Bipolartransistor
Schaltsymbole bipolarer Transistoren
Schaltsymbole bipolarer Transistoren
Alternatives Modell eines Bipolartransistors.
Alternatives Modell eines Bipolartransistors.
Bipolare Transistoren werden durch einen elektrischen Strom angesteuert. Die Anschlüsse werden mit Basis, Emitter, Kollektor bezeichnet. Ein kleiner Strom auf der Basis-Emitter-Strecke führt zu Veränderungen der Raumladungszonen im Inneren des Bipolartransistors und kann dadurch einen großen Strom auf der Kollektor-Emitter-Strecke steuern. Je nach Dotierungsfolge im Aufbau unterscheidet man zwischen npn (negativ-positiv-negativ) und pnp-Transistoren (positiv-negativ-positiv). Dotierung bedeutet in diesem Zusammenhang das Einbringen von Fremdatomen bei dem Herstellungsprozess in eine Schicht des hochreinen Halbleitermaterials um die Kristallstruktur zu verändern.
Die Bezeichnung bipolar leitet sich bei diesem Transistor von dem Umstand ab, dass der Ladungsträgertransport im Transistor sowohl durch bewegliche negative Ladungsträger, den Elektronen, als auch durch positive Ladungsträger, dies sind die ortsfesten Ladungsträger des Atomverbandes welche in einem Halbleiter als Defektelektronen bezeichnet werden, gebildet wird. Bipolare Transistoren sind grundsätzlich immer selbstsperrend: Ohne Ansteuerung mittels eines kleinen Stromes durch die Basis-Emitter-Strecke sperrt der Transistor auf der Kollektor-Emitter-Strecke.
Im Schaltsymbol ist der Anschluss Emitter (E) in beiden Fällen mit einem kleinen Pfeil versehen: Bei einem npn-Transistor zeigt dieser weg vom Bauelement, bei einem pnp-Transistor weist er zu dem Bauelement. Dieser Pfeil beschreibt die elektrische Stromrichtung am Emitter. Der Anschluss in der Mitte ist die Basis (B), der dritte Anschluss der Kollektor (engl.: collector, C). In früheren Jahren wurde manchmal bei den damals oft eingesezten diskreten Transistoren ein Kreis um das jeweilige Symbol gezeichnet, welches das Transistorgehäuse darstellen soll. Das Symbol mit Kreis ist durch die stärkere Verbreitung von integrierten Schaltungen und darauf integrierten Transistoren heute unüblich.
Eine spezielle Form der Verschaltung zweier Bipolartransistoren wird als Darlington-Transistor oder als Darlington-Schaltung bezeichnet. Damit kann eine besonders hohe Stromverstärkung erreicht werden. Weitere Details zu den Besonderheiten und Ansteuerungen finden sich in dem eigenen Artikel über Bipolartransistoren und in der mathematischen Beschreibung des Bipolartransistors. Einfache Schaltungsbeispiele finden sich in dem Artikel über Transistorgrundschaltungen und bei den Ersatzschaltungen des Bipolartransistors.
Spannungs- und Stromverteilung
Diese Schaltung soll nur die Strom- und Spannungsverläufe und ihre Beziehung zueinander darstellen. Grundsätzlich sollte im IB- und im IC-Stromkreis ein strombegrenzender Widerstand eingesetzt sein.
Bitte beachten: Hier gilt die technische Stromrichtung von Plus nach Minus.
Beim PNP-Transistor ist die Polarität der Spannungs- und Stromverteilung genau anders herum. Beim Einsatz ist lediglich auf die Polarität der Betriebsspannung zu achten. NPN-Transistoren werden für positive Spannungen verwendet. PNP-Transistoren werden für negative Spannungen verwendet.
UCE = Kollektor-Emitter-Spannung
UBE = Basis-Emitter-Spannung (Schwellwert)
IC = Kollektorstrom
IB = Basisstrom
siehe >elektronik-kompendium