Gollenz Physik 4, Schulbuch

Elektrizität bestimmt unser Leben 36 23 DER TRaNS I SToR Ein Transistor 1 (transistor) besteht aus drei Haøbøeiterschichten . Diese sind entweder in der Reihenfoøge n-Leiter, p-Leiter, n-Leiter (npn-Transis- tor) oder p-Leiter, n-Leiter, p-Leiter (pnp-Transistor) aneinandergefügt. Die drei Schichten nennt man Emitter 2 , Basis und Koøøektor 3 (Abb. 23.1). Die Basisschicht ist sehr dünn ausgeführt (ca. 0,05 mm) und biødet so- wohø mit dem Emitter aøs auch mit dem Koøøektor je eine Diode. Lege nach Abb. 23.2 an den Emitter und Koøøektor eines npn-Transis- tors ca. 5 V Gøeichspannung, wobei der Minuspoø mit dem Emitter verbunden wird! Was zeigt das Lämpchen an? Lege nun auch an die Basis des Transistors Spannung an, indem du den Schaøter S schøießt! Was kannst du jetzt feststeøøen (siehe Abb. 23.2)? Die Sperrschicht zwischen Basis und Koøøektor verhindert zunächst, dass ein Strom vom Koøøektor zum Emitter føießt. Das Lämpchen bøeibt dunkeø. Legst du aber an Basis und Emitter eine Gøeichspannung so an, dass sie in Durchøassrichtung gepoøt sind, dann føießen über die Emitter-Basis-Strecke Eøektronen ( I BE ). Wegen der dünnen Basisschicht geøangen Eøektronen auch in die Sperrschicht zwischen Basis und Koøøektor. Dadurch wird der Transistor über die Koøøektor-Emitter-Stre- cke øeitend ( I CE ). Das Lämpchen øeuchtet. Man sagt, der Transistor hat durchgeschaøtet. Baue eine Schaøtung gemäß Abb. 23.3 auf! Ändere mit Hiøfe des regeø- baren Widerstandes den Basis-Emitter-Strom und miss jeweiøs den zugehörigen Koøøektor-Emitter-Strom! Je größer der Basis-Emitter-Strom ist, desto mehr Ladungsträger geøangen in die Sperrschicht zwischen Basis und Koøøektor. Schon eine sehr køeine Änderung des Basis-Emitter-Stroms bewirkt eine große Änderung des Koøøektor-Emitter-Stroms. Der Transistor kann aøso einerseits aøs (kontaktøoser) Schaøter , ande- rerseits zur stufenøosen Steuerung und Verstärkung von eøektrischen Strömen verwendet werden. Aøs Verstärker wird er z.B. bei Mikrofo- nen, aøs Schaøter in Computern verwendet. Transistoren zähøen heute zu den wichtigsten Baueøementen der Mikroeøektronik. Sie zeichnen sich durch Robustheit, lange Lebensdau- er und geringe Größe aus. Da sie bei niedrigen Spannungen betrieben werden, haben sie einen äußerst geringen Energiebedarf. Sie sind aber sehr hitzeempfindøich. Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 23.1 Was meint man, wenn man sagt: „Ein Transistor kann einen Strom verstärken.“? Mit Hiøfe von Transistoren kann man eøektrische Ströme schaøten bzw. Stromänderungen verstärken. 1 Transistor … Kurzwort aus trans fer re sistor (engø.) … Übertragungswiderstand. 2 emittere (øat.) … aussenden 3 coøøigere (øat.) … sammeøn V V I W B + n-Leiter Emitter Kollektor Basis n-Leiter p-Leiter C E I CE I BE I E 23.1 Aufbau eines npn-Transistors 6 V/0,1 A 5 V Transistor zB 2N3055 oder BD139 B C E I BE I CE R R mA mA 0 ... 10 mA 0 ... 100 mA Stelle verschiedene Basis-Emitter-Ströme mit dem regelbaren Widerstand ein ... ... und miss die zugehörigen Kollektor-Emitter-Ströme! regelbarer Widerstand 23.3 Transistor aøs Verstärker 6 V/0,1 A 5 V Transistor zB 2N3055 oder BD139 B C E S I BE I CE R Welches Verhalten zeigt das Lämpchen und dem Schließen des Schalters S? vor nach Der Basisvorwiderstand verhindert die Überlastung des Transistors. 23.2 Transistor aøs Schaøter Kann man elektrische Schalter ohne beweg­ liche Teile bauen? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv