Diskussion:Bipolartransistor

Mehr Verständnisprobleme

Ich habe hier einen BC547, das soll ein NPN-Transistor sein. Eingebaut wird der mit Basis und Kollektor an + und Emitter an -. Das klingt aber nach PNP. Warum heißt der NPN?

Der BC547 ist definitiv ein NPN-Bipolartransistor. Mir scheint du hast nicht ganz verstanden was das PNP bzw NPN ausdrückt. Deiner beschreibung zufolge denkst du, P steht für positiver und N für negativer Anschluß (bzw Spannung). Das ist aber nicht der Fall, P und N stehen für Arten der Halbleiterdotierung und PNP bzw NPN stehen für Reihenfolgen von Dotierungsgebieten. Bitte lies dir für das Verständnis die Artikel Bipolartransistor, Transistorgrundschaltungen und Dotierung durch. mfg --Cepheiden 00:06, 29. Jan 2006 (CET)

Diagramm

Könnte man noch mal ein Diagramm vom pnp transistor zeigen?

(Könnte man den unterschied zwischen pnp und npn noch weiter erörtern. Nur der Satz: "unterscheiden sich im Richtungspfeil" hilft mir nicht weiter)

Ich habe eine kleine Ergänzung eingefügt, die es vielleicht deutlicher macht. Die ganzen Bilder nochmal mit umgekehrter Polung zu zeichnen, ist ein bisschen viel Aufwand und führt wohl zu weit, aber das kann man sich dann vielleicht allein überlegen. Man nennt das "Transferleistung". Oder ist es nur Reorganisation? Honina 04:41, 5. Jul 2004 (CEST)

Darstellung

Schöner Artikel, aber mich verwirren die ganzen Plus- und Minus-Teilchen in den Zeichnungen sehr! Ich dachte, es gibt nur Elektronen und Defektelektronen... warum sind in der Zeichnung dann 4 unterschiedliche Ladungsträger - die kleinen ausgefüllten und die großen nicht ausgefüllten???? Eine Legende oder eine kurze Erklärung im Text wär toll! --Mog 22:46, 15. Jul 2004 (CEST)

Stimmt, das sollte wirklich erklärt werden... Da es sich bei den Abb. um einen npn-Transistor handelt, müssten sich die kleinen symbole auf die (beweglichen) Majoritätsladungsträger beziehen, und die Großen Symbole auf die Ionisierten Dotierstoff-Atome. In der Verarmungszone sind nur große Symbole (also keine beweglichen Ladungsträger), kommt also hin..--Jdiemer 20:50, 27. Sep 2004 (CEST)

Verständnis

Ich hab da noch ein paar Verständnisprobleme. Betrachten wir den npn-Transistor. An der Base ist gar keine Spannung angelegt. Nun lege ich eine Emitter-Kollektor Spannung an. Nun ist ja dort erklärt, dass die Raumladungszone des Emitter-Basis-Übergangs kleiner wird. Wenn ich die Spannung Uec nun aber noch ein wenig erhöhe, würde auch die angelegte Spannung über dem Emitter-Basis Übergang steigen (über Spannungsteiler) und wenn die Schwellenspannung des np-Übergangserreicht ist, würde dieser leiten (und damit der ganze Transistor), obwohl an der Base keine Spannung liegt (keine Quelle, man könnte schon eine Spannung messen). Man könnte natürlich die Geometrie des Transistors so machen, dass ein Großteil der Emitter-Kollektor Spannung über dem Kollektor abfällt, aber im Prinzip ist es dann nur eine Frage der Höhe der Spannung. Anders wäre es, wenn ich Base auf Masse lege (bzw. auf das gleiche Potential, wie den Emitter). Dann hätte ich keinen Spannungsfall über Emitter-Basis und der Transistor würde sperren. Allerdings würde dann das Potentialgefälle über Emitter-Basis auch nicht kleiner werden und es wäre eine Zeichnung falsch.

Ich bin mir da noch nicht ganz sicher :) Grüße, --Henno 20:24, 9. Feb 2005 (CET)

So könnte man denken :-), der Artikel weist hier Mängel auf. Der Basis-Emitter-Übergang kann nicht leitend werden, wenn die Basis nicht angeschlossen ist: Die RLZ zwischen B und E wird mit steigender Uce (und damit steigender Ube, wie du schon richtig bemerkt hast) kleiner. Sobald der BE-Übergang leitend würde, wären Basis und Emitter aber auf gleichem Potential, es würde keine Spannung mehr am Basis-Emitter-Übergang abfallen. Dies wiederspricht der Annahme, die zur Verkleinerung der RLZ zwischen B und E geführt hat (nämlich steigendes Ube). Es muss sich also ein gleichgewicht einstellen: Erhöht man Uce (bei abgeklemmter Basis), so steigt zunächst auch Ube. Die RLZ wird kleiner, was die (schlechte) Leitfähigkeit zwischen B und E leicht verbessert, und einen sehr kleinen Strom zwischen B und E erlaubt. Dieser baut wirkt der steigenden Spannung Ube entgegen. Ich hoffe das ist verständlich. Es sollte noch mit in den Artikel! --Jdiemer 20:54, 9. Feb 2005 (CET)

so ganz hab ich es immer noch nicht.

Der EB Übergang ist ja in Flussrichtung gepolt. Sobald über den also eine Spannung abfallen würde (von der Diffusionsspannung abgesehen), würde auch ein Strom fließen. Von daher müsste doch eigentlich das Potential konstant dem Diffusionspotential entsprechen und die Weite der Raumladungszone konstant bleiben. Oder hab ich schon wieder ein Gedankenfehler? Gruß, --Henno 22:18, 9. Feb 2005 (CET)

wir arbeiten uns voran :-) Also, am EB Übergang baut sich durch die Spannung zwischen C und E eine Spannung auf. Diese verkleinert die RLZ. Diese verkleinerung der RLZ geht jedoch nicht immer weiter bis zum "Durchfluss", d.h. die RLZ wird immer da bleiben. Denn je kleiner sie wird, umso mehr gewinnt der geringe strom durch die RLZ an Einfluss.

Vielleicht ist das anschaulicher: Die EB RLZ stellt ja einen Widerstand dar, der im Sperrfall sehr hoch ist. Erhöht man nun Uce, so erhöht sich ja auch gemäß Spannungsteilerregel die Spannung am EB Übergang. Diese spannungserhöhung ist bei einem normalen spannungsteiler ja proportional: Doppeltes Uce ergibt doppeltes Ube. Bei steigendem Ube verkleinert sich jedoch die RLZ, und damit nimmt auch der Widerstand des EB Übergangs ab. Demzufolge verdoppelt sich die Spannung an Ube nicht mehr, wenn Uce verdoppelt wird, sonder sie ist etwas kleiner. Die Spannungserhöhung wird also durch die Widerstandsverminderung kompensiert. Klar? :-)

Randbemerkung: Irgendwann gilt obige betrachtung natürlich nicht mehr. Wenn Uce allzuweit erhöht wird, passieren ganz schlimme Dinge...--Jdiemer 23:00, 9. Feb 2005 (CET)

Ja, dass der EB Übergang dauerhaft sperrt, leuchtet mir jetzt ein :)

Nur verstehe ich nicht, wieso die RLZ kleiner wird. Ich habe hier so eine nette Formel für die Weite der RLZ (W = wurzel(2*epsilon/e * (1/Na + 1/Nd) * (Udiff - Uangelegt)) mit Udiff=Diffusionspannung (ca. 0,7V)). Das heißt, wenn die Raumladungszone kleiner wird, muss über dem pn-Übergang dauerhaft eine Spannung abfallen und es müsste dauerhaft ein Strom fließen. Wenn nun Uec erhöht wird, wird die Raumladungszone für einen kleinen Moment kleiner. Dadurch überwiegt aber die Diffusion dem Drift durch die RLZ-Spannung und es fließt ein Strom, bis die Spannung Uangelegt wieder 0 ist. Damit muss aber auch die Weite der RLZ so groß sein wie vorher.

Zusammengefasst: Eine Verkleinerung der RLZ ist nur mit dauerhafter (externer) Spannung in Flussrichtung zwischenn E und B möglich und damit einem dauerhaften Strom (was aber ja nicht sein kann). Grüße, --Henno 08:58, 10. Feb 2005 (CET)

Also, die RLZ wird nach der von dir beschriebenen Formel (hab sie nicht nachgeprüft, sieht aber auf den ersten blick nicht falsch aus) kleiner. Uangelegt ist dann entsprechend die teilspannung Ube, die sich aus der Uce ergibt (spannungsteiler). [ Es fließt auch ein sehr sehr kleiner Strom (wer hat dir erzählt, dass bei einer Spannung immer ein Strom fließen muss??).] Nur steigt dieses Uangelegt nicht linear mit Uce. Eine Verkleinerung der RLZ hat einen erhöhten Stromfluss durch sie zur Folge, aber die ströme sind weiterhin EXTREM KLEIN! Sie reichten aber gerade aus, dass Ube (bzw. Uangelegt) nicht so groß werden, dass die RLZ verschwindet... Die RLZ kann also auch ohne angeklemmte B kleiner werden (bei entsprechendem Uce), verschwindet aber erst, wenn man die basis entsprechend beschaltet.--Jdiemer 09:15, 10. Feb 2005 (CET)

Natürlich muss bei einer Spannung kein Strom fließen, aber bei einer Spannung an einem pn-Übergang in Flussrichtung ist das so (I = Is (e^(Ua/Uth) - 1)). Wenn jetzt aber die Bais abgeklemmt ist, führt dieser Strom zum Ladungsausgleich, was zum sinken der Spannung Ua auf 0 führt (wie die Entladung eines Kondensators). Außer der Strom würde weiter zum Kollektor fließen, da aber hier nur der Sperrstrom fließt, ist der natürlich auch sehr klein...

Aber stimmt, damit hast du recht. Es fließt ein kleiner Strom und deswegen ist ein Spannungsfall über EB und damit ist die Raumladungszone kleiner... Ok :) Danke für die Erklärung. --Henno 09:49, 10. Feb 2005 (CET)

Warum wurden die Kennlinien entfernt? ++ Verständnissprob.

zu meinem Verständnisproblem:

1. nehmen wir einen npn Transistor, und beschalten ihn mit: +npn-, [also n=Kollektor,p=Basis,n=Emitter] dann baut sich ja eine große Sperrschicht am CB übergang auf, und die Sperrschicht am BE wird kleiner, wie auch völlig korrekt im Bild gezeigt. Dann wird, wenn man an die Basis + anlegt und an den Emitter -, aber so argumentiert:

"Es gelangen Elektronen aus dem Emitter (lat. emittere = aussenden) in die Basis. Hier befinden sie sich aber auf der Seite der C-B-Sperrschicht, von der aus sie keinen Potenzialwall, sondern ein Gefälle darstellt, das elektrische Feld in der Sperrschicht beschleunigt die meisten Elektronen in Richtung Kollektor (lat. colligere = sammeln)."

Also ich dachte immer, aufgrund das die Sperrschicht aus 2 RLZ besteht,

Sperrschicht CB
   <------->
    n      p     n
,____________________
|  #   |   #  #|#    |
|  # + | - #  #|#    |
|  # + | - #  #|#    |
|  # + | - #  #|#    |
|__#___|___#__#|#____|
Kollekt. Basis Emitter

ist für die Elektronen aus dem Emitter, nur der negative Teil der CB-RLZ der Basis hinderlich und durch Beschaltung der Basis, wird diese doch geschwächt. Das dachte ich immer ist der Grundlegende Effekt. Naja ich so ganz schlau bin ich daraus noch nicht geworden.

Also Energetisch gesehen so:

^ W #   /\   #
|   #  /  \  #
|---#-´    `-#---- x
+---#--------#-----> 
    <-------->
 Sperrschicht CB

zu den Kennlinienfeld: Aber prima Artikel, und wie gesagt, das mit den Kennlinienfeld. Warum ist hier keines, dabei wäre es doch so wichtig neben den Betriebsarten auch mal ein typisches Kennlinienfeld anzugeben.

TIA, sadfub

Die Kennlinienbeschriebung ist derzeit noch im Artikel Transistor, der Grund dafür ist dass der Abschnitt ebenfalls noch Informationen zu FETs beinhaltet und sich noch niemand gefunden hat, der das für Bipolar ausarbeitet. Was dein Problem angeht. Eine Sperrschicht besteht immer aus einer RLZ nicht aus 2. Der Grundlegende Mechanismus ist die Injektion von Ladungsträgern vom Emmiter in die Basis, der auf grund der stark unsymetrischen Dotierung viel größer ist als die Ladungsträgerinjektion von der Basis zum Emmiter. Bei dem BC Übergang müssen dann 2 Fälle unterschieden werden (pn-übergänge weit auseinander bzw dichtzusammen). Beim letzten gelangen im Idealfall alle injizierten Elekronen in die BC-RLZ und werden durch das von UBC bewirkte elektrische Feld abgesaugt und bilden den Kollektorstrom. --13:39, 7. Mär 2005 (CET)

Interessehalber: wie sieht es mit dem ersten Fall aus? :), Danke hat mir sehr geholfen. Das war der Punkt, denke ich. Zur RLZ noch mal: ich hatte halt gedacht es gibt einen Positiven und einen negativen teil, weil die ionisierten Atomrümpfe unbeweglich sind. (Damit habe ich aber auch noch beim MOS-FET Probleme :-/) -- SaDFuB 15:15, 9. Mär 2005 (CET)

Die positiven Atomrümpfe sind auch unbeweglich. Nur kann sie in Form des Defektelektrons auch als bewegliches Quasiteilchen aufgefasst werden. Das spielt aber beim pn-Übergang keine Rolle. Dort passiert folgendes: Der große Unterschied an beweglichen Ladungsträgern (Elektronen) an der Kontaktstelle von p- und n-dotiertem Material, verursacht eine Ladungsträger Diffusion von Elektronen aus dem n-Gebiet in das p-Gebiet, Dort werden sie durch die Akzeptoren aufgenommen und laden das Gebiet negativ auf. Die Elektronen lassen aber im n-Gebiet die positiven Atomrümpfe übrig. Diese Ladungstrennung führt zu einem Elektrischen Feld, das der Elektronendrigft entgegenwirkt und sich irgendwann ein Gleichgewichtszustand ausbildet. --Cepheiden 17:04, 9. Mär 2005 (CET)

Kapazitäten / Kondensator

Hi, wikipedia ist meistens sehr gut, so auch hier - allerdings kenn ich das Ersatzschaltbild mit Kodensator und frage mich wie sich die Kapazitäten in dem Ding verhalten.

Hi, was meinst du genau mit "verhalten"? Möchtest du nur wissen wie das etwas umfangreichere ESB mit Kondensatoren aussieht, oder was genau? Noch was Allgemeines, komplexere/bessere Ersatzschatbilder von Bauelementen wie dem Bipolartransistoren gibt es viele. Ich bin aber der Meinung, dass die Wikipedia die einfachen Grundlagen beinhalten sollte und nicht "Spezialwissen". Deshalb reicht auch das einfache ESB. Ansonsten ist ja die Frage wo hört man auf? Beim ESB mit den Kondensatoren (pn-Übergänge) oder beim Gummel-Poon Model oder wo? --Cepheiden 17:53, 7. Apr 2005 (CEST)

Transistorzeichungen falsch?

Letzter Kommentar: vor 20 Jahren3 Kommentare3 Personen sind an der Diskussion beteiligt

Die Transistorzeichnungen können doch nicht stimmen, oder? Beim NPN-Transistor muss ich doch an den Kollektor Plus und an den Emitter Minus anschließen. Der obersten Zeichnung nach muss man jedoch Kollektor und Emitter an den Pluspol anschließen (siehe Diodenrichtung), das kann doch nicht stimmen! --LinuxFan 20:16, 6. Mai 2005 (CEST)Beantworten

Doch, doch, alles richtig. Setze dich bitte die konkrete Zeichnung hier auf die Diskussionsseite, wenn noch etwas unklar ist. (Die Kollektor-Basis-Diode wird in Sperr-, die Emitter-Basis-Diode in Durchlassrichtung betrieben). --Pjacobi 00:54, 7. Mai 2005 (CEST)Beantworten

Ehrlich gesagt versteh ich nicht wo du da einen Fehler siehst. Wäre schön wenn wir das klären könnten. Die Grafiken im Abschnitt Typen und Schaltzeichen empfind ich übrigens als redundant und nicht wirklich erklärend. --Cepheiden 23:13, 8. Mai 2005 (CEST)Beantworten

Symbole fehlerhaft

--DB1BMN 22:24, 11. Okt 2005 (CEST)Bitte korrigiert die Bilder für die Transistorsymbole. Kollektor und Emitter dürfen nicht mit einander verbunden sein!

Von welchem Symbol ist hier genau die Rede? --Cepheiden 10:35, 12. Okt 2005 (CEST)

ich glaube es sind alle Transistorsymbole im Artikel gemeint. Und zwar kreuzen/berühren sich da überall die C und E anschlüsse an der B. Richtig (oder sagen wir mal üblicher) wäre, dass zwar C und E die basis berühren, aber sich nicht in einem Punkt schneiden (also z.B. so).--Jdiemer 14:13, 12. Okt 2005 (CEST)

Achso, das war mir garnicht aufgefallen. ich ändere das nachher mal. --Cepheiden 18:34, 12. Okt 2005 (CEST)

So hat zwar etwas gedauert aber nu habe ich die Grafiken korrigiert. Ich hoffe nun ist alles korrekt. --Cepheiden 10:42, 15. Okt 2005 (CEST)

Hi, wo hast du denn das geändert? Also ich seh zumindest noch die alten Symbole. --DB1BMN 14:29, 15. Okt 2005 (CEST)

Hi, evtl sind sie bei dir noch nicht neu geladen worden. Bei mir werden die neuen Grafiken angezeigt. siehe auch --Cepheiden 14:50, 15. Okt 2005 (CEST)

Aufteilung des Artikels

Da ich sehr viele Formeln in den Artikel eingebracht habe und noch mehr einbringen will hat Benutzer:Cepheiden den Vorschlag geäußert den Artikel in mehrere Unterartikel aufzuteilen. Ich schlage daher die folgenden Unterartikel vor:

Formeln:
1. Bipolartransistor/Mathematische Beschreibung
2. Bipolartransistor (Formelsammlung)
Rauschen:
1. Bipolartransistor/Transistorrauschen
2. Transistorrauschen
Ersatzschaltungen:

siehe auch: Diode, Diskussion:Diode#Aufteilung_des_Artikels
MovGP0 10:14, 5. Mär 2006 (CET)

Klingt gut. Es sollte aber im eigentlich Artikel auch kurz in Worten beschrieben werden und dann auf die weiterführenden Informationen verwiesen werden. Ich bin für Formeln -> Bipolartransistor/Mathematische Beschreibung Rauschen -> Bipolartransistor/Transistorrauschen Ersatzschaltungen: -> Bipolartransistor/Ersatzschaltungen

Vorallem da so ein Konflikt mit einer eventuellen Erweiterung der Feldeffekttransistor-Artikel vorgesorgt wird. Dabei geht dann auch der bezug nicht verloren. Die wichtigstens Gleichungen sollten aber auch im Hauptartikel enthalten sein. --Cepheiden 13:50, 5. Mär 2006 (CET)

Die wichtigsten Formeln würde ich zwar im Artikel lassen - aber so einfach wie möglich halten. Im ausgelagerten Teil kann man die Formeln ausführlicher behandeln. Als wichtige Formeln halte ich eigentlich auch nur die Großsignalgleichungen, da diese bei niedrigen Frequenzen den Transistor ausreichend beschreiben. MovGP0 16:15, 5. Mär 2006 (CET)

Bild

Falls das Bild noch jemand braucht. --Crux 16:43, 19. Mär 2006 (CET)

mmhh Ein Kennlinienfeld mit konkreten Größenangaben aber ohne bezug zum Bauelement. find ich nicht so schön. Leider ist das KLF auch unbrauchbar für die grafische Bestimmung der Early-Spannung. --Cepheiden 17:57, 19. Mär 2006 (CET)

Tippfehler?

Letzter Kommentar: vor 19 Jahren1 Kommentar1 Person ist an der Diskussion beteiligt

Hallo, im letzten drittel steht unter "Spannungen", Zitat:

Basis-Emitter-Durchbruchsspannung: Bei der Basis-Emitter-Diode des PNP-Transistors liegt die Basis-Emitter-Durchbruchsspannung U(BR)EBO für die meisten Transistoren im Bereich zwischen 5 und 7 Volt. Da PNP-Transistoren üblicherweise nicht mit einer negativen BE-Spannung betrieben werden, ist diese Angabe meist nicht relevant. Diese Spannung ist die kleinste Grenzspannung eines Transistors.

Die Basis-Emitter-Durchbruchsspannung müsste doch bei 0,5V bis 0,7 V liegen, oder? Alles andere fände ich etwas merkwürdig. Ansonsten alles Top, großes Lob!

Gruß Armin

Hi, nein das ist für silizium ein richtiger wert. Denn es geht hier nicht um die Schwellspannung eines Bipolartransistors, sondern um die Durchbruchspannung (in dem Fall eines PNP-Transistors) --Cepheiden 15:22, 26. Mai 2006 (CEST)Beantworten

hm da muss ich wohl irgendwie was nicht mitbekommen haben. Durchbruchspannung?

Also am Emitter 5-7V positiver als an der Basis und dann bricht er durch und leitet Strom?