Schaltungstechnik

5.4 Schalteranwendungen des Bipolartransistors 337
Der größtmögliche Kollektorstrom ist für den gesättigten Transistor bei der Schaltungsanordnung
von Bild 5.4-1:
I (5.4-1)
CU
·· = UB– UCE satRC
wobei UCE,sat mit typisch 0,1V vernachlässigbar klein ist. Der Strom ICÜ stellt sich
bei genügend großem Basisstrom ein, gemäß der Bedingung:
U1ein – 07V RB = IB I
CU
·· B
(5.4-2)
Im Sättigungsbetrieb muss der Basisstrom deutlich größer sein, als der vergleichbare
Basisstrom, wenn der Transistor im Normalbetrieb wäre. Man definiert einen
Übersteuerungsfaktor, der für die gegebene Schaltung sich folgendermaßen
bestimmt:
u
Der Übersteuerungsfaktor ü stellt das Verhältnis zwischen dem bei Übersteuerung
(Transistor ist gesättigt) tatsächlich fließenden Basisstrom IB zu dem „fiktiven“
Basisstrom dar. Dabei ist der Basisstrom, der sich einstellen
würde, wenn der Transistor im Normalbetrieb betrieben wäre. Bild 5.4-2 veranschaulicht
die Verhältnisse bei Übersteuerung des Transistors an einem konkreten
Beispiel. Bei Übersteuerung ist der Transistor am Ausgang niederohmig (ca. 10
mit induktiver Komponente). Die beispielhafte Ermittlung des Übersteuerungsfaktors
ü und des Übersteuerungsstroms ICÜ lässt sich verallgemeinern.
··
I U B
1ein – 07V RB = ---------------------- = ------------------------------------------------- ;
(5.4-3)
I I B normal
CU
·· B
I
CU
·· B
I
CU
·· B
I C
I CU ··
0
0
I B
I
CU
·· B
tatsächlich
U B
Bild 5.4-2: Transistor übersteuert (gesättigt)
u ·· =
IB ----------------
I
CU
·· B
I
CU
·· =
UB – UCE sat
-------------------------------- = 1mA
RC I
CU
··
IB = 5mA RB U1ein
U CE
57V Als nächstes soll der Sperrbetrieb des Transistors genauer betrachtet werden.
Bild 5.4-3 zeigt die Ströme an den Anschlüssen des Transistors im Sperrbetrieb.
Bei genügend kleiner Spannung U 1,aus mit U BE < U BES bzw. negativer Spannung
am Eingang geht der Transistor in den Sperrbereich über, er wird dann sehr hochohmig
am Ausgang (ca. M mit kapazitiver Komponente). Der Sperrstrom des
Transistors ist näherungsweise ca. I CB0 .
=
1
1k
U B
=
RC 1k
Q 1
10V
2
01V