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Dazu sehen wir uns einmal das folgende Schaltbild an: In dieser Schaltung wird der Stromfluß aufgeteilt. Zum einen fließt ein Strom vom Pluspol über den Widerstand, den Schalter und die Basis-/Emitterstrecke zum Minuspol der Batterie und zum anderen fließt ein Strom vom Pluspol über die Glühlampe und die Kollektor-/Emitterstrecke zum Minuspol. Beide Ströme fließen aber nur, wenn der Schalter geschlossen ist. Den Reststrom, der (bei gesperrtem Transistor) vom Kollektor zum Emitter fließt, können wir in dieser Schaltung vernachlässigen, weil er so gering ist, daß er die Glühlampe nicht zum Leuchten bringen kann. Auch der Spannungsabfall im durchgeschalteten Betrieb des Transistors spielt keine große Rolle, weil dadurch die Glühlampe nur unwesentlich dunkler leuchtet. Der Widerstand in der Schaltung dient zur Steuerung des Basisstroms und somit auch des Kollektorstroms. Wie groß dieser Widerstand sein muß, das hängt von dem verwendeten Transistor und von der Glühlampe ab. Transistoren besitzen je nach Typ unterschiedliche Stromverstärkungsfaktoren (mit B oder ß = beta bezeichnet). Die Höhe des Stromverstärkungsfaktors kann man Transistor-Datenbüchern entnehmen. Nehmen wir mal als Beispiel den "BC140/16". Dabei handelt es sich um einen Kleinleistungstransistor mit einem Stromverstärkungsfaktor von 100-250. Diese Angabe sagt uns, daß der Basisstrom (Ibe) 100- 250 mal kleiner als der Kollektorstrom (Ice) sein darf. Dieser Transistor kann außerdem einen maximalen Strom von 1 Ampere schalten und hat eine max. Verlustleistung von 3.7 Watt. Ergänzen wir nun auch noch die anderen Bauteile in unserer Schaltung: Als Spannungsquelle dient uns eine 4.5 Volt Batterie und die Glühlampe hat folgende Daten: 3.7 Volt/0.3 Ampere (300mA). Wir wählen hier eine Glühlampe mit 3.7 Volt, weil an der Kollektor-/Emitterstrecke des Transistors eine Spannung (Uce) von 0.7 Volt abfällt. Diese müssen wir von der Gesamtspannung abziehen und erhalten so die Spannung für die Glühlampe. Anhand dieser Angaben können wir nun den Wert des Widerstands berechnen. Der Kollektor-/ Emitterstrom (Ice) beträgt 0.3 Ampere (Strom der Glühlampe). Wenn wir diesen Strom durch den Verstärkungsfaktor (=100) des Transistors teilen, dann erhalten wir 0.003 Ampere (3mA). Dieser Strom muss von der Basis zum Emitter (Ibe) fließen, damit der Kollektor-/Emitterstrom (Ice) 0.3 Ampere (300mA) beträgt.
Außerdem benötigt ein Transistor zum Durchschalten eine Basis-/Emitterspannung (Ube) von etwa 0.7 Volt. Was suchen wir? Genau, den Wert des Basiswiderstandes. Und welche Formel wird uns jetzt wieder einmal begegnen? Ja, richtig. Das Ohmsche Gesetz. Wir wissen die Spannung (4.5 Volt) und kennen den Strom (0.003 Ampere). Was uns fehlt ist der Widerstand. Also: Wir müssen allerdings von der Gesamtspannung noch die Basis-/Emitterspannung abziehen, denn die fällt schon am Transistor ab. Ein Blick in die Normreihentabelle (E12) sagt uns, daß wir einen 1200 Ohm (1.2KOhm) Widerstand benötigen (Toleranz = 5%). Bei derart geringen Strömen (3mA) braucht man sich eigentlich keine Gedanken über die Verlustleistung machen. Wir wollen sie aber dennoch einmal berechnen (zur Übung). Die Leistungsformel: Das sind nur rund 11 mW. Ein 1/10-Watt-Widerstand reicht demzufolge schon aus. Vermutlich raucht euch jetzt der Kopf, wegen der vielen Bezeichnungen von Spannungen und Strömen am und um den Transistor. Deshalb noch eine kurze Zusammenfassung:
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Außerdem benötigt ein Transistor zum Durchschalten eine Basis-/Emitterspannung (Ube) von etwa 0.7<br />
Volt.<br />
Was suchen wir? Genau, den Wert des Basiswiderstandes. Und welche Formel wird uns jetzt wieder<br />
einmal begegnen? Ja, richtig. Das Ohmsche Gesetz.<br />
Wir wissen die Spannung (4.5 Volt) und kennen den Strom (0.003 Ampere). Was uns fehlt ist der<br />
Widerstand. Also:<br />
Wir müssen allerdings von der Gesamtspannung noch die Basis-/Emitterspannung abziehen, denn die<br />
fällt schon am Transistor ab.<br />
Ein Blick in die Normreihentabelle (E12) sagt uns, daß wir einen 1200 Ohm (1.2KOhm) Widerstand<br />
benötigen (Toleranz = 5%).<br />
Bei derart geringen Strömen (3mA) braucht man sich eigentlich keine Gedanken über die Verlustleistung<br />
machen. Wir wollen sie aber dennoch einmal berechnen (zur Übung).<br />
Die Leistungsformel:<br />
Das sind nur rund 11 mW. Ein 1/10-Watt-Widerstand reicht demzufolge schon aus.<br />
Vermutlich raucht euch jetzt der Kopf, wegen der vielen Bezeichnungen von Spannungen und Strömen<br />
am und um den Transistor. Deshalb noch eine kurze Zusammenfassung:
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