Transistor-Verstärkung - Theor. Berechnung ?

impULS · Anmeldungsdatum: 03.06.2008 Beiträge: 23

Hi,
Ich habe im Internet nicht wirklich gefunden, was ich suche ... und zwar würde mich mal interessieren, ob es eine Art theoretische Herleitung für
den Stromverstärkungseffekt von Transistoren gibt.

Man könnte auch sagen, ich suche eine Herleitung des in den Datenblättern angegebenen Verstärkungsfaktors ...
Also alles ganz elementar die dazugehörige Theorie (muss ja dann mit dem Material des Transistors, dem Volumen etc. iwie zusammenhängen..).

Ich freue mich auf Antworten smile

lg

Hagbard · Anmeldungsdatum: 07.02.2006 Beiträge: 320 Wohnort: Augsburg

Wenn man einen einfachen NPN Transistor betrachtet, dann hat man ja drei dotierte Bereiche.

------- | ++++++ | -------

n1 | p | n2

Wenn man nur von n1 nach n2 eine Spannung U anlegt, dann ist zwangsläufig einer der beiden PN - Übergänge (eine der beiden Dioden) in Sperrichtung geschaltet und es fließt kein nennenswerter Strom. Schickt man aber nur eine recht geringe Anzahl an Ladungsträngern pro Zeit in die p Schicht, so fließt plötzlich (die Spannung U von n1 nach n2 ist immer noch angelegt) ein vergleichsweise großer Strom. Das Verhältnis aus dem Strom, der bei angelegter Spannung U von n1 nach n2 fließt (=Ic) und der Anzahl an Elektronen/Zeit, die man in die p-Schicht schickt ( =Ib ) nennt man Verstärkungsfaktor.

Wenn man weis wie viele Elektronen in der Raumladungszone von p nach n "fehlen" (das sollte man wissen, den "man" hat den Bereich ja schließlich "selbst" dotiert) lässt sich ausrechnen wie viele Ladungsträger man braucht um diesen Übergang leitend zu machen. Ib ist an dieser Stelle folglich schon bekannt.
Überlegt man sich weiterhin, welchen elektrischen Widerstand die mittlerweile leitenden PN - Übergänge dem Elektronenfluss von n1 nach n2 bieten, so kann man über R = U / Ic den fließenden n1 - n2 Strom ausrechenen (sprich den Kollektor - Emitter Strom).

Auf diese Art würde ich versuchen den Verstärkungsfaktor theoretisch anzupacken.
Wenn jemandem ein Fehler in meinen Überlegungen auffällt... bitte sagen, ich hab mir das jetzt nicht stundenlang überlegt sondern spontan geschrieben.

impULS · Anmeldungsdatum: 03.06.2008 Beiträge: 23

Damit gibts du aber eben keine physikalisch-mathematische Herleitung, da du ja schon den Widerstand (zwischen n1 und n2 nach deinen Erläuterungen)
als gegeben annimmst (und somit auch die Stromverstärkung).

Aber es muss ja ein physikalischer Effekt dahinterstecken, und genau zu diesem will ich Informationen Augenzwinkern

Lg

Hagbard · Anmeldungsdatum: 07.02.2006 Beiträge: 320 Wohnort: Augsburg

Du willst also eine Herleitung für den (temperaturabhängigen) elektrischen Widerstand von Festkörpern... keine Sorge, der fällt nicht einfach vom Himmel. Hab aber morgen und übermorgen noch Prüfungen und muss mich jetzt mit anderen Dingen beschäftigen. Schau mal hier: klick

Gruß

impULS · Anmeldungsdatum: 03.06.2008 Beiträge: 23

Hm, danke, aber habe glaub ich das gefunden was ich suche ..
Werde das erstmal durcharbeiten, wenn dann noch Fragen sind meld ich mich einfach ! smile

Lg

Hagbard · Anmeldungsdatum: 07.02.2006 Beiträge: 320 Wohnort: Augsburg

impULS · Anmeldungsdatum: 03.06.2008 Beiträge: 23

Hm, war ein Elektrotechnik-Skript (Digitale Schaltungstechnik) der Uni Mannheim über Dioden / Transistoren :
http://sus.ti.uni-mannheim.de/Lehre/DSTVorlesung06/DST06_10_Diode_und_Transistor.pdf

Bin aber noch nicht durch Augenzwinkern

Lg