Transistor - Was NPN, was PNP

Wo ist Plus, Wo ist Minus?

stimmt

Es geht eher um die Potentialdifferenz zwischen Emitter und Basis. Bei 
PNP ist die Basis (in der Regel) negativer, und NPN hat die Basis (in 
der Regel) positiver. Bei NPN hängt der Emitter am negativeren 
Potential, bei PNP am positiveren.
Alle Klarheiten beseitigt?

Weder Spannung noch Potentialdifferenz schalten hier irgendwas, sondern 
ein (Basis-)STROM.

ich schrieb:
> kennie schrieb:
>> Entgegen weit verbreiteter Vorurteile ist ein Transistor ein
>> spannungsgesteuertes Bauteil. Die Basis-Emitter-Spannung macht die
>
> Und entgegen deinem Vorurteil wird er durch den Basisstrom gesteuert!
> Wenn du an die Basis eine Spannung von >0.7V anlegst, aber die
> Spannungsquelle zu hochohmig ist, um den erforderlichen Basisstrom zur
> Verfügung stellen, dann kannst du mal das Ohr an den Transistor halten.
> Du hörst ihn dann lachen :-)
> Das heißt, nur wenn der erforderliche Basisstrom fließt, wird er dir den
> Gefallen tun und leiten.

Eben, wir reden doch hier von Bipolartransistoren!? Und da ist die obige 
Aussage von kennie einfach irgendwie falsch.

gruß cyblord

Auch wenn man manche Haare beliebig dünn spalten kann, tut man dennoch 
niemandem einen Gefallen, wenn man Bipolartransistoren mit etwas Gewalt 
als spannungsgesteuert kennzeichnet.

ArnoR schrieb:
> ich schrieb:
>
>> Und entgegen deinem Vorurteil wird er durch den Basisstrom gesteuert!
>> Wenn du an die Basis eine Spannung von >0.7V anlegst, aber die
>> Spannungsquelle zu hochohmig ist, um den erforderlichen Basisstrom zur
>> Verfügung stellen, dann kannst du mal das Ohr an den Transistor halten.
>> Du hörst ihn dann lachen :-)
>
> Quatsch, Kennie hat natürlich Recht. Wie willst du den an der
> Basis-Emitter-Strecke eine Spannung von 0,7V erreichen OHNE den dazu
> nötigen Strom zu liefern?

Was für eine Erkenntnis!

Die Tatsache dass Spannung und Strom irgendwie zusammengehören, ruft 
nicht nur Captain Obvious, sondern auch noch Herrn Georg Simon Ohm auf 
den Plan. Dann wirds hier aber ungemütlich.

Damit könnte man jedes Stromgesteuerte Bauteil als Spannungsgesteuert 
umdefinieren. LEDs z.B. auch.

gruß cyblord

ArnoR schrieb:
> In der Gleichung für den Kollektorstrom kommt der Basisstrom gar nicht
> vor. Spannungsgesteuert heißt in diesem Zusammenhang, dass der
> Basisstrom irrelevant ist, d.h. er kann eine beliebige Höhe haben, die
> von Transistor zu Transistor eben anders ist.

Ist das ein Test? Oder willst du uns veralbern?

Bloß weil die Herren Tieze und Schenk den Basisstrom aus der Gleichung 
heraussubstituiert haben, heißt doch nicht daß dessen Größe beliebig 
ist. Zumal sie ja selber oben drüber schreiben, daß Basisstrom und 
Kollektorstrom die gleiche exponentielle Abhängigkeit von der 
Basis-Emitterspannung haben.

Allerdings vermisse ich in der Gleichung den Stromverstärkungsfaktor (B, 
\beta oder wie man ihn nennen mag). Den kann man zwar in I_s reinziehen, 
aber damit verwirrt man die Leute bloß. Weil die ja denken das I_s hier 
wäre das gleiche wie in der Shockley-Gleichung für die 
Basis-Emitter-Diode.


XL

ArnoR schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Ist das ein Test? Oder willst du uns veralbern?
>
> Mit beliebig hatte ich natürlich nicht gemeint, dass der *frei wählbar*
> wäre, sondern, dass die Gleichung für jeden Transistor gilt,

Dann ist es ja gut :)

> unabhängig von seiner Stromverstärkung.

Aber hier muß ich nochmal widersprechen.

>> Weil die ja denken das I_s hier
>> wäre das gleiche wie in der Shockley-Gleichung für die
>> Basis-Emitter-Diode.
>
> I_s IST der Sättigungssperrstrom des Transistors.

Es ist trotzdem eine andere Größe. Sie heißt in der Shockley-Gleichung 
für die Diode zwar auch Sättigungssperrstrom und hat auch das gleiche 
Formelzeichen I_S - bezeichnet aber dämlicherweise trotzdem nicht das 
selbe.

Denn die Shockley-Gleichung ist für den Zusammenhang von Strom und 
Spannung an einem pn-Übergang während die Transistor-Gleichung von T&S 
den Strom im Kollektor-Emitterkreis mit der Spannung im 
Basis-Emitterkreis in Verbindung setzt.

Es gibt überhaupt keinen Zweifel, daß für die Basis-Emitter-Diode die 
Shockley-Gleichung gilt, die den Basisstrom als I_B = I_S * exp 
(U_BE/U_T) ausweist.

Die Ströme I_S in den beiden Gleichungen sind aber eben nicht gleich 
groß, sondern unterscheiden sich durch einen (in diesem Modell) 
konstanten Faktor, der landläufig als Stromverstärkungsfaktor des 
Transistors bezeichnet wird. Es ist für das Verständnis der Gleichungen 
absolut abträglich, diesen Faktor einfach unter den Tisch fallen zu 
lassen indem man ihn in die Konstante I_S hineinzieht. Man hätte 
mindestens ein anderes Formelzeichen wählen sollen.


XL

ArnoR schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Die Ströme I_S in den beiden Gleichungen sind aber eben nicht gleich
>> groß, sondern unterscheiden sich durch einen (in diesem Modell)
>> konstanten Faktor, der landläufig als Stromverstärkungsfaktor des
>> Transistors bezeichnet wird.
>
> Nein, das stimmt eben nicht, es ist jeweils der gleiche Is.

Ähhm. Nein. Oder was soll der Faktor B_0 in der Formel sein? Wie gesagt: 
T&S haben einfach den I_S aus der Shockley-Gleichung "geklaut" und 
verwenden ihn jetzt für was anderes.

kennie schrieb:
>>Zumal sie ja selber oben drüber schreiben, daß Basisstrom und
>>Kollektorstrom die gleiche exponentielle Abhängigkeit von der
>>Basis-Emitterspannung haben.
>
> Genau DAS ist doch ein klarer Hinweis daß VBE die Stellgröße ist und IC
> und IB lediglich Funktionen von VBE.

Ähhm. Jetzt wird es aber philosophisch. Wir haben da einen gesicherten 
Zusammenhang zwischen Basisstrom und Basis-Emitter-Spannung 
(Shockley-Gleichung). Der übrigens unabhängig von der Beschaltung des 
Kollektors gilt. Und wir haben eine Proportionalität zwischen Basisstrom 
und Kollektorstrom. In diesem Modell sogar eine exakte 
Proportionalität. Nun könnte man natürlich annehmen, die strikte 
Proportionalität von I_B und I_C sei nur ein Nebeneffekt. Oder man 
könnte wie so ziemlich jeder Wissenschaftler hier einen kausalen 
Zusammenhang vermuten.

Ein Beweis sind die Formeln allein für keines von beidem. Und da man 
weder einen Basisstrom ohne die entsprechende Spannung noch eine 
Basisspannung ohne den entsprechenden Strom bekommen kann, kann man das 
auch nicht nachprüfen. Man ist in der gleichen Situation wie mit dem 
Baum im Walde. Man kann nicht beweisen, daß er auch dann Lärm macht wenn 
es keiner hört.

> Die Proportionalitätskonstante beta
> zwischen IB und IC ist auch wirklich nicht mehr als ein grobe Annäherung
> die man für Schaltanwendungen benutzen kann; konstant ist da nämlich
> herzlich wenig. Beta schwankt von Transistor zu Transistor stark

Da hilft uns das "neue" Modell herzlich wenig. Da schwankt jetzt nämlich 
der Transistor-Sättigungssperrstrom entsprechend. Und zwar zusätzlich 
zum Paramter B_0. Einen Vorteil kann ich da ehrlich gesagt nicht 
erkennen.

Ein Anhalt würde eine Untersuchung geben, ob der Verlauf der 
BE-Kennlinie bei unbeschaltetem Kollektor von der Stromverstärkung 
abhängt. Ob also der I_S aus der Shockley-Gleichung für die BE-Diode 
tatsächlich schwankt oder nicht vielmehr relativ konstant ist.


XL

ArnoR schrieb:
> Skeptiker schrieb:
>> Aber von
>> "Begleiterscheinung" im Sinne von irgend einer unwichtigen Größe kann
>> hier überhaupt keine Rede sein. Dein UBE allein nützt dir gar nichts
>> ohne einen Stromfluss IB. Ohne IB kommt kein IC zustande.
>
> Das hatte kennie oben bereits erläutert, es gibt keinen Grund, jetzt
> wieder damit anzufangen.
> Beitrag "Re: Transistor - Was NPN, was PNP"

Was es aber nicht wahrer macht. Das könnt ihr auch noch 5 mal behaupten.

Lustig !!!!!

Von aaaaaaaaabsolut einfachen Verhältnissen über die "richtige 
Beschaltung" eines Transistors (die der OT gestellt hatte) über eine 
fast schon akademische Abhandlung darüber, wann zwischen Collector und 
Emitter ein Strom fliesen kann und welche Größe das bewirkt, wieder 
zurück zur Einfachheit.

Hier wird wohl darüber gestritten, damit irgendwie jemand doch recht hat 
!!!

Wenn ich einen Bergsee habe und ein Rohr und ein Tal, dann benötige ich 
das Rohr um Wasser vom Berg ins Tal fließen zu lassen.

Welche Größe lässt nun das Wasser nach unten fließen?

Die Höhe des Berges oder der Durchmesser des Rohres? Der Berg kann noch 
so hoch sein wie er will, habe ich kein Rohr, fließt kein Wasser hinab.

Ich kann allerdings ein noch so dickes Rohr haben, hab ich keinen Berg, 
hab kann ich in ein waagrecht liegendes Rohr dennoch kein Wasser fliesen 
sehen !

Bei einem NPN fließt ein Strom von der Basis zum Emitter und er fließt 
dann, wenn ich einen Berg von ca. 0,7V habe (heeeey, ich bin ein alter 
Sack und hab auch noch mit Germaniumtransitoren gearbeitet, es gab also 
auch Berge die nur 0,3V hoch waren).

Allerdings auf den Transistor gesehen hinkt es etwas: Der Strom der in 
die Basis "getrieben" wird (und laut Kirchhoff am Emitter wieder 
"herauskommt") wird an der P und N dotierten Schicht eine Spannung von 
ca. 0,7V einstellen sofern die Spannungsquelle das kann.

Kann sie es nicht, wird auch der Strom nicht fließen!

Für den Topic-Ersteller:

Fließt ein positiver Strom in die Basis bei einem NPN Transistor, dann 
kannst du von Basis nach Emitter eine Spannung von ca. 0,7 V messen.

Ein größere Strom in die Basis wird lt. Diodenkennlinie die 
Basis-Emitterspannung im Millivolt oder 10-Millivoltbereich steigen 
lassen.

Oder auch anderst geht es: erhöhst du die Spannung zwischen Basis und 
Emitter um eben besagte Zehntelmillivolt, wird sich ein größerer Strom 
in die Basis einstellen.

Hmmmmmm.... allerdings gibt es zur Funktionsweise und zur Benutzung von 
Transistoren im Netz wirklich Millionen von Abhandlungen. War der 
Themeneröffner ein "Troll" und freut sich jetzt über die ellenlangen 
Threads?

Zum NPN Transistor:

Beitrag "Transistor als Schalter?"

Die Zeichnung die ich für hier extra mal gemacht hatte:

Beitrag "Transistor als Schalter?"

ArnoR schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Ähhm. Nein. Oder was soll der Faktor B_0 in der Formel sein?
>
> Eben waren`s noch zwei angeblich um B verschiedene Is, jetzt ist es B0,
> was soll das eigentlich?

Ja rede ich Suaheli oder was? Bist du das Alter Ego von JanR? [1]

Schau dir halt einfach die beiden Formeln für I_C und I_B an, die du da 
aus dem T&S rauskopiert hast. Und vergleiche sie einfach mal mit der 
Shockley-Gleichung. Z.B. von hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/Shockley-Gleichung

Dann sollte dir jetzt auffallen, daß alle 3 Gleichungen die gleiche 
Struktur haben. Die für I_C hat da noch einen Korrekturfaktor für U_CE 
und U_A; aber wenn wir den mal weglassen, dann sind sie bis auf einen 
konstanten Faktor B_0 (oder meinetwegen B oder \beta oder h_21) gleich.

> B0 ist die (extrapolierte) Stromverstärkung für
> Uce=0

Ja. Das ist schlicht und einfach die Stromverstärkung. Und an der Stelle 
muß ich die Herren T&S fragen, ob sie noch alle Latten am Zaun haben. 
Oder ob ihnen ein Zacken aus der Krone gebrochen wäre, wenn sie den 
Faktor B_0 einfach in die Gleichung für den Kollektorstrom geschoben 
hätten, damit in der Gleichung für den Basisstrom und in der Shockley- 
Gleichung das Formelzeichen I_S den gleichen verdammten Wert 
bezeichnet hätte, nämlich den Sättigungssperrstrom des (Basis-Emitter) 
pn-Übergangs.

Ich meine, I_S ist doch ohnehin nur ein Proportionalitätsfaktor, der 
anhand von Meßwerten passend festgelegt wird. Er hat zwar die Dimension 
eines Stroms, aber direkt messen kann man diesen Strom ja ohnehin nicht. 
Es geht also einzig und allein um Konventionen. Und ich verlange nichts 
weiter, als daß die Konventionen durchgängig eingehalten werden. Einfach 
nur um Konsistenz zu wahren und schlichte Gemüter nicht zu verwirren. 
Verlange ich da zu viel?

> Warum schlägst du nicht den T/S auf und liest das selbst nach?

Weil das Buch nicht in meinem Regal steht. Und wie sich gerade 
herausstellt, zurecht. Wenn ich statt dessen das (anscheinend) deutlich 
bessere Buch "Rumpf, Pulvers: Transistorelektronik" aufschlage, dann 
sind sich die Herren auf Seite 25 nicht zu fein, die grundlegenden 
Parameter der einzelnen pn-Übergänge mit eigenen Suffices zu versehen 
und nicht alles unterschiedslos (hirnlos?) I_S zu nennen.

EOD.


XL

[1] Ja, mir ist klar daß das beleidigend ist. Mußte hier mal sein.

Haaaaaaaallo, entwickelt ihr alle neue Transistoren, oder wollt ihr die 
auch mal benutzen ?

Hab ich mir doch glatt nach Jahren mal wieder den Tietze / Schenk (den 
ich seit der Technikerschule ins Regal verbannt hatte) heraus genommen!

Iiiiiiiiirgendwie will man die Dinger doch glatt einfach mal verwenden, 
oder?

Das was Arno und Kennie hier machen, wird auch gerne mal als 
"Hirnwichsen" bezeichnet. Mehr isses nicht. Jeder WEIß wie Transistoren 
funktionieren, niemand der noch bei Verstand ist, würde die als 
Spannungsgesteuert bezeichnen, aber diese beiden Herren, Kramen ein paar 
Formlen hervor und lassen es hier mal so richtig krachen.

cyblord ---- schrieb:
> Das was Arno und Kennie hier machen, wird auch gerne mal als
> "Hirnwichsen" bezeichnet. Mehr isses nicht. Jeder WEIß wie Transistoren
> funktionieren, niemand der noch bei Verstand ist, würde die als
> Spannungsgesteuert bezeichnen, aber diese beiden Herren, Kramen ein paar
> Formlen hervor und lassen es hier mal so richtig krachen.

Ich finde diese Fragestellung als ganz natürlich für wissensbegierige 
Menschen.

Im Prinzip nehme ich im Moment an, dass es bei dieser Frage nur um 
Detailfragen bezüglich eines Models geht.

Für mich als Einsteiger in der E-Technik funktionieren ja schon die ganz 
einfachen Modelle. Wie das wirklich auf dem momentanen Wissenstand 
abläuft möchte ich gar nicht wissen und wäre für mich auch nie 
verständlich, selbst wenn ich Tutoren hätte die mich bei der Hand nehmen 
würden.

Wir denken in Modellen. Und so lange wir keine Religion daraus machen 
wollen, sollten wir uns auch vernünftig darüber austauschen können.