Transistor
Bipolarer Transistor
Ein Transistor ist ein Halbleiterbauelement, bei dem man üblicherweise den bipolaren Transistor meint. Es gibt auch unipolare Transistoren, die auch als Feldeffekttransistoren bezeichnet werden.
Bipolare Transistoren bestehen typischerweise aus Silizium. Es kommen auch Germanium oder Mischkristalle zum Einsatz, welche aber nicht sehr häufig verbreitet sind.
Die Bezeichnung Transistor ist aus seiner Funktion abgeleitet. Bei einer Widerstandsänderung in einer Halbleiterschicht wird auch der Widerstand in der anderen Schicht beeinflusst. Aus „transfer resistor“ wurde die
Bezeichnung Transistor. Transistoren werden überwiegend als Schalter oder Verstärker eingesetzt. Ein Transistor ist ein Halbleiterkristall, der aus drei unterschiedlich dotierten Schichten besteht. Die Schichtfolge der Transistoren kann unterschiedlich sein, man unterscheidet zwischen einer n-p-n und einer p-n-p Schichtung. Das mittlere Gebiet wird in beiden Schichtungsarten sehr dünn gehalten und ist nur schwach dotiert.
Die einzelnen Anschlüsse bezeichnet man mit Emitter E, Kollektor C und Basis B. Für die elektrischen Vorgänge in Transistoren sind wie bei Dioden die Grenzschichten bzw. die Übergänge zwischen den verschiedenartig dotierten Schichten verantwortlich. Die relevanten Spannungen am Transistor sind die Spannung zwischen Basis und Emitter (UBE) und die zwischen Kollektor und Emitter (UCE), die beide müssen für eine sinnvolle Funktion des npn-Transistors positiv sein.
Für die Ströme im Transistor gilt: IB + IC – IE = 0 (Knotenregel).
Der Emitterstrom stellt die Summe aus Basis- und Kollektorstrom dar.
IE = IB + IC
Merken:
Beim Transistor ist die Basis-Emitterspannung ca. 0,7V. Bei kleinen Basisströmen eher 0,6V.
Betriebsarten:
Transistoren können in drei verschiedenen Betriebsarten zum Einsatz kommen. Diese werden als Emitter, Kollektor- und Basisschaltung bezeichnet. Sie können leicht unterschieden werden, da es genügt zu prüfen, welcher der Anschlüsse des Transistors direkt mit der Stromversorgung verbunden ist.
Die Kollektorschaltung
wird daran erkannt, dass der Kollektoranschluss des Transistors direkt mit der Spannungsversorgung verbunden ist. Mit dieser Schaltung werden kleine Steuerströme vom Basisanschluss in größere umgesetzt. Daher eignet sie sich auch nicht zur Spannungsverstärkung, da die am Emitter erzielbare Spannung nie größer werden kann, als diejenige Spannung, die an der Basis anliegt.
Dieses Verhalten ist optimal, um den Transistor für Regelungsaufgaben einzusetzen. Für Kleintransistoren liegt die zulässige Spannung (VEBO) zwischen fünf und sechs Volt. Ist die Steuerspannung größer, muss ein Vorwiderstand den Strom an der Basis auf das zulässige Maß reduzieren, ansonsten kann auf diesen verzichtet werden.
