Funktionsweise Transistor

Grundlagen des elektrischen Stromes. Alle Fragen zu Elektronik und Elektro sind erwünscht.

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Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon Powerplay am Freitag 19. Januar 2024, 14:58

Hallo , ich arbeite gerade das Buch von Adrian Schommers - Elektronik - gar nicht schwer Seite fúr Seite durch.
Elektonik hat mich immer interessiert aber so sehr verwirrt, dass ich da nie richtig mit klar kam. Da möchte ich jetzt tiefer einsteigen.
Speziell geht es jetzt darum:

Funktionsweise des NPN Transitors und Flussrichtung des Stroms auf der Emitter Kolletor Strecke , welche durch den Basisstrom gesteuert wird.

Falls interessiert gerne weiter lesen: Mein bisheriger Wissenstand.

Bei der Diode und ihrer Hintergründe habe ich das im Buch soweit verstanden - hoffe ich:

Also Anlegen eines Sroms P- an Plus und N an Minus:. Dadurch: Anreicherung durch den Elektronendruck der PN Zohne von Mius nach Plus. Und schliesslich das Überschwemmem der Isolationsschicht mit Elektronen und sozusagen ein Leitbarmachen derselben durch konstanten Elektronendruck (Spannung) von mindestens 0,7 V.

Bei der Zehner diode, die ja andersherrum betrieben wird, wurde Bauteiltechnisch die Sperrspannung soweit erniedrigt, dass sie bereits bei ca. 2,7V reversibel durchbricht und die Spannung auf einen festen Wert begrenzen kann.

Nun wird allerdings behauptet , dass die Stromrichtung beim Transistor nun vom Emitter zum Kollektor läuft - gesteuert durch den Basisstrom also von Plus nach Minus läuft – das verwirrt mich jetzt etwas ( falls jemand das Buch hat - ich bin auf Seite 92 stecken geblieben. (:-)

Ich bin für jeden zweckdienlichen Hinweis, der mich weiterbringt dankbar. Grüsse an Alle - Alexander
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Powerplay
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 19. Januar 2024, 16:24

Es gibt eine technische Stromrichtung von Plus nach Minus und eine physikalische Stromrichtung.
Beim normalem Transistor hast du Elektronen und die Bewegen sich nach der Physikalischen Stromrichtung vom Elektronenüberschuß ( Minuspol ) zum Pol mit Elektronenmangel ( Pluspol)
Das bedeutet beim NPN Transistor fließen die Elektronen zur Basis , überschwemmen die Basis Kollektordiode und der Kollektorstrom fließt vom Emmiter zum Kollektor.
Nach der Technischen Stromrichtung fliest der Basisstrom in die Basis und am Emitter raus. Dieser Strom überschwemmt die Basis Kollektordiode und der Strom fließt dann eben vom Kollektor zum Emmitter.
Der Pfeil am Emmitter zeigt dir also an in welche Richtung der Strom nach der Technischen Stromrichtung Fließt.
Als Eselsbrücke kannst du dir für die Diode merken ( Kaffeefilter) zeigt dir die Durchlassrichtung an. Beim Transistor zeigt dir der Pfeil am Emmitter an ob NPN oder PNP. Z-Dioden und Kapazitätzsdioden werden in Sperrrichtung betrieben
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon BernhardS am Freitag 19. Januar 2024, 16:54

Dioden - Sagen wir es mal so:

Es werden mit steigender Spannung Ladungsträger in die Richtung der anderen Seite verlagert, bis sich
so viele treffen, daß man von einem Stromfluß sprechen kann.
Das geht bereits bei 0.4V los, nur ist der Strom außerordentlich klein. Mit steigender Spannung wird das
logarithmisch ansteigend mehr, bis man bei etwa 0.7V in den praktisch nutzbaren Bereich kommt.

Z-Dioden zenern in Sperrrichtung. In der Durchlaßrichtung sind das ganz normale Dioden.

Bei Transistoren zenert übrigens der B-E Übergang. Bei kleinen Universaltypen etwa bei 10-12 Volt.
Damit kann man B-E von B-C unterscheiden.
$2B OR NOT $2B = $FF
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon anders am Samstag 20. Januar 2024, 00:22

Bei der Zehner diode,
Wird ohne h und zusammen geschrieben.

Dadurch: Anreicherung durch den Elektronendruck der PN Zohne von Mius nach Plus. Und schliesslich das Überschwemmem der Isolationsschicht mit Elektronen und sozusagen ein Leitbarmachen derselben durch konstanten Elektronendruck (Spannung) von mindestens 0,7 V.
Eine recht gewöhnungsbedürftige Funktionsbeschreibung.

Nun wird allerdings behauptet , dass die Stromrichtung beim Transistor nun vom Emitter zum Kollektor läuft - gesteuert durch den Basisstrom
Kann sein, kann nicht sein.
Es gibt ja pnp- und es gibt npn-Transistoren.
Du kennst den Unterschied zwischen der konventionellen Stromrichtung und der physikalischen?

npn-Transistoren (z.B. BC547) werden mit gegenüber dem Emitter positiven Kollektor- und Basisspannungen betrieben.
Da fliessen physikalisch Elektronen in den Emitter hinein und aus B und C hinaus.
Da aber in der E-Technik gewöhnlich mit der konventionellen Stromrichtung (von Plus nach Minus) gearbeitet wird, erhalten I_C und I_B positive Vorzeichen, und I_E bekommt ein negatives Vorzeichen.

pnp-Transistoren (z.B. BC557) werden mit gegenüber dem Emitter negativen Kollektor- und Basisspannungen betrieben.
Dort sind also die Verhältnisse genau umgekehrt, und so findet man in den Datenblättern für diesen Typ Angaben wie -U_CE = 5V und -I_C= 2mA, aber I_Emax =200mA

ich bin auf Seite 92 stecken geblieben.
Ich kenne dein Buch nicht, aber ich empfehle dir auch in die Wikipedia zu schauen. Da steht relativ wenig Unsinn drin, weil der schnell korrigiert wird.

Auch wenn in der Praxis die Emitterschaltung am häufigsten gebraucht wird, weil sie gleichzeitig Strom- und Spannungsverstärkung liefert, finde ich sie als die übliche Funktionsdarstellung wenig intuitiv.
Dem Anfänger mag es genügen, dass ein geringer Basisstrom von z.B. 0,3mA auf mysteriöse Weise einen bestimmten großen Kollektorstrom von z.B. 100mA zur Folge hat, aber das "warum" bleibt unbeantwortet.
Viel klarer werden die Verhältnisse in der Basisschaltung, die man leicht in die Emitterschaltung umrechnen kann. Da sieht man nebenher auch, was man tun muss um einen möglichst "guten" Transistor zu bauen,
anders
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon anders am Samstag 20. Januar 2024, 00:52

Bei Transistoren zenert übrigens der B-E Übergang. Bei kleinen Universaltypen etwa bei 10-12 Volt.
Damit kann man B-E von B-C unterscheiden.
Ja, aber die Durchbruchsspannungen der üblichen Typen sind meist geringer, so etwa 5..7V.
Auch das ist das Ergebnis der Bemühung einen guten Transistor zu fabrizieren.
Denn dazu muss man den Emitter sehr stark N-dotieren, und die Basis schwach P, damit der Elektronenstrom aus dem Emitter sehr viel größer wird als der Löcherstrom aus der Basis. Dieses Verhältnis nennt man übrigens den Emitterwirkungsgrad.
Falls beide Ströme gleich groß sind, sieht man in der Basisschaltung sofort, dass solch ein Transistor überhaupt keine Stromverstärkung mehr hätte.

Das geht bereits bei 0.4V los, nur ist der Strom außerordentlich klein. Mit steigender Spannung wird das
logarithmisch ansteigend mehr,
Nicht logarithmisch, sondern exponentiell.
Die Kennlinie beginnt auch schon deutlich früher. HF-Leistungen von -55dbm an 50 Ohm erzeugen mit (Schottky) Detektordioden schon brauchbare Richtspannungen. Das sind nur 0,4mVeff!
Zuletzt geändert von anders am Samstag 20. Januar 2024, 01:50, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon Powerplay am Samstag 20. Januar 2024, 22:39

Hallo Leute,

also ich bin echt schockiert über so viel Sachverständnis und Genauigkeit. Kein Wunder , dass ich da nie durchgeblickt habe, da die Schaltzeichen ja ebenfalls der konventionellen Stromrichtung Rechnung tragen.

Bezogen auf den NPN Transistor kñnnte man also sagen:
Die Basis Emitter Diode öffnet. Weil das Emittermaterial zahlreiche freie Elektronen besitzt, wird die sehr dünne Basisschicht derartig ûberflutet, dass die Elektronen auch in den PN – Ûbergang zwischen Basis und Kollekor eindringen, obwohl sich dieser im Sperrzustand befindet. Einmal im Übergang werden die freien Elekronen vom positiven Kollektor angezogen, es fliesst Kollektorstrom. Der Basis- Emitter Strom ruft also einen Kollektor Emitter Strom hervor. ( man spricht meist nur vom Basisstrom)
(stammt ebenfalls aus dem Buch - nur eben 2 Seiten voher)
Ist das beim Transistor also seine spezielle Bauweise, welche das Überwinden freiher Elektronen in Richtung Kollektordiode in Sperrichtung zulassen oder dem Stromfluss an der Basis geschuldet?


Ihr habt da noch viel mehr geantwortet, aber mir ist das da erst mal genug. Vielen Dank Euch und bis bald
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon komo am Samstag 20. Januar 2024, 23:03

oder dem Stromfluss an der Basis geschuldet

So ist es. Dadurch wird diese leitend und der Plus-Pol der Spannung UCE zieht die Elektronen an. Deshalb fließt der Kollektorstrom IC.
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon anders am Sonntag 21. Januar 2024, 00:42

oder dem Stromfluss an der Basis geschuldet?

Das jedenfalls nicht.
Auf die Gefahr hin wieder einmal einen Glaubenskrieg zu entfesseln, verrate ich mal, dass der Bipolartransistor in Wirklichkeit spannungsgesteuert bzw., wenn man genauer hinsieht, ladungsgesteuert ist.
Der kontinuierlich fliessende Basisstrom zeigt eigentlich nur, wie schlecht das Bauteil ist.
Wenn man das Konzept der Ladungssteuerung zu Ende denkt, erkennt man, dass für Bipolartransistoren und Feldeffekttransistoren, sogar für Verstärkerröhren, die gleichen Prinzipien gelten.
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Re: Funktionsweise Transistor

Neuer Beitragvon Powerplay am Dienstag 23. Januar 2024, 13:32

Hallo Komo und Anders
Anders schreibt mir von Bipolartransistoren – kein Plan , ob das dasselbe Bauteil ist oder wir uns da schon bei den FEDs aufhalten, die ich noch nicht durchgenommen habe.
Fazit zu Anders: Oft hällt ein Provisorium länger und besser als vorher vermutet
Ich gebe mich also erst mal mit Komos Antwort zufrieden und arbeite weiter das Buch Seite für Seite durch. Dank Euch und vielen Reparaturvideos in Youtube bleibe ich diesesmal dran – hoffentlich.
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