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Transistors

Transistoren sind Halbleiterbauelemente, die zum Schalten elektronischer Signale, zur Verstärkung oder zur elektrischen Leistung verwendet werden. Transistoren sind in modernen elektronischen Schaltungen von grundlegender Bedeutung. Ein Transistor besteht aus Halbleitermaterialien und hat typischerweise drei Anschlüsse zum Anschluss an eine externe Schaltung. Eine Spannung oder ein Strom, der an ein Paar der Transistoranschlüsse angelegt wird, steuert den Strom durch ein anderes Paar von Anschlüssen. Da die gesteuerte (Ausgangs-) Leistung höher sein kann als die gesteuerte (Eingangs-) Leistung, kann ein Transistor ein Signal verstärken. Heutzutage sind einige Transistoren einzeln verpackt, aber viele weitere sind in integrierte Schaltkreise eingebettet.

Macro shot of power transistors on the b

Bipolare Sperrschichttransistorsymbole

Es gibt zwei Arten von Transistoren, NPN und PNP.

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  • Der NPN-Transistor hat zwei Blöcke aus Halbleitermaterial vom N-Typ und einen Block aus Halbleitermaterial vom P-Typ.

  • Der PNP-Transistor hat zwei P-Typ- und eine Schicht aus N-Typ-Material. Das NPN-Symbol von NPN und PNP ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

npn trans diagram2.png
pnp trans diagram2.png

Der Unterschied zwischen NPN- und PNP-Transistoren liegt in Stromrichtung. Der Pfeil im obigen Diagramm zeigt die Flussrichtung des typischen Stroms im Emitter mit Vorwärtsvorspannung an, die an den Emitter-Basis-Übergang angelegt wird.

Transistoren haben drei Anschlüsse wie oben gezeigt:

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  • Emitter

  • Kollektor

  • Base

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Emitter - Das Emitter-Segment liefert einen großen Teil des Ladungsträgers. Der Emitter ist ständig in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die Basis verbunden, er liefert den Massenladungsträger an die Basis. Der Emitter-Basis-Übergang fügt eine große Menge eines Mehrheitsladungsträgers in die Basis ein, da er stark fixiert und von mäßiger Größe ist.

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Kollektor - Der Kollektor sammelt den Hauptprozentsatz des vom Emitter gelieferten Ladungsträgers. Der Kollektor-Basis-Übergang ist ständig in Sperrrichtung. Seine Funktion besteht darin, die überwiegenden Ladungen von seiner Verbindung mit der Basis zu entfernen. Das Kollektorsegment des Transistors ist mäßig fest, aber massereicher, so dass es den größten Teil des vom Emitter gelieferten Ladungsträgers sammeln kann.

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Basis - Der mittlere Teil des Transistors ist die Basis. Die Basis bildet zwei Schaltkreise:

  • Die Eingangsschaltung mit dem Emitter.

  • Die Ausgangsschaltung mit dem Kollektor.

Die Emitter-Basis-Schaltung ist in Vorwärtsrichtung vorgespannt und bietet der Schaltung einen geringen Widerstand. Während der Kollektor-Basis-Übergang in Sperrrichtung ist und der Schaltung einen höheren Widerstand bietet. Die Basis des Transistors ist leicht handlungsunfähig und extrem dünn, da sie den Hauptladungsträger der Basis unterwirft.

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Silizium wird im Allgemeinen verwendet, um Transistoren wegen ihrer hohen Nennspannung, ihres höheren Stroms und ihrer geringeren Temperaturempfindlichkeit herzustellen. Der in Vorwärtsrichtung vorgespannte Emitter-Basis-Abschnitt stellt den Basisstrom her, der durch den Basisbereich fließt. Die Größe des Basisstroms ist außerordentlich klein. Der Basisstrom bewirkt, dass sich die Elektronen in den Kollektorbereich bewegen oder ein Loch im Basisbereich erzeugen.

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Die Basis des Transistors ist extrem dünn und leicht fixiert, da er im Vergleich zum Emitter weniger Elektronen hat. Die begrenzten Elektronen des Emitters werden mit dem Loch des Basisbereichs kombiniert und die verbleibenden Elektronen bewegen sich in Richtung des Kollektorbereichs und bilden den Kollektorstrom.