Bipolare Transistoren

Zusammenfassung

Transistoren im üblichen Sprachgebrauch sind „bipolare“ Transistoren, bei denen Elektronen und Löcher gemeinsam am Ladungstransport beteiligt sind. Der Strom fließt über einander abwechselnde n- und p-Zonen. Abb. 10.1a zeigt die Zonenfolge beim npn-Transistor, Abb. 10.2a beim dazu komplementären pnp-Transistor mit den Anschlüssen Emitter E, Basis B und Kollektor C. Die beiden pn-Übergänge kann man ersatzweise nach Abb. 10.1b und 10.2b als gegeneinander geschaltete Dioden darstellen mit dem gemeinsamen Punkt B${}^{\prime}$ im Inneren der Basiszone, der über den „Basisbahnwiderstand“ R_BB, (Größenordnung einige Ohm) zum Anschluss B Verbindung hat. Dieses Bild mit getrennten Dioden erklärt schematisch den Transistoraufbau, nicht aber seine Funktion.

Abb. 10.1a und 10.2a zeigen vereinfacht die Wirkungsweise für den normalen „aktiven“ Bereich: Durch eine kleine Spannung U_BE wird die innere Potentialschwelle der Emitterdiode herabgesetzt und Ladungsträger – Elektronen beim npn-Transistor, Löcher beim pnp-Transistor – werden vom Emitter her in den sehr schmalen Basisraum „injiziert“, die zum großen Teil vom Kollektor abgesaugt werden. Dazu muss dieser auf einem höheren bzw. tieferen Potential liegen. Die Kollektordiode ist dabei in Sperrrichtung gepolt. Die auf sie einströmenden Elektronen bzw. Löcher sind, von der Basis her gesehen, Minoritätsträger und bilden beim Durchgang durch die Kollektordiode im Grunde einen Sperrstrom, der durch die Spannung U_BE gesteuert wird. Die nicht abgesaugten Ladungsträger bilden den Basisstrom.