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Verständisproblem? Transistor (-Effekt und als Verstärker)
 
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LukasB
Gast





Beitrag LukasB Verfasst am: 17. Apr 2012 18:58    Titel: Verständisproblem? Transistor (-Effekt und als Verstärker) Antworten mit Zitat

Hi

ich muss demnächst ein Vortrag in der Schule über Transistoren halten, habe aber noch Verständnisprobleme mit dem Transistoreffekt und dem Transistor als Verstärker.

Erst mal zum Effekt.
So wie ich das verstanden habe, baut der an der Basis zugeführte Strom die Sperrschicht zwischen Emitter und Basis ab. Jetzt ist es kein Problem mehr für den Strom, der vom Emitter ausgeht, über die Basis (mit 1% Verlust) zum Collektor zu gelangen.
Verstehe ich das so richtig? Habe ich wichtiges etwas vergessen?

Dann, was den Transistor als Verstärker angeht:
Hier gehe ich von dem Schaltplan von dieser Seite aus:

w*ww.leifiphysik.de/web_ph10/versuche/15trans_verst/trans_verst.htm
(bitte Stern im www entfernen)

Hierbei wird der Strom ja verstärkt, kommt das daher, dass der Transistor generell jeden Strom, der über die Basis hinzugeführt wird, verhundertfacht wird, oder liegt das daran, das der Wechselspannung des Radiorecorders noch zusätzlich die Gleichspannung der Stromquelle zugeführt wird und der Transistor einfach nur beide Spannungen zusammenführt?

Danke im Voraus,
Lukas smile
PhyMaLehrer



Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig

Beitrag PhyMaLehrer Verfasst am: 17. Apr 2012 21:38    Titel: Antworten mit Zitat

Es stimmt, mit dem Basisstrom wird die dünne Basiszone quasi mit Ladungsträgern "überschwemmt", so daß auch über Emitter und Kollektor ein Strom fließen kann

Der Transistor in der Beispielschaltung ist ein NPN-Transistor. Bei diesem fließt ein Basisstrom, wenn die diesen Strom erzeugende Spannungsquelle mit dem positiven Pol an der Basis und mit dem negativen am Emitter liegt. (Die Basis-Emitter-Diode ist in Durchlaßrichtung gepolt.) Dann fließt auch ein verstärkter Kollektorstrom.
Wie in der Schaltung zu sehen, liefert der Radiorecorder aber eine Wechselspannung, d. h. es liegt an der Basis mal eine positive und mal eine negative Spannung an. Nur im ersten Fall würden aber ein Basis- und Kollektorstrom fließen und die Tonwiedergabe wäre verzerrt.
Deshalb läßt man einen (durch das Poti einstellbaren) Basis-Gleichstrom fließen. Dadurch fließt auch ohne Ansteuerung durch den Radiorecorder schon ein verstärkter Kollektor-Ruhestrom. Durch die Ansteuerung der Schaltung mit einer kleinen Wechselspannung und dem daraus resultierenden Wechselstrom wird der eingestellte Basis-Gleichstrom mit diesem kleinen Wechselstrom überlagert, vergrößert und verkleinert sich und entsprechend verhält sich auch der Kollektorstrom, wie man in der Schaltung sieht.
(Nur mal nebenbei: Da auch ohne Ansteuerung schon ein Strom fließt und elektrische Energie in Wärme verwandelt wird, hat diese Schaltung einen relativ geringen Wirkungsgrad. Dafür ist sie aber auch sehr einfach.)
Mit dem Basisstrom wird der Arbeitspunkt des Transistors in den linearen Bereich der Kennlinie gelegt, also dorthin, wo Kollektor- und Basisstrom proportional zueinander sind. Das ist nämlich bei sehr kleinen und sehr großen Strömen nicht mehr der Fall.
LukasB
Gast





Beitrag LukasB Verfasst am: 17. Apr 2012 22:01    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die ausführliche und schnelle Antwort!

Noch eines kurz: Der Transistor würde dann doch nur zwei Spannungen überlagern, und nicht verstärken? Oder heißt er dann trotzdem Verstärker?

LG und nochmals danke Big Laugh
Lukas
PhyMaLehrer



Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig

Beitrag PhyMaLehrer Verfasst am: 18. Apr 2012 07:16    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, er verstärkt natürlich auch!

(Die folgenden Zahlen sind mal "aus der Luft gegriffen" und nur ein Beispiel.)

Es möge ein Basis-Ruhestrom (Gleichstrom!) von 100 µA fließen. Das ergibt einen Kollektor-Ruhestrom von 10 mA.
Durch die Ansteuerung mit einer kleinen Wechselspannung wird der Basis-Gleichstrom mit einem kleinen Wechselstrom überlagert und schwanke zwischen 80 µA und 120 µA. Der Kollektorstrom schwankt dadurch zwischen 8 mA und 12 mA (hundertfache Verstärkung).
Basis- und Kollektorstrom werden also nie Null oder gar negativ, wie auch an den "Oszillogrammen" in der Schaltung zu sehen ist.
LukasB
Gast





Beitrag LukasB Verfasst am: 25. Apr 2012 18:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ok danke erst mal, gerade sind mir noch ein paar weitere Fragen aufgekommen.
Zunächst einmal:
s.gullipics.com/image/5/e/m/7uyzpw-j6i0hw-q0cs/img.png
Würde dieser Schaltplan aufgehen?

Falls Nein: Was müsste ich ändern?
Falls Ja: Der Strom müsste ja immer den kürzeren Weg gehen, er sollte sich ja aber bei der Verzweigung zwischen dem Weg zum Kollektor und dem zur Basis teilen. Warum nimmt der Strom beide Wege? (Meine Vermutung wäre, dass die Lampe und der Widerstand für denselben Widerstand sorgen, sodass es sozusagen keinen kürzeren Weg gibt und er sich aufteilt)

Und nochmal zu dem ursprünglichen Schaltbild:
leifiphysik.de/web_ph10/versuche/15trans_verst/trans_verst.htm
Der Gleichstrom geht ja nach oben, durch die Abzweigung und durch Lautsprecher und Transistor und dann zurück zur Batterie. Der Wechselstrom des Radiorecorders geht über den Poti, durch den Transistor und zurück zum Radiorecorder. Der andere Widerstand ist meines Wissens da, um den Funktionsbereich des Potis zu erhöhen, aber der Widerstand wird ja garnicht durchlaufen, oder? Müsste er nicht zwischen Poti und zwischen Transistor sein?

Danke nochmal! LG, Lukas
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