vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik

Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 106
Im Normalbetrieb ist die Basis-Emitterdiode leitend und die Basis-Kollektordiode nicht leitend,
d.h. die Basis-Emitterspannung beträgt etwa 0.7 V und die Kollektorspannung ist größer als
die Basisspannung. Unter diesen Bedingungen ‡iesst ein Löcherstrom von der Basis (p-dotiertes
Si) in den n-dotierten Emitter und umgekehrt ein Elektronenstrom vom Emitter zur Basis.
Durch die relativ dünne Basiszone wird durch das hohe Kollektorpotential ein Feld erzeugt, das
den Elektronenstrom verstärkt zum Kollektor ableitet, ein E¤ekt der den Transistor für viele
Anwendungen interessant macht. Verbreitert man die Basiszone, so rekombinieren immer mehr
Elektronen mit den dort vorhandenen Löchern und der Strom‡uss zum Kollektor nimmt ab
und kommt schließlich zum erliegen. Auf die Physik des bipolaren Transistors wird in dieser
Vorlesung nicht weiter eingegangen. Weitere Einzelheiten …ndet man z.B. in [?, Kapitel 7] oder
in der Vorlesung Werksto¤e und Bauelemente.
6.2.1 Das Transportmodell des bipolaren Transistors
Um Schaltungen mit Transistoren berechen zu können, muss deren elektrisches Klemmenverhalten,
d.h. die Ströme und Spannungen an den drei Klemmen (C,B,E) des Transistors in Form
eine Ersatzschaltbildes durch elementare Schaltungselemente beschrieben werden. Heute benutzt
man dazu häu…g 35 das ”Transportmodell”. Es ist in seiner einfachsten Form in der folgenden
Abbildung dargestellt.
35 praktisch alle Schaltungssimulatoren gehen von diesem Modell aus