Bipolartransistor - Dotierung

Hallo Loco

im Anhang findest du ein Bild mit einem vereinfachten, typischen 
Dotierprofil eines npn Bipolartransistors. Mit der Vermutung, dass die 
Basis niedrig im Vergleich zum Emitter dotiert sein sollte, liegst du 
richtig. Aber üblicherweise wird der Kollektor nochmals niedriger 
dotiert als die Basis. Grund dafür ist hauptsächlich, dass man den 
Basis-Kollektor-Übergang so gestalten will, dass sich die 
Raumladungszone, bei Anlegen einer BC-Sperrspannung (meistens aktiver 
Bereich) in Richtung des Kollektoranschlusses ausdehnt. Dadurch wird die 
elektrische Spannung in einer dicken Raumladungszone abgebaut. Die 
elektrische Feldstärke ist dadurch relativ gering und die 
Durchbruchspannung der BC-Diode steigt. Zudem will man verhindert, dass 
diese Raumladungszone die Basis zu stark verengt.

Der Kollektor sammelt nicht direkt die injizierten Ladungsträger ein, 
sondern die Raumladungszone. Sie werden sozusagen automatisch in den 
Kollektor gezogen. Natürlich will man, wie von dir bereits richtig 
geschildert, einen möglichst niedrigen Bahnwiderstand im 
Kollektorgebiet. Man muss also einen Kompromiss treffen. Für einen 
Hochspannungs-BPT wird man eher einen niedrigere Dotierung wählen als 
für eine BPT der eine geringe Sättigungsspannung und/oder eine hohe 
Verstärkung haben soll. Wichtig ist diesbezüglich auch die Basisbreite.

Ich hoffe das hilft dir weiter

Hi,

danke für die Antwort. Das hat mir wirklich sehr geholfen.
Die Aufgabe hat auch noch eine Unterfrage undzwar:
Wie stark sollten die Emitter- und die Basis-Zone in einem 
Bipolartransistor dotiert sein, um eine möglichst gute Stromverstärkung 
zu erhalten?

Wenn man sich ja z.B einmal das Ausgangskennlinienfeld eines Transistors 
anguckt, dann steigt Ib ja nachher nur noch sehr gering an, also fast 
linear. Somit waäre die Antwort dann ja eigentlich ja, bzw. das der 
Transistor eine (fast) linear gesteuerte Stromquelle ist, liege ich da 
richtig?

Mmm . wieso hat sich mein Name geändert, egal.
Vergiss das mit der Antwort. Das war eigentlich eine Antwort auf eine 
andere Frage. Wie könnte man denn an die Antwort oben rangehen?

TJ schrieb:
> um eine möglichst gute Stromverstärkung
> zu erhalten?

Fragt sich was mit "gut" gemeint ist.
Hohe Stromverstärkung oder möglichst konstante Stromverstärkung sind 
z.B. gegensätzliche Forderungen.
Für hohe Stromverstärkungen braucht man eine geringe Basisdotierung, 
aber die führt zu einer niedrigen Leitfähigkeit und somit einem 
Spannungsabfall quer zur Hauptstromrichtung.
Der Emitter inijeziert die Ladungsträger also vorzugsweise an seinen 
Kanten.
Dadurch kommt die Emitter-Geometrie bzw. dessen Verhältnis von Umfang 
zur Fläche ins Spiel.
Die Dicke der Basis spielt dabei natürlich auch eine Rolle und 
beeinflusst die Spannungsfestigkeit sowie das Frequenzverhalten.

Ich denke solche Optimierungsaufgabem kann man getrost den Ingenieuren 
überlassen, die seit über 50 Jahren echtes Silizium für bestimmte 
Anwendungen dressieren.

Ich stimme Irep mit einer kleinen Ergänzung bezüglich der ursprünglichen 
Frage zu. Wichtig ist nicht die Basisdotierung allein, sondern das 
Verhältnis aus Basisdotierung und Emitterdotierung.

TJ schrieb:
> Wie stark sollten die Emitter- und die Basis-Zone in einem
> Bipolartransistor dotiert sein, um eine möglichst gute Stromverstärkung
> zu erhalten?

> Somit waäre die Antwort dann ja eigentlich ja

Verzeih, aber das musst du mir nochmal erklären.


> dann steigt Ib ja nachher nur noch sehr gering an

Im Ausgangskennlinienfeld sehe ich zunächst erstmal gar keinen 
Basisstrom Ib.
Was meinst du mit "nachher", wann wäre das?
Vielleicht wäre es hier sinnvoller auf die Übertragungskennlinie zu 
schauen, falls du die Abhängigkeit des Kollektorstromes vom Basisstrom 
meinst?

BG