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Bipolar-Transistor

Verstärker- und Schalterbaulement, aufgebaut aus drei dotierten Halbleiterschichten mit der Folge n-p-n (npn-Transistor) oder p-n-p (pnp-Transistor), also zwei in Reihe liegenden Dioden. Die drei Schichten haben die Bezeichnungen Emitter, Basis und Kollektor. In der Regel wird der Emitter stark, die Basis schwach und der Kollektor mittelstark dotiert. Die Betriebsspannungen werden in der normalen Betriebsart so angelegt, dass die Emitter-Basis-Diode in Durchlassrichtung und die Kollektor-Basis-Diode in Sperrichtung geschaltet ist. Vom Emitter werden Ladungsträger in die Basis injiziert. Da die Basis schwach dotiert ist und sehr schmal gehalten gehalten wird, gehen in der Basis nur wenige Ladungsträger durch Rekombination verloren, d.h. es fliesst nur ein geringer Basisstrom IB. Der Kollektorstrom IC ist daher nur geringfügig (0,5 bis 5%) kleiner als der Emitterstrom IE. Stromverstärkung A = IC/IB (0,95 bis 0,995). Stromverstärkung B = IC/IB(50 bis 500). Der Transistor wird in drei Grundschaltungen betrieben: Emitterschaltung, Basisschaltung und Kollektorschaltung. Für den Kleinsignalbetrieb sind wichtig: Die Eingangskennlinie IB = f(UBE, UCE), das Ausgangskennlinienfeld IC = f(UCE, IB) bzw. IC = f(UCE,UBE), die Stromverstärkung Bipolar-Transistor, der Eingangswiderstand Bipolar-Transistor (Ableitung der Diodenkennlinie), der Ausgangswiderstand Bipolar-Transistor und die Steilheit Bipolar-Transistor bei konstanter UCE (Steigung der Übertragungskennlinie IC = f(UBE)). S  »  40 mA/V, IC in mA. Mit diesen Abhängigkeiten und unter Vernachlässigung der Rückwirkung (IB ist unabhängig von UCE) folgen die Transistorgleichungen für den Kleinsignalbetrieb:

Bipolar-Transistor

Eine andere Beschreibung des Transistors im Kleinsignalbereich benutzt die h-Parameter der Hybridmatrix.

Bipolar-Transistor

Bipolar-Transistor 1: npn- und pnp-Transistor.

Bipolar-Transistor

Bipolar-Transistor 2: Kennlinienfeld.

 

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