TRANSISTOREN
Laura Thelen
Gliederung
1. Einleitung
2. Bipolar Transistor:
● Einleitung
● Aufbau
● Funktionsweise
● wichtigste Kennlinien
● Schlatungskonfigurationen (Basis-, Emitter-, Kollektorschaltung) 3. FET:
● MOSFET
Einleitung
● Bezeichnung aus dem englischen: “transfer resistor” →
“Übertragungswiderstand”
● Zwei Typen: bipolare und unipolare Transistoren
● Bekannte Begriffe:
– Raumladungszone
– N-dotiertes / P-dotiertes Gebiet
– Donatoren, Akzeptoren, freie bewegl. Ladungsträger, Dotierstoffatome
Bipolarer Transistor - Einleitung
● von W. Shockley, J. Bardeen und W. Brattain 1947 in den USA erfunden
Bildquelle 1)
Bipolarer Transistor - Aufbau
● drei unterschiedlich dotierte Bereiche
● Kollektor (C), Emitter (E), Basis (B)
● Basis → Steuerelektrode oder Steuereingang
● Emitter höher dotiert als Basis
● Basis höher dotiert als Kollektor
Bildquelle 2)
Bipolarer Transistor – Funktionsweise
Bildquelle 3)
Bipolarer Transistor – Funktionsweise
Bildquelle 4)
Bipolarer Transistor – Kennlinienfelder
Bildquelle 8)
Bipolarer Transistor – Basisschaltung
● beinhaltet immer eine Signal-Stromgegenkopplung
● Koppelkondensatoren CK trennen das Signal von der Gleichspannung
● Spannungsteiler R1 und R2 dient zur Begrenzung des Basisstroms IB bei Übersteuerung
● bei hohen Frequenzen als Spannungs- und Leistungsverstärker eingesetzt
Bildquelle 9)
Bipolarer Transistor – Emitterschaltung
● bei zu hohen Frequenzen → Verstärkung sinkt
● Arbeitspunkt wird über Spannungsteiler R1 und R2 eingestellt
● Widerstand RC ist maßgeblich an der maximalen Spannungsverstärkung beteiligt
Bipolarer Transistor – Kollektorschaltung
● große Stromverstärkung → abhängig vom Stromverstärkungsfaktor des Transistors
● großer Eingangswiderstand und sehr kleiner Ausgangswiderstand → als Impedanzwandler verwendet
● Impedanzwandlung nur möglich wenn der Lastwiderstand nicht komplex ist
Bildquelle 11)
MOSFET
● Metal-Oxide-Semiconductor Feldeffekttransistor
● 4 MOSFET Typen:
– n-/ p-Kanal:
● Anreicherung (selbstsperrend)
● Verarmung (selbstleitend)
– Anreicherung → Leistungsverstärker
– Verarmung → Hochfrequenzverstärker
● spannungsgesteuert
Bildquelle 5)
MOSFET - Ausgangskennlinienfeld
Linearer Bereich
Parabolischer Bereich
Pinch-Off Punkt
Sättigungsbereich
Bildquelle 7)
JFET
● Junction = Sperrschicht FET
● verhält sich ähnlich wie ein ohmscher Widerstand
● ohne Ansteuerung am Gate → leitend
● in Verstärkern, in Schalterstufen und Oszillatoren eingesetzt
Quellen
● Vorlesungsskript Halbleiterbauelemente, C. Boit und H. G. Wagemann, Stand 19. Oktober 2016
● https://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor
● https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm
● https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0510161.htm
● https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1101211.htm
● Laborskript Halbleiterbauelemente Praktikum, Theodor Borsche, René Fischer, Christian Gallrapp, Michael Sadowski, weitere, Stand 19.
Oktober 2016
● https://de.wikipedia.org/wiki/Sperrschicht-Feldeffekttransistor
● https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm
● https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm
● https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
● https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm
●
Bildquellen
1) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c2/Bardeen_Shockley_Brattain_1948.JPG/220px-Bardeen_Shockley _Brattain_1948.JPG
2) Seite 127, Vorlesungsskript Halbleiterbauelemente, C. Boit und H. G. Wagemann, Stand 19. Oktober 2016 3) https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm
4) Von Stefan Riepl (Quark48 21:02, 2. Dez. 2007 (CET)) - Eigenes Werk (Originaltext: selbst erstellt), CC BY-SA 2.0 de, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12557861
5) https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0510161.htm 6) https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1101211.htm
7) Seite 78, Laborskript Halbleiterbauelemente Praktikum, Theodor Borsche, René Fischer, Christian Gallrapp, Michael Sadowski, weitere, Stand 19. Oktober 2016
8) https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm 9) https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm 10) https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm 11) https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm
