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1859 Transistor Physik 9 1 1972
Kurzbeschreibung
Aufbau und Funktionsweise bipolarer Transistoren
Inhalt des Referats
Transistor Transistor, Halbleiterbauelement mit mindestens zwei pn-Übergängen, hauptsächlich zur Steuerung und Verstärkung von Signalen, aber auch als elektronischer Schalter eingesetzt. Man unterscheidet zwischen bipolaren und unipolaren (Feldeffekt-)Transistoren. Bipolare Transistoren sind strom-, unipolare spannungsgesteuert. Das bedeutet, dass unipolare Transistoren wesentlich weniger Leistung aufnehmen als bipolare, weswegen sie heutzutage vor allem in der Mikroelektronik hochintegrierter Schaltkreise immer mehr die bipolaren Typen verdrängen. Aufbau und Funktionsweise bipolarer Transistoren Bipolarer Transistor, besteht im wesentlichen aus zwei pn-Übergängen, wobei die Reihenfolge der Schichten den Namen des Transistors bestimmt (npn- oder pnp-Transistor). npn-Transistor, bipolarer Transistor mit der Schichtfolge npn. pnp-Transistor, bipolarer Transistor mit der Schichtfolge pnp, wird in vielen Fällen durch einen npn-Transistor ersetzt. Basis, , Elektrode an der mittleren Schicht, an ihr werden die Steuersignale angelegt. Kollektor, , Elektrode an einer der äußeren Schichten. Im Allgemeinen auf positivem Potential bei npn- und negativem Potential bei pnp-Transistoren gegenüber dem Emitter, , Elektrode an der zweiten äußeren Schicht. Die Abbildung zeigt Schaltzeichen eines npn- und pnp-Transistors, jeweils alte (mit Kreis) und neue Notation. In der Regel sind Transistoren nicht symmetrisch aufgebaut. Kollektor- und Emitteranschluß dürfen nicht vertauscht werden. Merkregel: Der Kollektor sammelt (englisch: to collect) Majoritätsträger der Mittelschicht und gibt sie am Emitter wieder aus (englisch: to emit = aussenden). Der Stromfluss der Basis-Majoritätsträger geht also immer vom Kollektor zum Emitter. Aufgrund der häufigen Verwendung wird im folgenden nur der npn-Typ behandelt. Der pnp-Transistor ist funktional äquivalent und schaltungstechnisch invers und kann in den meisten Fällen durch npn-Transistoren ersetzt werden. Zwischen Kollektor und liege eine positive Spannung . Ist nun negativ gegenüber , so kann kein Strom zu fließen, da sowohl die -, als auch die -Diode in Sperrichtung geschaltet ist. Ist dagegen positiv gegen , so ist die BE-Diode in Durchlassrichtung geschaltet und Elektronen gelangen von der n- in die p-Zone. Ist die mittlere freie Weglänge der Elektronen bis zur Rekombination mit einem Gitterloch nun groß und die p-Schicht dünn genug, so können die Elektronen bis zum BC-Übergang diffundieren, wo sie wegen der positiven -Spannung zum Kollektor abgesaugt werden: ein Strom fließt.
Quellenangaben des Verfassers