Schaltungstechnik

266 5 Funktionsschaltungen mit Bipolartransistoren
flussbereich der Feldstärke der Raumladungszone am Kollektor-Basis Übergang.
Die von beweglichen Ladungsträgern freie Kollektor-Basis-Raumladungszone ist
um so breiter, je höher die Sperrspannung ist. Mit breiter werdender Raumladungszone
vermindert sich die effektive Basisweite. Der Kollektor-Basis Raumladungszone
kann eine spannungsabhängige Sperrschichtkapazität (CC ) und der in
Flussrichtung betriebenen Emitter-Basis Diode eine Diffusionskapazität (Cb’e )
zwischen der inneren Basis B’ und dem Emitter E zugeordnet werden.
Das Konzentrationsgefälle der freien Ladungsträger (Elektronendichte: np (x)) in
der Basiszone begründet einen Diffusionsstrom, der um so größer ist, je steiler die
Ladungsträgerdichte abfällt. Der Transistoreffekt ist um so ausgeprägter, je mehr
vom Emitter emittierte Elektronen bis zur Raumladungsgrenze x = wB gelangen
und dort zum Kollektor hin „abgesaugt“ werden. Es sollten möglichst wenig
Ladungsträger in der Basiszone rekombinieren. Dies ist um so besser gegeben, je
kleiner die Basisweite wB ist und je geringer die Defektelektronendichte in der
Basiszone ist. In diesem Fall ist der Rekombinationsstrom in der Basiszone sehr
klein, der Injektionsstrom (dargestellt durch die Stromquelle A IE) ist dann mit
A 1 nahezu gleich dem Emitterstrom.
E
n
A UB'E np0 = np0exp ----------
UT U B'E
A UB'E + UB'E
np0 = np0exp------------------------------- Kollektor-Basis
UT Raumladungszone
Q e
Q e
B'
p n
A Ic + Ic
npx U CB'
x
Emitter x = 0 Basis x = w
b
Kollektor
Bild 5.1-11: Ladungsträgerkonzentration der freien Elektronen (Minoritätsträger) –
„Ladungsdreieck“ – in der Basiszone im Normalbetrieb
Basisbahnwiderstand: Die „innere“ Basis B´ wird über einen räumlich sehr
engen Kanal (wB liegt im m-Bereich) mit geringer Defektelektronendichte nach
außen (Anschluss B) geführt. Das bedeutet, dass der Basisbahnwiderstand rb signifikante
Werte (typisch ca. 100 bzw. bis zu einigen 100) annehmen kann.
Early-Effekt: Je größer die Sperrspannung an der Kollektor-Basis-Diode ist,
um so breiter wird die Raumladungszone. Die breitere Raumladungszone vermin-
C