Transistor Stromverstärkung?
Hallo,
Ich glaube, ich hab eine allgemeine Verständnisfrage zum Bipo Transistor. Und zwar ist es ja so, dass ein Strom, der an der Basis rein fließt, mit einer bestimmten Verstärkung am Collector auch fließt
Ist das aber nur ein Maximum? Also, ist das der Strom, den der Transistor ohne Widerstand, wenn man ihn an eine ideale Spannungsquelle anschließt, schalten könnte oder fließt der Strom immer?
Und wenn das zweite der Fall ist, könnte ich über einen Widerstand den Strom ja gar nicht mehr einstellen, der dann durch den Collector fließen soll
Das könnte ich mir aber auch nicht vorstellen, weil man dann der Maschensatz nicht auf geht
6 Antworten
Das ist ein sehr kritisches Thema.....fast religiös.
Manche glauben nämlich - weil das in manchen Büchern falsch und vereinfacht steht, dass der Basistrom Ib den Kollektorstrom Ic steuern und bestimmen würde. Das ist aber falsch ! Nachweisbar falsch, denn es gibt keinen einzigen Beweis dafür - reine Glaubenssache (vielleicht auch weil die Größe B bzw. beta "Stromverstärkung" genannt wird).
In Kürze: Der Emitterstrom Ie wird durch die Spannung Ube (Basis-Emitter) bestimmt bzw. gesteuert nach einer e-Funktion. Wie bei der Röhre und dem FET wird die Steigung dieser Kennlinie "Steilheit" genannt. Die Spannung Ube ist dabei so etwa 0,65-0,75 Volt und der Strom Ic liegt normalerweise dann bei einigen mA oder auch bei einigen -zig mA. Aber nur bestimmt durch Ube und nicht durch den Basisstrom Ib oder durch den Kollektor-Widerstand.
Ein kleiner Teil des Emitter-Stromes Ie fließt als Ib (leider) zur Basis ab, da die Basisschicht nicht beliebig schmal gemacht werden kann. Damit bleibt für den Kollektoranschluss noch der Strom Ic=Ie-Ib übrig (also ein wenig kleiner als der Emitterstrom Ie).
Dieser Strom Ic wird durch einen Kollektorwiderstand in eine Spannung gewandelt - ABER: Dieser Widerstand hat KEINEN Einfluss auf den Strom. Der Transistor wirkt wie eine spannungsgesteuerte Stromquelle.
Voraussetzung für das ganze aber: Die Spannung Uce zwischen Koll. und Emitter muss mindestens so etwa 1V betragen. Also darf der Koll.Widerstand nicht zu groß sein, sonst ist - bei gegebener Betriebsspannung Ub - der Spannungsabfall an ihm zu groß.
Beispiel: Ub=12V . Rc=5kOhm , Ic=1mA, Uce=12-5=7V.
Dabei hab ich jetzt angenommen, dass es keinen Emitterwiderstand gibt (in der Praxis gibt es zumeist einen). Das würde jetzt aber zu weit führen....
Wenn jetzt die Spannung Ube etwas schwankt (Eingangssignal), schwankt der Strom Ic auch im gleichen Rhythmus und damit auch die Spannung an dem Koll.Widerstand - entsprechend der Steigung der Kennlinie Ic=f(Ube).
Nur diese Steigung (Steilheit) bestimmt dann - zusammen mit dem Koll.Widerstand - die Spannungsverstärkung. Die "Stromverstärkung" hat keinen Einfluss darauf.
Entweder hab ich mich unklar ausgedrückt, oder Du hast was falsch verstanden. natürlich gilt die Beziehung Ic=B*Ib und Du kannst diese auch benutzen. Nur - man darf sie (wenn es um das VERSTÄNDNIS der Funktionsweise geht) nicht falsch interpretieren: Sie sagt nicht, dass Ic von Ib - physikalisch gesehen - gesteuert wird. In Wirklichkeit ist diese Gleichung entstanden aus der Form Ib=Ic/B, womit nur gesagt wird, dass Ic eben ein kleiner abgezweigter Teil von Ic ist. Und so ein kleiner Teil kann ja nicht die Ursache sein für den größeren Teil. Aber man kann und darf diese Formel natürlich auch umstellen (Ic=B*Ib) und damit rechnen, nur eben nicht als Ursache-Wirkung interpretieren. Alles klar?
Du hattest ja unter dem Stichwort "Stromverstärkung" nach dem Verständnis gefragt - deshalb ist meine Antwort so ausgefallen, wie sie da steht. Man muss eben immer unterscheiden zwischen Formeln und Ursache-Wirkung-Prinzipien.
Beispiel aus der Mechanik: Du weißt - Druck=Kraft/Fläche? Richtig - der Druck ist das Ergebnis einer Kraft, die auf die Fläche wirkt. Du darfst aber auch rechnen Kraft=Druck*Fläche. Aber diese Kraft ist natürlich nicht das Ergebnis des Druckes.
Etwas verwirrend deine Fragen die zeigen, dass du noch ein wenig über Transistoren lernen solltest.
Und zwar ist es ja so, dass ein Strom, der an der Basis rein fließt, mit einer bestimmten Verstärkung am Collector auch fließt
Das ist bei entsprechender Beschaltung richtig.
Ist das aber nur ein Maximum?
Nur ein Maximum? Verstehe die Frage nicht.
Also, ist das der Strom, den der Transistor ohne Widerstand, wenn man ihn an eine ideale Spannungsquelle anschließt, schalten könnte oder fließt der Strom immer?
Transistor ohne Widerstand lebt nur im Millisekundenbereich.
Ideale Spannungsquelle...ist eine mit null Innenwiderstand....hat damit erst mal gar nichts zu tun
...schalten könnte oder fließt der Strom immer?
fließt nicht immer, sondern abhängig vom Basisstrom. Ist ja der Sinn eines Transistors.
Auch Du könntest noch etwas lernen (sorry für die Ironie)....vieles ist falsch bei Dir. Der Basistrom steuert nicht und natürlich kannst Du den Transistor auch ohne Koll. Widerstand betreiben - macht nur wenig Sinn. Aber er überlebt das - warum denn nicht?
Ich will jetzt nicht über jedes Detail von nicht vorhandenen Widerständen in der unbekannten Schaltung diskutieren, Der Fragesteller sprach von "ohne Widerstand" und nicht nur von einem nichtvorhanen Kollektorwiderstand. Beim Betreib ohne Widerstände werden Grenzspannungen, Grenzströme (noch dazu an einer idealen Stromquelle) überschritten. Zwar gibt es da Ausnahmen, etwa wenn die Basis-Emitterspannung klein genug ist. Die Fargestellung deutet darauf aber nicht hin.
Und natürlich ist der Kollektorstrom vom Basisstrom (im Rahmen der Transistoreigenschaften) abhängig. Der Bassisstrom wiederum ist abhängig (Temperatur und sonstigen Einflüssen mal aussen vor gelassen) von der Basis Emitter Spannung.
"Natürlich ist der Kollektorstrom vom Basisstrom abhängig"...Wenn Du "natürlich" sagst, dann kannst Du das auch zeigen oder beweisen? Oder glaubst du es nur? Auf so einen Beweis warte ich schon seit 10 Jahren....ich kann Dir aber sehr leicht das Gegenteil beweisen!!
Das Gegenteil? Also dass der Kollektorstrom unabhängig vom Basisstrom ist? OK!
Genauso ist es! Physikalisch gesehen - aber es gilt natürlich trotzdem der Zusammenhang Ib=Ic/B. Und rechnen darf man damit auch, nur nicht falsch interpretieren. Ib ist ein kleiner Teil von Ie bzw. Ic. Mehr sagt die Gleichung nicht aus.
Auch das Ohmsche Gesetz darf - physikalisch - nicht falsch interpretiert werden. Man rechnet zwar mit U=I*R, aber das heißt nicht, dass ein Strom I die Spannung U am Widerstand R erzeugen würde (also deren Ursache wäre).
Ganz verstehe ich deinen Einwand nun nicht. Ich hatte geschrieben,
...ist der Kollektorstrom vom Basisstrom abhängig. Der Bassisstrom wiederum ist abhängig von der Basis Emitter Spannung.
Soll heißen, der Basisstrom ist eine Folge der Basis-Emitter-Spannung. Eine Änderung von U(be) hat eine Änderung von I(b) zur Folge, und diese Änderung von I(b) eine Änderung von I(c).
Deine Behauptung, dass der Basisstrom keinen Einfluss auf den Kollektorstrom hat kann ich nicht wirklich nachvollziehen. Das hieße ja zum Beispiel auch, dass bei einem angenommenen konstanten Basisstrom eine Vänderung von U(be) sich der Kollektrostrom ändern würde.
"....und diese Änderung von I(b) eine Änderung von I(c). " Genau diese Schlussfolgerung ist nun falsch. Es ist ganz einfach (und, wie ich finde, auch logisch): Ube erzeugt einen Strom Ie über die bekannte exponentielle Formel von Shockley (die ja für jeden pn-Übergang gilt). Dieser Emitterstrom teilt sich auf in Ib (klein) und Ic( groß): Ie=Ib+Ic. Damit sind eben auch die beiden Ströme Ib und Ic exponentiell von Ube abhängig - das ist ganz einfache Mathematik. Und genauso sind auch die SPICE modelle natürlich aufgebaut.
Mir ist wirklich unbegreiflich, wie man denken kann, dass ein winziger Strom (weniger als 1% des Emitterstromes) diesen selbst steuern können soll.
Mir ist wirklich unbegreiflich, wie man denken kann, dass ein winziger Strom (weniger als 1% des Emitterstromes) diesen selbst steuern können soll.
Ich gebe zu, dass ich mich nicht intensiv damit befasst habe. Allerdings, wenn es dir auch unbegreiflich erscheint, dass ein kleiner Strrom die Ursache eines größeren sein soll, dann muss deine Unbegreiflichkeit nicht Wahrheit sein. Genauso könnte ich ja argumentieren, es ist mir unbegreiflich, wie eine so kleine Spannung wie U(be) eine große Spannung etwa am Kollektorwiderstand steuern können soll.
Ich habe ja auch noch geschrieben:
Das hieße ja zum Beispiel auch, dass bei einem angenommenen konstanten Basisstrom eine Vänderung von U(be) sich der Kollektrostrom ändern würde.
Ist diese Schlussfolgerung aus deinen Beahuptungen falsch?
Aber lassen wir das mal. Ich werde mich bei Gelegenheit etwas damit beschäftigen.
OK . trotzdem ein kurzer Kommentar: Es gibt KEINEN Nachweis zur Stromsteuerung (kennst Du einen?) , aber etliche Nachweise zur Spannungssteuerung (siehe meine neue ausführliche Antwort). Ube steuert nicht die Spannung am Koll.Widerstand. Das hab ich nie behauptet. ABER: Ube steuert den Strom Ic, der an Rc eine dem Strom prop. Signalspannung erlaubt.
Wenn deine These richtig ist, dann muss meine Schlussfolgerung, dass bei einem konstanten Basisstrom lediglich durch die Änderung von Basis-Emitterspannung der Kollektorstrom sich ändert, richtig sein.
Stimmst du dem soweit zu?
Nein - natürlich nicht. Erstens ist das keine "These" von mir, sondern gesicherte Erkenntnis seit mehr als 60 Jahren (nur leider noch nicht überall und in allen Büchern angekommen - die einfache Beziehung Ic=B*Ib ist wohl zu verlockend!).
Zweitens muss ich nur das wiederholen, was ich weiter oben schon mal sagte: "Damit sind die beiden Ströme Ib und Ic exponentiell von Ube abhängig".
Ist denn das nicht logisch, dass sich der Emitterstrom Ie=[Is*exp(Ube/Ut) - 1] einfach aufteilt in Ib+Ic und damit BEIDE Ströme natürlich in gleicher Weise (exponentiell) von Ube abhängen ? Das ist ja gerade das Phänomen, welches in vielen Büchern zu beobachten ist:
Bei der Erklärung des Transistors wird diese e-Funktion natürlich erwähnt. Aber später, nachdem man über Ic=alpha*Ie und Ib=(1-alpha)*Ie auf Ic=beta*Ib gekommen ist, wird dann plötzlich wegen dieser letzten Beziehung gesagt, dass Ic von Ib "gesteuert" oder "bestimmt" würde. Und das ist schlicht falsch! Da wird Korrelation mit Kausalität verwechselt.
Weil Du von einer "These" meinerseits sprichst: Hast Du denn nie versucht zu VERSTEHEN, wie und warum Transistorschaltungen funktionieren? Lies Dir doch bitte weiter oben meine ausführliche Antwort durch, in der ich etliche Beispiele dafür erwähnt habe....es gibt KEIN einziges Beispiel, das nur mit Stromsteuerung zu erklären wäre!
zu "These": Mir ist da grade kein besseres Wort eingfallen.
Ist denn das nicht logisch, dass sich der Emitterstrom Ie=[Is*exp(Ube/Ut) - 1] einfach aufteilt in Ib+Ic...
Bestreite ich ja nicht.
Streiten wir hier vielleicht um des Kaisers Bart? Kann man unsere Differnezen evtl. so zusammenfassen:
DU: Änderung U(be) ----> Änderung I(b) ------> Änderung I(c)
ICH: Änderung I(b) ------> Änderung I(c)
Du siehst die Ursache einer Änderung von I(c) eine Stufe "früher"?
Da wird Korrelation mit Kausalität verwechselt.
Hm, wie unterscheidet sich aber Korrelation von Kausalität, wenn diese Korrelation immer besteht? Soll heißen, wenn sich der Basisstrom ändert, ändert sich immer auch der Kollektorstrom, kann man da "nur" von Korrelation sprechen?
Drücke ich mich denn so unklar aus?
Zitat von Dir: "DU: Änderung U(be) ----> Änderung I(b) ------> Änderung I(c)"
Kannst Du mir auch nur EINE Stelle zeigen, wo ich auch nur sowas ähnliches gesagt habe? Ich wiederhole: BEIDE STRÖME - Ic und Ib - hängen NUR von Ube ab. Warum? Weil beide gleichermaßen ein Teil von Ie sind. Wenn Ie sich aufspaltet in zwei Teile, dann kann man doch nicht sagen, dass das Ansteigen eines Teiles das Ansteigen auch des anderen Teiles bewirken würde. Wo bleibt denn da die Logik?
Bei den aller meisten Anwendungen kannst Du Ib total vergessen - die Schaltungen werden ja so ausgelegt, dass dieser Strom (der LEIDER fließt beim BJT) eine nur untergeordnete Rolle spielt bei der Dimensionierung. Beispielsweise spielt der Basisstrom beim Differenzverstärker und beim OPV praktisch keine Rolle (nur in speziellen Extremfällen berücksichtigt man ihn manchmal). Hast Du mal was von den zwei bekanntesten Entwicklern in Sachen Analog-Elektronik gehört (beide leider schon tot): Barrie Gilbert (Erfinder der Gilbert-Cell) und Robert A Pease. Die bezeichnen den Basisstrom als das was er ist: Ein "defect", eine "parasitäre" bzw "unwanted" Größe.
ok.
Wie sieht dein Testaufbau aus um deine Behauptung zu beweisen? Ich meine, dass ich mittels eines ganz simplen Schaltungsaufbaus nachweisen kann, dass der Kollektorstrom vom Basisstrom direkt beeinflusst wird. Und zwar nicht aus zufälliger Korrelation, sondern immer.
Wenn Ie sich aufspaltet in zwei Teile, dann kann man doch nicht sagen, dass das Ansteigen eines Teiles das Ansteigen auch des anderen Teiles bewirken würde. Wo bleibt denn da die Logik?
Das sage ich so auch nicht. Ich sage doch nicht, dass sich aufgrund der Veränderung von eines Teils des Emitterstromes sich irgendein anderer Teil desselben Emitterstromes ändert. Geht doch auch nicht, es ja ein Stromfluss in einem Leiter und nicht zwei irgendwie getrennte in diesem Leiter.
Ich sage: Wenn ich Ib erhöhe, steigt der Kollektorstrom um einen bestimmten (transistorspezifischen) Faktor, der größer ist als die Erhöhung von Ib. Ie ist die Summe von Ic und Ib. Wenn durch die Veränderung des Basisstromes Ic verändere, verändere ich damit auch Ie. Diese Veränderungen sind ein Folge der Veränderung des Basisstromes. Das ist doch nachweisbar, messbar, mit Formel beschreibbar. Das Verhalten ist kausal, nicht eine Korrelation.
Wie gesagt, ich werde mich noch in die Thematik vetiefen, meine Ausbildung bzgl. Transistoren liegt 40 Jahre zurück.
Jede funktionierende Transistorschaltung kannst Du als "Test-Aufbau" ansehen. Es gibt KEINE einzige Anwendung, die mit Stromsteuerung erklärt werden kann.
Es gibt nicht einen einzigen Beweis dafür. Formeln kann man nicht als Nachweis heranziehen - die sagen nicht automatisch was aus über Ursache und Wirkung: ABER: Die meisten Anwendungen des Transistors kannst Du NUR durch Spannungs-Steuerung erklären.
Aber wie gesagt - ERKLÄREN. Dann musst Du Dich eben auch fragen, warum wohl der Basis-Teiler niederohmig ausgelegt wird und wie bzw. warum der Emitter-Widerstand stabilisierend wirkt. Oder erklär mal, wie der Stromspiegel funktioniert oder wo der Temperaturkoeffizient d(Ube)/dT=-2mV/K herkommt. Oder warum die Spannungsverstärkung überhaupt nicht von beta abhängt.....
Jede funktionierende Transistorschaltung kannst Du als "Test-Aufbau" ansehen. Es gibt KEINE einzige Anwendung, die mit Stromsteuerung erklärt werden kann.
Also ich kann definitiv nachweisen, dass sich der Kollektorstrom ändert, wenn ich den Basisstrom verändere. Und zwar kausal und nicht wg. zufälliger Korrelation. Das ist doch unbestreitbar. Wenn ich etwa den Basisstrom konstant halte, verändert sich auch der Kollektorstrom nicht, siehe Konstantstromquelle.
Und nochmals zum ERKLÄREN:
Wie sollte eine möglicher Testschaltung aussehen, der deine Behauptung belegen würde: Diese müßte doch nachweisen, dass sich der Kollektrom ändert, wenn sich Ube ändert, UND der Basisstrom konstant bliebe.
Nein, wieso denn Basisstrom konstant? BEIDE Ströme (Ib und Ic) ändern sich gleichzeitig - verursacht durch eine Ube-Änderung, weil Ib+Ic=Ie ist. Und Ie hängt eindeutig exponentiell von Ube ab. Diese Beziehung findest Du überall: Ie=f(Ube).
Zu Deinem ersten Satz: Den Nachweis möchte ich sehen! Ich weiß schon: Spannungsquelle über Rb an die Basis. Und dann änderst Du die Quelle oder Rb. Aber überleg mal: In Wirklichkeit hast Du einen Spannungsteiler realisiert aus Rb und der Basis-Emitterstrecke. Und was passiert bei der Änderung? Die Spannung über dieser Strecke ändert sich - und der Strom Ib auch.
ABER: Der Strom ist immer eine Folge der Spannung - nie die Ursache! Also ist die Ib-Änderung das ERGEBNIS bzw. die Konsequenz aus der Spannunsänderung, aber nie die Ursache.
BEIDE Ströme (Ib und Ic) ändern sich gleichzeitig - verursacht durch eine Ube-Änderung, weil Ib+Ic=Ie ist.
Irgenmdwie versteh ich etwas nicht mehr, hatte ich doch selbiges schon mal geschrieben:
Änderung U(be) ----> Änderung I(b) ------> Änderung I(c)
oder meinst du dann so:
Änderung U(be) ------> Änderung I(b)
------> Änderung I(c)
Dann habe ich das bisher nicht exakt so verstanden.
Aber was ändert das? In der Praxis nichts.
Nein, wieso denn Basisstrom konstant? BEIDE Ströme (Ib und Ic) ändern sich gleichzeitig - verursacht durch eine Ube-Änderung, weil Ib+Ic=Ie ist.
Nun, um deine Behauptung nachzuweisen, das nur Ube für den Kollektorstrom ursächlich ist, und damit den Basisstrom als Ursache auszuschließen
Also ib = const. Du veränderst, wie auch immer das gehen soll, Uce, in Folge verändert sich der Kollektorstrom (und natürlich Ie). Das wäre dann der Nachweis deiner Behauptung.
Der Strom ist immer eine Folge der Spannung - nie die Ursache!
Zweifellos.
Also ist die Ib-Änderung das ERGEBNIS bzw. die Konsequenz aus der Spannunsänderung, aber nie die Ursache.
Auch das. Nur behauptest du, dass (die Änderung von) Ube die Ursache einer Änderung von Ib ist. Du betrachtest Ube wie eine Spannungsquelle, dann wäre deine Behauptung richtig. Sie ist aber keine Spannungsquelle, sondern wie ein Teil eines Spannungsteilers zu betrachten. Eine Veränderung von Ib erfolgt nicht durch eine Veränderung Ube, sondern durch eine Veränderung der Spannung an der Basis (z. B. durch Anlegegen einer Wechselspannung). Dieser Spannungsänderung folgt eine Änderung von Ib und eine Veränderung der Spannungsverhältnisse des Spannungsteilers von Basisvorspannung, Signalquelle, Ube und evtl. Spannungsabfall am Emitterwiderstand.
Mal ganz von vorne angefangen:
- pn-Übergang (Diode): Zweifellos hängt der Strom von der Spannung (exponentiell) ab, OK? Spannung 0,5V - kleiner Strom, bei 0,7V Strom größer
- npn-Transistor: Bei offenem Kollektoranschluss gleiche Situation: Der pn-Übergang zwischen B und E verhält sich natürlich genauso. Der Emitter emittiert Elektronen, die zur Basis abfließen. Mehr oder weniger - je nach Spannung Ube (Beispielwerte weiterhin Ube=0,5 bzw, 0,7V).
- Mit Spannung am Kollektor (Uce>Ube) wird die Mehrzahl (mehr als 99%) der emittierten Elektronen nun aber durch die extrem dünne Basisschicht zum Kollektor beschleunigt (Drift durch die Basis und "Ansaugen" durch pos. Koll.Potential Uc>Ub). Der verbleibende Rest (<1%) "schafft es nicht zum Kollektor und fließt weiterhin zur Basis ab.
- Frage: Gibt es einen Grund, warum eine Änderung von Ube (0,5 oder 0,7V) nicht auch weiterhin die Menge der emittierten Elektronen (also den Emitterstrom) bestimmen sollte?
- Frage: Oder hast Du eine logische (physikalische) Erklärung dafür, wieso dieser durch die Basis abfließende "Rest" jetzt plötzlich den Emitterstrom in seiner Größe bestimmen sollte und nicht mehr - wie bisher - die Spannung Ube (0,5 oder 0,7V) ?
PS: Weil Du immer von "Behauptungen" meinerseits sprichst: Das sind gesicherte - durch Theorie und Praxis - nachweisbare Fakten, die auch in jedem vernünftigen Lehrbuch so dargestellt sind (deutschsprachig: Tietze-Schenk).
Hier ein kurzer Auszug aus "Art of Electronics":
The transconductor model will be accurate enough.. ......to understand differential amplifiers, logarithmic converters, ...and other important applications you must think of the transistor as a transconductance device - collector current is dermined by base-to-emitter voltage"
Du weichst aus.
Du begründest wiederholt nur theoretisch, das kann evtl. richtig sein oder auch nicht. Ich weiß es gegenwärtig nicht, ich müsste mich dazu mehr einarbeiten.
Aber eine Methode, eine mögliche Testschaltung für deine Aussage könntest du doch liefern!? Ich sehe daher weiterhin eine Veränderung Ube als eine Folge einer Veränderung des Basisstromes an, und die Veränderung des Basisstromes als eine Folge einer Änderung der Basis(vor)spannung.
"Behauptungen"...Thesen fandest du auch nicht gut. Wäre "Aussagen" besser?
Ja, da gibt es wohl eine Aussage eines Lehrbuches. Und es gibt hunderte andere, die dies anders beschreiben. Ausserdem steht da auch "...you must think of the transisitor..." Think of: Sich vorstellen.
Ube-Änderung eine Folge der Änderung von Ib? Das würde Ursache und Wirkung vertauschen - Strom ist IMMER eine FOLGE der Spannung. Es gibt keine "Stromquellen" - das ist "Labor-Jargon".
Test-Schaltung: Emitterfolger oder auch Emitter-Grundschaltung mit Re im Emitterkreis. Der Eingangswiderstand STEIGT mit der Gegenkopplungswirkung von Re - das ist laut Systemtheorie nur der Fall bei Spannungs-Gegenkopplung.
Ich könnte Dir noch viel mehr technische Argumente liefern...
PS: Ich habe in einer neuen (ausführlichen) Antwort noch mal 8 Argumente aufgelistet.
Also wenn ich eine Verständnisfrage habe, sollte es klar sein, dass ich erst noch über das Thema lerne. Da muss man nicht so einen Kommentar ab lassen, nur weil man eventuell mehr weiß.
Nur ein Maximum? Verstehe die Frage nicht.
Ob das der maximale Strom ist, den der Transistor bei bestimmten Basisstrom durch lassen könnte. Wäre ja dahingehend logisch, weil durch den Basisstrom die Breite des leitenden Kanals im Bipo beeinflusst wird.
Transistor ohne Widerstand lebt nur im Millisekundenbereich.
Wir sind hier auch im idealen Fall, wo ein Transistor theoretisch einen unendlichen Strom aushalten würde.
Ideale Spannungsquelle...ist eine mit null Innenwiderstand....hat damit erst mal gar nichts zu tun
Doch, hat was damit zu tun, weil eine reale Spannungsquelle einen Innenwiderstand hat und demnach meine Annahme "ohne Widerstand" nicht mehr gelten würde.
fließt nicht immer, sondern abhängig vom Basisstrom. Ist ja der Sinn eines Transistors.
Sinn eines Transistors ist es eigentlich nur, ein elektrischer Schalter zu sein. Dass man den Bipo zur Stromregulierung einsetzt, wäre mir neu. Wenn man i_C aber abhängig von i_B regeln kann (mit i_C = B*i_B), dann ist das aber wohl möglich
Wir sind hier auch im idealen Fall, wo ein Transistor theoretisch einen unendlichen Strom aushalten würde.
In Ordnung. Ich entschuldige mich, dass ich gantwortet habe. Weil ich nur von praktischen und nicht von theoretischen Annahmen und unendlichen Strömen auusgeangen bin, selbst wenn diese Annahmen falsch sind. Verzeihung, wird nicht mehr vorkommen.
Mal ganz von vorne angefangen:
- pn-Übergang (Diode): Zweifellos hängt der Strom von der Spannung (exponentiell) ab, OK? Spannung 0,5V - kleiner Strom, bei 0,7V Strom größer
- npn-Transistor: Bei offenem Kollektoranschluss gleiche Situation: Der pn-Übergang zwischen B und E verhält sich natürlich genauso. Der Emitter emittiert Elektronen, die zur Basis abfließen. Mehr oder weniger - je nach Spannung Ube (Beispielwerte weiterhin Ube=0,5 bzw, 0,7V).
- Mit Spannung am Kollektor (Uce>Ube) wird die Mehrzahl (mehr als 99%) der emittierten Elektronen nun aber durch die extrem dünne Basisschicht zum Kollektor beschleunigt (Drift durch die Basis und "Ansaugen" durch pos. Koll.Potential Uc>Ub). Der verbleibende Rest (<1%) "schafft es nicht zum Kollektor und fließt weiterhin zur Basis ab.
- Frage: Gibt es einen Grund, warum eine Änderung von Ube (0,5 oder 0,7V) nicht auch weiterhin die Menge der emittierten Elektronen (also den Emitterstrom) bestimmen sollte?
- Frage: Oder hast Du eine logische (physikalische) Erklärung dafür, wieso dieser durch die Basis abfließende "Rest" jetzt plötzlich den Emitterstrom in seiner Größe bestimmen sollte und nicht mehr - wie bisher - die Spannung Ube (0,5 oder 0,7V) ?
Ich habe hier mal einige Argumente zusammengestellt, die eindeutig für eine Spannungssteuerung des bipolaren Transistors sprechen. Des öfteren habe ich bei den "Verteidigern" der Stromsteuerung (Ib steuert Ic) schon nach ähnlichen Aussagen/Nachweisen nachgefragt - außer der Beziehung Ic=B*Ib konnte niemand etwas als Argument anführen....(eine Formel sagt grundsätzlich nicht automatisch schon etwas über Ursache und Wirkung aus).
Natürlich wird der Strom durch Widerstände an Kollektor und Emitter mitbestimmt. Stell Dir den Transistor wie einen steuerbaren Widerstand vor, der in Reihe mit den anderen Widerständen hängt.
Der zweite Satz ist - im Rahmen einer einfachen Antwort auf eine Frage, die auf keine Vorkenntnisse im Bereich Transistorschaltungen schließen läßt - meiner Ansicht nach hinreichend richtig.
Danke für die Hilfe!
Wenn das aber nicht gilt, warum benutzt man es dann so oft? Ich hatte jetzt auch schon viele Übungen, in denen man einen Widerstand dimensionieren sollte und hat man dazu genau die Gleichung mit i_C = B*i_B benutzt
Und zumindest beim Ausgangskennlinienfeld eines Transistors ist i_C von u_CE und i_B abhängig. Da sehe ich auch ein, dass man i_C = B*i_B benutzt, aber wenn noch ein Widerstand an Emitter hängt?
Also einfachste Schaltung: Ub über Widerstand an Basis, Ucc an Kollektor und Widerstand am Emitter, der mit GND verbunden ist. Da könnte ich entweder mit Maschensatz rechnen (i_R = (Ucc-U_CE)/R) oder über i_C = B*i_B und i_R = i_B+i_C = i_C =B*i_B, wenn i_B << i_C
Da merkt man, dass bei ersterem der Strom komplett unabhängig vom Basisstrom ist und auch nur unter bestimmten Parametern der 2. Gleichung entspricht. Wiederum ist die zweite Gleichung gar nicht vom Widerstand abhängig
Deswegen weiß ich nicht, was ich benutzen soll und wenn i_C = B*i_B nicht gilt, was soll das dann aussagen? (Worauf auch meine ursprüngliche Frage bezogen war)