TRANSISTOREN

Laura Thelen

Gliederung

1. Einleitung

2. Bipolar Transistor:

● Einleitung

● Aufbau

● Funktionsweise

● wichtigste Kennlinien

● Schlatungskonfigurationen (Basis-, Emitter-, Kollektorschaltung)

3. FET:

● MOSFET

● JFET

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

Bildquelle 10)

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

Bildquelle 6)

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