, während n für die
negativen Ladungsträger (Elektronen) im Emitter E und im Kollektor C steht. Ein pnpTransistor funktioniert analog, aber mit umgekehrten Vorzeichen der Ladungen, Ströme
und Spannungen.
Einen weiteren Zugang zum Verständnis eines npn-Transistors erhält man aus folgender
Überlegung:
Dieser Transistor hat zwei pn-Übergänge und man kann ihn sich stark vereinfacht als
zwei entgegengesetzt geschaltete Dioden vorstellen (siehe Abbildung).
npn-Zonenfolge und Ersatzschaltbild des Transistors
(aus: Rohe, „Elektronik für Physiker“, Stuttgart 1987)
13
Der Strom IC, der durch den Transistor fließt, lässt sich durch den Basisstrom IB steuern.
Die Verstärkerwirkung des Transistors beruht darauf, dass im Sättigungsbereich der
Transistorkennlinie kleine Änderungen des Basisstroms große Änderungen des
Kollektorstroms bewirken.
In der sog. Emitterschaltung (s. Versuchsaufbau) ist die E-B-Diode in Durchlassrichtung
geschaltet, d.h. Elektronen können von E nach B gelangen und es fließt ein (kleiner)
Basisstrom. Der Kollektor liegt gegenüber der Basis auf positivem Potential, also ist die CB-Diode in Sperrrichtung geschaltet. Der Strom IC ist der Sperrstrom der C-B-Diode und ist
abhängig von der Anzahl der Elektronen in der p-leitenden Basis (s. Versuch 17). Da die
B-E-Diode in Durchlassrichtung geschaltet ist hängt die Elektronenkonzentration in der
Basis von der äußeren Spannung UBE bzw. vom Basisstrom IB ab. Dadurch ist der
Kollektorstrom IC eine Funktion sowohl von der äußeren Spannung UEC zwischen Emitter
und Kollektor als auch vom Basisstrom IB:
IC = IC (UEC , IB)
14
AUFGABEN zu VERSUCH 17
1) a) Was versteht man unter n-, was unter p-Dotierung? Erklären Sie kurz die
Wirkungsweise eines pn-übergangs? Was ist eine Diode?
[Lehrbücher, dieser Text !!!]
b) Die Sonne bescheint eine Solarzelle der Fläche 10 cm2 . Sie hat einen
Wirkungsgrad von 10%. Es wird eine Spannung von 1 V abgegriffen. Wie groß ist
der Strom, der fließt? (Leistungsabgabe der Sonne am Erdboden: 200 W/m2 )
[0.02 A]
2) Bei einer Solarzelle bestimmt man für den MPP bei  = 500 nm die Werte UMPP =
(0.50  0.02) V und IMPP = (800  20) mA. Die maximale Leistung bei  = 800 nm
wird sehr genau zu PMPP ( =800 nm) = 0.5000 W bestimmt.
Für die Intensität des Lichts gelte: I ( =500 nm) = 2  I (=800 nm).
Wie groß ist dann das Verhältnis der Leistungen fP=PMPP (=500 nm)/PMPP ( =800 nm)
(mit Fehler!)?
[0.80  0.04]
3) a. Beschreiben Sie kurz den Aufbau und die Wirkungsweise einer Halbleiterdiode.
b. Ein npn-Transistor habe in Emitterschaltung eine Stromverstärkung von 210.
Der maximal zulässige Basisstrom beträgt 0.85 mA.
Für einen Kleinverstärker benötigt man einen Kollektorstrom von 270 mA.
Kann dieser Transistor verwendet werden?
[ nein! ]
AUFGABEN zu VERSUCH 18
1) Ein npn-Transistor werde in Emitterschaltung betrieben.
a) Zeichnen Sie das Schaltbild!
b) Es werden 5 Messungen durchgeführt, die für Basis- und Kollektorstrom ergeben:
IB (mA)
0.51
0.48
0.49
0.51
0.50
138.5
137.9
138.0
137.8
139.2
IC (mA)
Wie groß ist die Stromverstärkung  und die Standardabweichung ?
[ = 277.8  3.2]
2) Wie sieht das Schaltbild für einen npn-Transistor in Kollektorschaltung aus?
3) Bei einem Transistor misst man einen Basisstrom IB = 0.35 mA, einen Kollektorstrom
IC = 52.5 mA.
a. Wie groß ist die Stromverstärkung?
[ 150 ]
b. Aus welchen Schichten besteht ein Transistor und wie sind sie dotiert?
c. Zeichnen Sie einen npn-Transistor in Emitterschaltung! Geben Sie die Polung
von Basis-Emitterspannung und Kollektor-Emitterspannung an, wenn der
Transistor als Verstärker arbeiten soll!
© II. Physikalisches Institut, Universität Göttingen, Physik-Nebenfachpraktikum V7.14e, 9-3-2010
15