Stromverstärkung Transistor?
Wenn man einen Transistor hat und dann die Spannung einmal an Basis und einmal an Emitter misst, dann ist die Emitterspannung etwas geringer als die Basisspannung. Wie kann es aber sein das dann die Stromstärke am Emitter um ein Vielfaches höher ist als an der Basis?
4 Antworten
Du hast ja noch einen Strom, der durch den Kollektor fließt. Der Emitterstrom ist die Summe aus Basisstrom und Kollektorstrom.
Dass die Spannung an der Basis etwas höher ist, als die Spannung am Emitter ist kein Widerspruch zum Stromfluss. Es heißt nur, dass es einen Basiswiderstand gibt, durch den ein kleiner Strom fließt (nämlich die Spannungsdifferenz geteilt durch den Basiswiderstand). Über den Kollektorstrom wird aber nichts gesagt... und der kann/wird höher sein.
Du solltest aber wissen, wie ein Transistor funktioniert: Durch die Spannung an der Basis werden Elektronen (NPN-Transistor) vom Emitter beschleunigt. Ein kleiner Teil fließt zur Basis ab, der größte Teil "fliegt"/driftet aber durch die Beschleunigung durch die dünne Basisschicht durch und sammelt sich im Kollektor. Von dort gehen die Elektronen weiter im Stromkreis.
Schau Dir die Funktion der Diode an.
Da gilt der Zusammenhang Id=Is*[exp(Ud/Ut) - 1].
Dieser exponentielle Zusammenhang zwischenStrom und Spannung an einem pn-Übergang gilt NATÜRLICH auch für den Transistor. Warum sollte das anders sein (wie manche Leute immer noch glauben).
Der Unterschied zur Diode ist nur, dass der Großteil des Elektronenstroms nicht über den pn-Übergang zur Basis abfließt, sondern zum Kollektor "gesaugt" wird (weil der viel positiver ist als die Basis).
Der Transistor ist ein Element, bei dem also der Kollektorstrom durch die Basis-Emitter-Spannung Ube bestimmt/gesteuert wird (nach einer e-Funktion). Dabei fließt dann auch ein kleiner Basisstrom, der genauso von Ube abhängt und in einem nahezu festen Verhältnis zum Koll.strom steht, aber keinesfalls eine Steuerfunktion hat.
Schau auch mal hier:https://www.gutefrage.net/frage/verstaendnisfrage-zu-transistoren
Ich hatte früher, bevor ich mich intensiver mit dem Thema beschäftigt habe und dann später auch beruflich in die Richtung ging immer einen Denkfehler:
Ich dachte, ein Transistor kann mir aus bspw. 1A auf der anderen Seite 10A machen. Das ist aber nicht der Fall.
Der Transistor ist vereinfacht gesagt eher wie ein Relais. Du hast einen größeren Stromfluss, der aber schon vorhanden ist. Diesen Stromfluss kannst du mit einem sehr geringen Strom an/aus schalten, mal ganz heruntergebrochen gesagt.
Wie bei einem Relais, was 10A schalten kann, für den Schaltvorgsng selbst aber nur 0,05A braucht.
Vielleicht hast du ja den gleichen Denkfehler wie ich damals und ich kann dir damit helfen. ;)
Nein - das ist die falsche Sicht. Bitte führe den Fragesteller nicht aufs falsche Gleis.
Warum? Viele verstehen anfangs nicht, dass es sich um zwei Stromkreise handelt und mit einem kleinen Strom ein größerer nur geschalten wird, nicht aber aus dem kleinen Strom ein großer gemacht wird.
Inwiefern ist denn diese Sicht falsch? interessiert mich wirklich. Ich bin kein Elektronikprofi weil ich im Berufsalltag nicht allzu viel damit zu tun habe.
Der Transistorist ein Stromverstärker. Du prägst in die Basis einen Strom, der Richtung Emitter fließt (NPN). Damit kannst du einen deutlich höheren Strom zwischen Kollekor und Emitter schalten.
Da die Basis wie eine Diode in Richtung Emitter wirkt, siehe dazu auch das Schaltbild, wird an der Basis immer eine bis zu 0,7 Volt höhere Spannung zum Emitter hin gemessen.
Das ist ein "kritisches" Thema, weil man als Schüler/Student evtl. dem Lehrer widersprechen muss, denn leider wird vereinfacht noch relativ oft diese falsche Erklärung geliefert. Der Transistor ist nämlich KEIN stromgesteuertes Element.
Es ist physikalisch unmöglich, mit einem kleinen Strom einen um den Faktor 200-400 größeren Kollektorstrom zu steuern. Dafür gibt es keinen einzigen Beweis - nur die schlichte Behauptung. Natürlich fließt ein Basisstrom Ib=Ic/B. aber der ist ein unerwünschtes Nebenprodukt, das bei der Spannungssteuerung entsteht.
Es gilt nämlich Ic=Is[exp(Ube/Ut) - 1].
Die Spannung Ube (zwischen Basis und Emitter) steuert über eine e-Funktion den Strom Ic. Dafür gibt es zahlreiche theoretische und messtechnisch nachweisbare Erklärungen.
Schau auch mal hier; https://www.gutefrage.net/frage/verstaendnisfrage-zu-transistoren
Wir nutzen einen Transistor nahezu nur als Schalter. Von daher fahre ich auch nur auf der Schiene Stromverstärkung. B. Die ist bei embedded systems für mich relevant.
Danke.
Aber auch als Schalter ändert der Transistor nicht seine physikalische Funktionsweise. Er regiert auf die Basis-Emitter-Spannung - mit dem Basisstrom als FOLGE! Nicht als Ursache für den Schaltvorgang.
mit dem Basisstrom als FOLGE!
Ist mir klar, kein Strom ohne Spannung. Für uns ist die Spannung der Basis-Emitter Diode eine Art von Konstante und fällt unter den Tisch. Ich bekenne mich des schludrigen Umgangs schuldig. ;-)
Aber Widerspricht das nicht irgendwie R=U/I? Ich messe an einem Punkt, habe eine höhere Spannung und einen kleinen Strom. Dann messe ich an einem anderen Punkt und habe eine kleinere Spannung aber eine viel höhere Stromstärke.. Das macht doch nach Ohm kein Sinn, das würde ja bedeutet das Strom und Spannung indirekt proportional sind am Transistor?