vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik

Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 107
Das Transportmodell stellt die physikalischen Verhältnisse in der Sperrschicht eines Transistors
mittels elementarer Schaltungselemente dar. Es geht aus dem historisch früheren aber komplizierteren
Ebers-Moll Modell hervor. In [?, Kapitel 2.3] …ndet man einiges zu beiden Modellen.
In [?, Kapitel 7.1.3] wird das Transportmodell näher erläutert.
Im folgenden werden die Strom-Spannungsverhältnisse an einem bipolaren Transistor anhand
des Transportmodells abgeleitet. Zunächst stellen wir die notwendigen Gleichungen zusammen.
Für die Dioden gilt
und der Transportstrom ist durch
Ibc = I0
r
Ibe = I0
f
e + U bc
n U th 1 und (Glg.1)
e + U be
n U th 1 (Glg.2)
It = f Ibe r Ibc (Glg.3)
gegeben. f und r sind die Stromvertärkungen in aktiven Bertrieb (auch Normal- oder Vorwärtsbetrieb
(f = forward)) und im Inversbetrieb (auch Rückwärtsbetrieb (r = revers)). f ist
praktisch identisch mit der in den Datenblättern angegebenen Gleichstromverstärkung, die oft
mit B oder auch mit DC bezeichnet wird.
Für die von außen meßbaren Ströme gilt
Die Spannungen an den Dioden lassen sich durch
ausdrücken.
IB = Ibe + Ibc (Basisstrom) (Glg.4)
IC = It Ibc (Kollektorstrom) (Glg.5)
IE = IB + IC (Emitterstrom) (Glg.6)
Ubc = UB UC und (Glg.7)
Ube = UB (Glg.8)
Es gilt nun aus den Arbeitspunktsspannungen die von außen meßbaren Ströme zu bestimmen
und mit dem Experiment zu vergleichen, um so das Modell zu testen. Setzen wir Glg.1 und 2