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Jonathan Meier

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29.11.2012,
20:02
 

Hat ein Transistor einen berechenbaren Collector-Emitter wid (Elektronik)

Hallo,

ich mache gerade eine ausbildung zum elektroniker und wir behandeln gerade das Thema Transistor als Verstärker. Als beispiel möchte ich hier mal die ganz normale Emitterschaltung verwenden




Mir ist die Funktion, aufbau und Verschaltung völlig klar.
Nur sieht nahezu immer (z.B. in den Kennlinienfeldern etc) die Abhängigkeiten zwischen Basis-Emitter-strom und Collector-Emitter-strom. Das nennen wir dann den Verstärkungsfaktor B, haben die Formel
Ic = B * Ib und sind zufrieden :-| und der Ausbilder sagt irgendwie dass die Formel so gilt und fertig.

Jetzt frage ich mich wie Ic einfach nur abhängig von B und Ib ist. Müsste man das ganze Ding nicht irgendwie mit einem Collector-Emitter-WIDERSTAND erklären?
Ich fänds logisch wenn man sagt : Bei einem steigenden Ib sinkt der Innenwiderstand zwischen Collector und Emitter und darauß kann dann bei entsprechend anliegender Spannung auch ein höherer Strom fließen.
Aber irgendwie will mein Ausbilder nichts von einem Collector-Emitter-Widerstand wissen und auch auf keiner Lern-CD, Formelsammlung oder Kennlienenfeld wird da Mal ein Widerstand genannt. Ich hab eben auch schon einige Minuten gegooglet aber ohne zufriedenstellendes Ergebnis.

Meine Fragen daher:

Ist meine Art den Transistor zu verstehen korrekt?
Wieso ließt man nirgendwo was von einem solchen Widerstand?

danke im Vorraus

Jonathan

BernhardB(R)

Berlin,
29.11.2012,
22:46

@ Jonathan Meier

Hat ein Transistor einen berechenbaren Collector-Emitter wid

Hi,

so ganz abwegig ist Dein Gedanke nicht. Aus der Vorstellung, dass eine Basisstromänderung quasi in eine Änderung des Widerstandes zwischen Kollektor und Emitter übersetzt oder übertragen wird, hat der Transistor sogar seinen Namen- nämlich von to transfer und resistor.

Praktisch gibt es allerdings einiges zu berücksichtigen.
Wenn Du Dir das Ausgangskennlinienfeld eines Transistors ansiehst, erkennst Du z.B. bei geringen Kollektor- Emitter- Spannungen einen Bereich, wo der Quotient Uce/Ic (der Widerstand Rce also) sehr gering ist. Dann folgt ein Übergangsbereich, in dem er sehr stark nichtlinear verläuft und in einen wesentlich höheren Wert übergeht. Drittens schließlich dann der Bereich, in dem Transistoren üblicherweise (sofern nicht als Schalter) betrieben werden. In diesem Bereich kann man natürlich auch den Quotienten Uce/Ic bilden, er unterscheidet sich aber von einem "normalen" ohmschen Widerstand dadurch, dass der Graph dieser Abhängigkeit nicht durch den Koordinatenursprung gehen würde.
Und noch was: In diesem Bereich versucht man normalerweise, den Arbeitspunkt (der ja auch ein bestimmtes Verhältnis von Uce/Ic ist) möglichst unabhängig von den Transistoreigenschaften zu machen. Mit anderen Worten: Der Rce soll möglichst wenig von den Transistoreigenschaften, sondern vielmehr von der externen Beschaltung des Transistors abhängen.
Die Praxis ist daher folgende: Man gibt sich einen "Rce", also definierte Werte für Uce und Ic vor, und berechnet daraus die äußeren Schaltelemente.
Ist die Schaltung dann berechnet und in Funktion, wird die Abhängigkeit Rce(Ib) letztlich wesentlich von den externen Elementen bestimmt. Nichts anderes stellt nämlich die "Arbeitsgerade" dar, die Du vielleicht schon in das Kennlinienfeld einzeichnen durftest.
Das eigentliche Verhältnis von Uce und Ic im Sinne eines Widerstandes spielt daher in der Praxis keine große Rolle, obwohl es natürlich implizit (siehe z.B. Arbeitspunkt) allgegenwärtig ist.

Praktisch wesentlich wichtiger sind die Differentiale bzw. die Quotienten der Änderungen von Uce und Ic. Dahinter verbirgt sich z.B. der Wechselstrom- Ausgangswiderstand einer Emitterschaltung. Mit entsprechenden Parametersätzen lassen sich die Wechselstromeigenschaften einer Schaltung (in einem gegebenen Arbeitspunkt) berechnen. Stichworte z.B. y- oder auch h- Parameter, das führt hier jetzt aber zu weit.

» Ist meine Art den Transistor zu verstehen korrekt?
Ja, aber für die Praxis nicht wirklich bedeutsam.

» Wieso ließt man nirgendwo was von einem solchen Widerstand?
Meine erste Google- Suche lieferte z.B. folgende Seite:

http://www.elektroniktutor.de/bauteile/transkl.html

Gruß
Bernhard

Kendiman

30.11.2012,
09:07

@ Jonathan Meier

Hat ein Transistor einen berechenbaren Collector-Emitter wid

» Hallo,
»
» ich mache gerade eine ausbildung zum elektroniker und wir behandeln gerade
» das Thema Transistor als Verstärker. Als beispiel möchte ich hier mal die
» ganz normale Emitterschaltung verwenden
»
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» Mir ist die Funktion, aufbau und Verschaltung völlig klar.
» Nur sieht nahezu immer (z.B. in den Kennlinienfeldern etc) die
» Abhängigkeiten zwischen Basis-Emitter-strom und Collector-Emitter-strom.
» Das nennen wir dann den Verstärkungsfaktor B, haben die Formel
» Ic = B * Ib und sind zufrieden :-| und der Ausbilder sagt irgendwie dass
» die Formel so gilt und fertig.
»
» Jetzt frage ich mich wie Ic einfach nur abhängig von B und Ib ist. Müsste
» man das ganze Ding nicht irgendwie mit einem Collector-Emitter-WIDERSTAND
» erklären?

Ganz abwegig ist der Gedankengang nicht. Statt eines veränderbaren Widerstandes im Transistor
hat man es mit einer gesperrten Diode zu tun, die über den Basisstrom mehr oder weniger
leitend gemacht wird. Man ändert die Sperrwirkung durch den Basisstrom.

Die Kollektor-Basis-Diode wird in Sperrrichtung betrieben. Aus dem Bereich des PN-Überganges
sind die Ladungsträger abgezogen worden. Da keine Ladungsträger vorhanden sind, fließt auch kein
Strom. Über den Basisanschluss werden mit dem Basisstrom wieder Ladungsträger in die Sperrschicht eingebracht.

Damit verringert sich die Sperrwirkung der Kollektor-Basis-Diode und der Transistor wird leitender.
Je mehr Ladungsträger über die Basis zugeführt werden, um so leitender wird der PN-Übergang.

Das ist dann der Kollektorstrom. Mit wie wenig Basisstrom Ib man wie viel Kollektorstrom Ic zum fließen
bringen kann, ergibt dann die Stromverstärkung B.

» Ich fänds logisch wenn man sagt : Bei einem steigenden Ib sinkt der
» Innenwiderstand zwischen Collector und Emitter und darauß kann dann bei
» entsprechend anliegender Spannung auch ein höherer Strom fließen.
» Aber irgendwie will mein Ausbilder nichts von einem
» Collector-Emitter-Widerstand wissen und auch auf keiner Lern-CD,
» Formelsammlung oder Kennlienenfeld wird da Mal ein Widerstand genannt.

Das der Ausbilder die Erklärung mit dem Kollektorwiderstand vermeidet, kann ich
verstehen. Hier wird die Leitfähigkeit einer Diode beeinflusst.
Obwohl die Auswirkungen die gleichen sind.

Einen veränderbaren Widerstand hat man beim Feldeffekttransistor.
Darum spart er sich die Erklärung mit einem veränderbaren Widerstand für den Feldeffekttransistor auf.

» Ich hab eben auch schon einige Minuten gegooglet aber ohne zufriedenstellendes
» Ergebnis.
»
» Meine Fragen daher:
»
» Ist meine Art den Transistor zu verstehen korrekt?
» Wieso ließt man nirgendwo was von einem solchen Widerstand?
»
» danke im Vorraus
»
» Jonathan