Transistoren – dies sind die wichtigsten Halbleiterelemente der Elektronik, die in verschiedenen Geräten weit verbreitet sind. Einer der häufigsten Arten von Transistoren ist der gemeinsame Emitter-Transistor. Diese Art von Transistor hat seine eigenen Eigenschaften und der Einfluss der Basisspannung auf seine Funktion ist ein wichtiger Aspekt.
Der gemeinsame Emitter-Transistor besteht aus drei Hauptschichten: dem Emitter, der Basis und dem Kollektor. Der Emitter ist die aktive Hauptschicht des Transistors, durch die der Ausgangsstrom geleitet wird. Die Basis ist die Steuerschicht, die den Ausgangsstrom steuert, indem die Spannung an dieser Schicht geändert wird. Der Kollektor ist eine Schicht, durch die der Ausgangsstrom fließt und die seine Ansammlung gewährleistet.
Im allgemeinen Emitter spielt die Basisspannung eine entscheidende Rolle für den Betrieb des Transistors. Wenn Sie die Spannung der Basis erhöhen, wird der durch den Kollektor fließende Strom zunehmen. Dies liegt daran, dass die Spannung an der Basis die umgekehrte Verschiebung des p-n-Übergangs ändern kann. Eine Erhöhung der Spannung der Basis verursacht eine Zunahme der Rückmischung, wodurch immer mehr Elektronen die Barriere passieren und vom Emitter in die Basis kommen und somit den Kollektorstrom erhöhen.
Somit hat die Basisspannung einen großen Einfluss auf den Betrieb des gemeinsamen Emittertransistors. Eine Abnahme oder Erhöhung dieser Spannung kann zu erheblichen Veränderungen des Kollektorstroms und damit zum Betrieb des gesamten Geräts führen. Dies muss bei der Gestaltung von elektronischen Schaltungen und Geräten berücksichtigt werden, bei denen gemeinsame Emittertransistoren verwendet werden.
Transistor gemeinsamer Emitter: Merkmale der Arbeit
Das Hauptelement des Transistors ist der gemeinsame Emitter der Emitter-pn-Übergang. Der Emitterkontakt ist für den Signaleingang und -ausgang üblich, und die Basis- und Kollektorkontakte sind jeweils mit der Basis- und Kollektorkontakte verbunden.
Wenn die Basisspannung des gemeinsamen Emitter-Transistors kleiner als ein bestimmter Wert ist (Schaltspannung), ist der Strom durch den Emitter-Übergang Null und der Transistor befindet sich im ausgeschalteten Zustand (öffentlicher Schlüssel). Dies bedeutet, dass kein Strom im Kollektorkreis vorhanden ist und kein Signalausgang am Kollektor vorhanden ist.
Wenn die Basisspannung des gemeinsamen Emittertransistors gleich oder größer als der Wert der Schaltspannung ist, beginnt die direkte Sättigung der Basis. In diesem Zustand steigt der Strom durch den Emitter-Übergang signifikant an und der Transistor wechselt in den aktiven Zustand (privater Schlüssel). Der Kollektorstrom und das Ausgangssignal nehmen dabei deutlich zu.
Der gemeinsame Emitter-Transistor wird in vielen Geräten wie Signalverstärkern und Triggern verwendet. Seine Besonderheit ist die Stromverstärkung und die Umkehrung des Signals während des Betriebs. Darüber hinaus hat der gemeinsame Emitter-Transistor einen hohen Eingangsimpedanz und einen niedrigen Ausgangsimpedanz, was ihn zu einer nützlichen Komponente in einer Vielzahl von elektronischen Schaltungen und Geräten macht.
Funktionsprinzip des gemeinsamen Emitter-Transistors
Das Funktionsprinzip eines gemeinsamen Emittertransistors ist wie folgt:
- Wenn eine positive Spannung an die Basis des Transistors angelegt wird, beginnen die Elektronen aus dem Emitter, durch die Basis nach dem Kollektor zu streben. Dies geschieht aufgrund einer sich bildenden potentiellen Barriere an der Grenze zwischen Basis und Emitter.
- Unter dem Einfluss einer positiven Spannung an der Basis überwinden die Emitterelektronen eine potentielle Barriere und dringen in die Basis ein. In diesem Fall wird ein Teil der Elektronen mit den Löchern der Basis rekombiniert.
- Der Großteil der Elektronen, die in die Basis eindringen, setzt seinen Weg zum Kollektor fort, wo sie sich sammeln.
- Am Ausgang des gemeinsamen Emittertransistors wird ein gegenüber dem Eingang verstärkter Kollektorstrom erhalten, der durch den Zustrom von Elektronen aus dem Emitter gebildet wird.
Es ist wichtig zu beachten, dass für den Betrieb des gemeinsamen Emittertransistors die richtige Spannung an der Basis ausgewählt werden muss. Wenn eine negative Spannung an die Basis angelegt wird, befindet sich der Transistor im geschlossenen Zustand, bei einer Nullspannung im offenen Zustand und bei einer positiven Spannung im gesättigten Zustand.
Der gemeinsame Emitter-Transistor ermöglicht somit die Überwachung und Verstärkung des Kollektorstroms durch eine Basisspannung. Dies macht es zu einem der wichtigsten Elemente elektronischer Geräte und Systeme.
Einfluss der Basisspannung auf den Betrieb des gemeinsamen Emittertransistors
Wenn die Spannung der Basis ansteigt, steigt auch der Kollektorstrom an, da eine größere Anzahl von Elektronen an den Kollektor angezogen wird. Dies sorgt für eine Signalverstärkung und ermöglicht es dem Transistor, im Sättigungsmodus zu arbeiten. Es sollte beachtet werden, dass die Spannung der Basis größer ist, der Kollektorstrom größer ist, aber ab einem bestimmten Wert des Kollektorstroms führt eine Erhöhung der Basisspannung nicht zu einem weiteren Anstieg des Kollektorstroms.
Wenn jedoch die zulässige Basisspannung überschritten wird, kann der Transistor in den Sättigungsmodus wechseln, was wiederum zu einer Beschädigung des Geräts führen kann. Daher ist es sehr wichtig, die in der technischen Dokumentation des Transistors angegebenen Grenzwerte für die Basisspannung zu beachten.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass eine Änderung der Basisspannung dazu führen kann, dass sich der Arbeitspunkt des Transistors ändert. Unter idealen Bedingungen befindet sich der Arbeitspunkt des Transistors an seiner statischen Volt-Ampere-Charakteristik (VAC) in der aktiven Zone, in der der Transistor im linearen Modus arbeitet. Eine Änderung der Basisspannung kann den Arbeitspunkt entweder in Richtung der Sättigung oder in Richtung des Cutoffs verschieben.
Insgesamt ist die Basisspannung ein wichtiger Parameter, der bei Verwendung eines gemeinsamen Emittertransistors sorgfältig überwacht werden muss, um einen zuverlässigen und stabilen Betrieb des Geräts zu gewährleisten.
