Der Transistor

R. Brinkmann http://brinkmann-du.de
Seite 1
26.11.2013
Der Transistor
Der physikalische Aufbau eines Transistors.
Der npn – Transistor:
Die mittlere Schicht heißt Basis (B),
die anderen beiden heißen Emitter (E) und Kollektor (C).
C
C
C
n
B
B
B
p
n
E
E
E
Schaltzeichen
Ersatzschaltung
Schichtaufbau
Der pnp – Transistor:
Bezeichnungen wie beim npn - Transistor,
nur die Halbleiterschichten sind vertauscht.
E
E
E
p
B
B
B
n
p
C
Schaltzeichen
C
C
Ersatzschaltung
Schichtaufbau
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02.09.2007 22:51
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Leitfähigkeitsuntersuchungen am Transistor.
Versuch:
Transistorstrecken bezüglich Stromfluss untersuchen
npn
npn
C
B
E
E
sperrt
npn
C
C
E
sperrt
E
pnp
E
B
B
C
sperrt
E
pnp
E
npn
B
B
B
pnp
leitet
E
leitet
sperrt
C
B
B
npn
npn
C
E
B
C
C
C
sperrt
leitet
sperrt
pnp
pnp
E
B
C
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E
B
B
leitet
pnp
E
sperrt
C
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sperrt
C
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Merke
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npn - Transistor
B
E C
I>0
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Bei zweipoligem Anschluss
kann nur die Basis - Emitter
Strecke und
die Basis - Kollektor - Strecke
leiten.
pnp - Transistor
B
E C
I>0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
Bei welcher Polarität Leitung
vorliegt, hängt von der Art
des Transistors ab.
Der Transistoreffekt.
Die Grundschaltung
IB
A
4,5V
1k
A
C
npn
B
Basisstromkreis
(Steuerstromkreis)
E
Kollektorstromkreis
(Arbeitsstromkreis)
IC
9V
Der Transistor wirkt als Stromsteuerelement.
Das Verhältnis Kollektorstrom zu Basisstrom heißt Stromverstärkung.
Diese kennzeichnet den Transistor. Über dem Basisstrom lässt sich der
Kollektorstrom steuern.
Der Transistor hat drei Anschlüsse: Emitter, Basis und Kollektor.
Er kann als Gegeneinanderschaltung von zwei Dioden aufgefasst werden. In ihm
wird der Kollektorstrom durch den viel kleineren Basisstrom gesteuert. Dabei wird
eine Stromverstärkung B = IC / IB von mehr als Einhundert erreicht. Die
Stromverstärkung bleibt bei Änderung der Kollektor - Emitterspannung weithin
konstant.
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Schaltung mit einheitlicher Spannungsversorgung.
IC
IB
R
10k
A
A
C
500
npn
B
V
9V
E
UBE
Theorie zur Funktion des Transistors.
n
p
n
E
E
p
Der n - Bereich wird
positiv, der p - Bereich wird
negativ.
Elektronen wandern in den Es bildet sich ein
elektrisches Feld von p
p - Bereich,
nach n und somit eine
Löcher wandern in
Sperrschicht.
den n -Bereich.
n - und p - Schicht werden
zusammengefügt.
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n
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p
Das anlegen einer
Spannung (n positiv, p
negativ) vergrößert das
elektrische Feld und somit
die Sperrschicht.
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p
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p
p
n
n
n - und p – Schicht
werden
zusammengefügt.
Elektronen wandern in
den p - Bereich,
Löcher wandern in
den n -Bereich.
n
Der n - Bereich wird
positiv, der p - Bereich
wird negativ.
Es bildet sich ein
elektrisches Feld von p
nach n und somit eine
Sperrschicht.
Das anlegen einer Spannung
(p positiv, n negativ) verringert
das elektrische Feld der
Sperrschicht und hebt es
bei erreichen der
Schwellenspannung auf.
Die Sperrschicht verschwindet.
n
C
n
C
C
p
B
p
B
B
n
E
n
E
E
npn - Schicht wird
zusammengefügt.
n Bereiche sind positiv,
p Bereich ist negativ.
Es haben sich zwei
Sperrschichten gebildet.
Spannung zwischen Basis und Emitter hebt untere Sperrschicht auf.
Es fließt ein Basisstrom. Die Basis wird mit Elektronen überschüttet.
Durch Diffusion gelangen einige Elektronen in die Sperrschicht zwischen Basis und
Kollektor.
Je nach Anzahl der Elektronen, die in die Sperrschicht gelangen, wird diese
verkleinert, bzw. ganz aufgehoben. Dadurch wird die Kollektor-Emitter-Strecke
leitend.
Wird zwischen Kollektor und Emitter eine Spannung gelegt, so kann ein
Kollektorstrom fließen. Der Basisstrom steuert somit den Kollektorstrom
(über Veränderung der Sperrschichtgröße).
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