Techniklexikon

Bipolar-Transistor

Verstärker- und Schalterbaulement, aufgebaut aus drei dotierten Halbleiterschichten mit der Folge n-p-n (npn-Transistor) oder p-n-p (pnp-Transistor), also zwei in Reihe liegenden Dioden. Die drei Schichten haben die Bezeichnungen Emitter, Basis und Kollektor. In der Regel wird der Emitter stark, die Basis schwach und der Kollektor mittelstark dotiert. Die Betriebsspannungen werden in der normalen Betriebsart so angelegt, dass die Emitter-Basis-Diode in Durchlassrichtung und die Kollektor-Basis-Diode in Sperrichtung geschaltet ist. Vom Emitter werden Ladungsträger in die Basis injiziert. Da die Basis schwach dotiert ist und sehr schmal gehalten gehalten wird, gehen in der Basis nur wenige Ladungsträger durch Rekombination verloren, d.h. es fliesst nur ein geringer Basisstrom I_B. Der Kollektorstrom I_C ist daher nur geringfügig (0,5 bis 5%) kleiner als der Emitterstrom I_E. Stromverstärkung A = I_C/I_B (0,95 bis 0,995). Stromverstärkung B = I_C/I_B(50 bis 500). Der Transistor wird in drei Grundschaltungen betrieben: Emitterschaltung, Basisschaltung und Kollektorschaltung. Für den Kleinsignalbetrieb sind wichtig: Die Eingangskennlinie I_B = f(U_BE, U_CE), das Ausgangskennlinienfeld I_C = f(U_CE, I_B) bzw. I_C = f(U_CE,U_BE), die Stromverstärkung , der Eingangswiderstand  (Ableitung der Diodenkennlinie), der Ausgangswiderstand  und die Steilheit  bei konstanter U_CE (Steigung der Übertragungskennlinie I_C = f(U_BE)). S  »  40 mA/V, I_C in mA. Mit diesen Abhängigkeiten und unter Vernachlässigung der Rückwirkung (I_B ist unabhängig von U_CE) folgen die Transistorgleichungen für den Kleinsignalbetrieb:

Eine andere Beschreibung des Transistors im Kleinsignalbereich benutzt die h-Parameter der Hybridmatrix.

Bipolar-Transistor 1: npn- und pnp-Transistor.

Bipolar-Transistor 2: Kennlinienfeld.