Techniklexikon

Schalttransistor

Elektronik, Halbleiterphysik, Einsatz des Bipolar-Transistors als elektronischer Schalter. Der Transistor wird hierzu in der Emitterschaltung betrieben. Im Auszustand liegt nahezu die volle Betriebsspannung am Kollektor, da nur der geringe Kollektor-Reststrom fliesst. Im Einzustand unterscheidet man zwei Betriebsarten: 1. Der Transistor wird über den Basis-Strom so weit aufgesteuert, dass er gerade noch in seinem normalen Betriebszustand bleibt, d.h. dass die Basis-Emitter-Diode leitet und die Basis-Kollektor-Diode sperrt. 2. Der Transistor wird in den Sättigungszustand gesteuert, in dem der maximal mögliche Kollektor-Strom fliesst und am Kollektor nur noch die Restspannung von einigen Zehntel Volt liegt. In diesem Zustand leitet auch die Basis-Kollektor-Diode.

Zeitliches Verhalten: Beim Einschalten muss die Ladung in der Basis aufgebaut werden, was einer Kondensatoraufladung entspricht. Beim Ausschalten fliesst diese Ladung wieder zurück. Im Fall der Sättigung entsteht durch die starke Ansteuerung und die leitende Basis-Kollektor-Diode eine zusätzliche Basis-Ladung, was beim Einschalten zu einer Verkürzung der Anstiegszeit führt. Beim Ausschalten muss jedoch die zusätzliche Basis-Ladung abgebaut werden, bevor die Basis-Kollektor-Diode wieder sperrt. Während dieser Zeit, der Speicherzeit, fliesst der maximale Kollektor-Strom weiter. Durch den Einbau einer Schottky-Diode zwischen Kollektor und Basis lässt sich der Sättigungszustand vermeiden.