fragen zum bipolaren transistor

[tycopower]

also ich bin azubi zum elektroniker für automatisierungstechnik. selbstverständlich hab ich auch schon mit meinem meister geredet. der wollte/konnte mir aber nicht weiter helfen.

also ich rede von einem üblichen NPN-Transistor!
Durch einen Transistor, hat man ja wie bekannt sein sollte die möglichkeit, mit einem kleinen basisstrom ( steurerstrom ) einen großen Emitterstorm ( Laststrom ) zusteuern.
Ich stelle mir das ganze so vor. da die Basis-Emitter-Schicht in Durchlassrichtung gepolt ist, beginnen die Elektronen vom Emitter zur Basis zu fließen. Durch den Basis-Emitterstrom kann man dann so zu sagen den "Widerstand" der Basis-Emitter "Diode" regulieren.
So nach dem die Elektronen durch den Basisstrom in die Basis (P-Schicht) "eingedrungen" sind werden sie vom stark positiven Potential des Kollektros angezogen und können die Kollektor-Basis Sperrschicht übergehen.

Also meine Theorie zu meiner ersten Frage, wie es genau möglich wird, durch den Basisstrom den Kollektor-Emitterstrom zu steuern lautet: Durch den Basisstorm kann man den Widerstand der Basis-Emitterdiode steuern. Aus einer normalen Kennlinie einer Sillicium-Diode kann man ja schließlich erkenne, das ab 0,7 V die Spannung üder der Diode nur noch geringfügig ansteigt und man den Strom bis an die Ptot-Krenze der Diode hochtreiben kann. woraus man schließen muss/kann dass sich der Widerstand der Diode verkleinert. Denn --->> Gleiche Spannung und erhörter Strom...(ideal bedrachtet). Und durch diese "Widerstandsändrung" kann man dann den Kollektor-Emitterstrom steuern.

Meine Theorie zu meiner zweiten Frage, wie es möglich wird, das selbst bei änderung der Kollektor-Emitterspannung der Emitterstorm weitgehend konstant bleibt lautet:
Wenn man zum Beispiel die Kollektor-Emitterspannung erhöht, vergößert sich die Sperrschicht der Kollektor-Basis. Wodruch der Widerstand der Kollektor-Basis Diode größer wird und somit der Strom, bei Kollektor-Emitter-Spannungsänderung,weitgehend konstant bleibt.
So und wenn die Kollektor-Emitter-Spannung einen, bauteilabhänigen, Wert erreicht hat, kann die Sperrschicht der Kollektor-Emitterdiode nicht mehr größer werden. Und ab diesem Zeitpunkt ist der Kollektor-Emitterstrom nicht mehr direkt druch den Basis-Emitterstorm steuerbar. Und der Transistor überschreitet dann sehrwahrscheinslich auch schon seine Ptot.

So nun zu meiner dritten und letzten Frage, wozu ich noch keine meiner Ansicht sinnvolle Erklärung gefunden habe.
Ein Transistor ist doch eigentlich genau symetrisch aufgebaut?!
aber wieso habe ich dann keine Stromverstärkung mehr, wenn ich Kollektor und Emitter vertausche?

Ich hoffe ihr könnt mir hier weiter helfen, mir sagen ob meine Theorien richtig sind oder welche Denkfehler ich gemacht hab!?

[anders]

Etwas konfus das Ganze, deshalb fang ich mal mit der letzten Frage an:

Bis auf ganz wenige Ausnahmen sind die allermeisten bipolaren Transitoren nicht symmetrisch aufgebaut.

Gewöhnlich ist die Fläche des Emitters viel kleiner als die des Kollektors und hat eine kammartige oder andere Geometrie, durch die ein möglichst hohes Verhältnis von Umfang zur Fläche erreicht wird.

Das deshalb, weil sich der aktive Teil des Emitters hauptsächlich am Rand befindet.
Das wiederum hat seinen Grund darin, daß die Basiszone wegen niedriger Dotierung nur schwach p-leitend ist und es deshalb innerhalb der Basis durch den Basistrom zu einem Spannungsabfall quer zur allgemeinen Stromrichtung kommt.
Dadurch ist die B-E-Spannung am Rand des Emitters etwas höher als darunter, und somit ist dort die Emitterstromdichte höher als unter dem Emitter.

Außerdem unterscheiden sich Kollektor und Emitter durch die Stärke und das Profil der Dotierung.
So kommt es, daß die Kollektor-Basis-Sperrpannung i.d.R. mindestens einige dutzend Volt bis über 1000V beträgt, während die in Sperrichtung betriebene Basis-Emitter-Strecke meist schon bei 5..7V leitend wird.
Wenn du mal eine Zenerdiode mit dieser Spannung brauchst, erinnere dich daran !

Es stimmt aber nicht, daß ein invers betriebener Transistor keinerlei Stromverstärkung mehr hat.
Setz doch einfach mal einen Transistor falschrum in die hfe-Fassung deines Multimeters ein. Meist werden dann Stromverstärkungen zwischen 5..30 angezeigt, gegenüber einigen hundert im Normalbetrieb.
Es gibt sogar einige Schaltungen, in denen von der Möglichkeit des Inversbetriebs Gebrauch gemacht wird.


Auch wenn im Namen des Transistors ursprünglich das Wort "Resistor" engl. für Widerstand steckt, solltest du dich von der Vorstellung befreien, daß es sich dabei um einen gesteuerten Widerstand handelt.
Diese Eigenschaft spielt in der Praxis nur eine untergeordnete Rolle.

Tatsächlich wird der durch das Bauteil fliessende Strom gesteuert, und der ist, wie du richtig bemerkt hast, nur geringfügig von der Kollektorspannung abhängig.

Du kannst das so sehen:
Durch die ein Flussrichtung gepolte B-E-Diode treten Elektronen in den Basisraum ein.
Wenn keine Kollektorspannung vorhanden ist, kommen die auch schön an der Basis wieder raus und es fließt ein exponentiell von der Diodenspannung abhängiger Strom wie bei jeder anderen Diode auch.

Wenn du nun bei konstant gehaltener U_BE eine Kollektorspannung anlegst, so treten aus dem Emitter noch genausoviele Elektronen aus, wie zuvor, aber sie kommen nicht mehr an der Basis an, sondern werden vom Kollektor abgesaugt.
Der Basisstrom sinkt also.
Es gilt stets -I_E=I_B+I_C.

Aus dieser Gleichung und der Stromverstärkung I_C/I_B kann man auch ableiten, wieviel Prozent der Elektronen durch den Kollektor abgesaugt werden: Selbst bei einer mäßigen Stromverstärkung von 100 erreichen 99% der Elektronen den Basisanschluss nicht.
Übliche Kleinsignal-Transistoren haben aber Stromverstärkungen von 250...800 !

Damit das auch bei wenigen Volt schon so schön funktioniert und die Elektronen, einmal im Basisraum, fast nur noch das Feld des Kollektors sehen, ist es erforderlich, daß die Basis dünn und nur schwach dotiert, also hochohmig ist.
Das bewirkt dann den oben erwähnten Spannungsabfall innerhalb der Basis durch den Basisstrom und macht die besondere Form des Emitters erforderlich.

[tycopower]

beeindruckend. woher was du das alles so genau, wenn ich fragen darf? hast du eventuell irgendwelche digitalisierten unterlagen dazu zur hand? das wär sehr hilfreich, danke.