Warum geht ein Transistor kaputt, wenn man Emitter und Kollektor vertauscht

Weil heute Freitag ist!

Thomas S. schrieb:

Trotzdem geht der Transistor kaputt, wenn man Emitter und Kollektor vertauscht.

Nicht notwendigerweise. Kommt auf diverse Randbedingungen an. Einige spezielle Probleme werden sogar gezielt mit Schaltungen gelöst, bei denen absichtlich die Anschlüsse vertauscht werden.

Thomas S. schrieb:

Trotzdem geht der Transistor kaputt, wenn man Emitter und Kollektor vertauscht. Wodurch und warum?

Weil die Durchbruchspannung in Sperrichtung zwischen 6..9V liegt. In umgekehrter Richtung die Verstaerkung nur 3...10 betraegt.

folgt in der Theorie ein symmetrischer Aufbau.

Naja, Marx ist die Theorie und Murks ist die Praxis .... und man sollte schon unterscheiden an welcher Achse gedreht wird und welches die Symmetrieachse ist ...

weil die (internen) pn Grenzschichten unterschiedlich dick sind, quasi "passend zu den beiden Spannungen U_BE und U_CB. Vertauscht man nun den Transistor, "passen" die extern angelegten Spannungen nicht mehr zu den Schichtdicken und die resultierenden Ströme sind für jeweilige schicht zu hoch.

Bild aus: https://www.ohi.at/topic/elektronik-einfuehrung/15-aufbau-transistor/

PS: Klingt nach 'ne Hausaufgabe aus dem Fach "Halbleiterphysik".

Thomas S. schrieb:

Da beim npn-Transistor die Basis mit der p-dotierten Schicht bzw. beim pnp-Transistor die Basis mit der n-dotierten Schicht verbunden ist, folgt in der Theorie ein symmetrischer Aufbau

Neben der Dotierungsart wird das Verhalten auch durch die Stärke der Dotierung und durch die Geometrie bestimmt. Auch in der Theorie ist da nichts symmetrisch.

Thomas S. schrieb:

Trotzdem geht der Transistor kaputt, wenn man Emitter und Kollektor vertauscht. Wodurch und warum?

Der Transistor geht dann kaputt wenn die "MAXIMUM RATINGS" überschritten werden.

Der Hersteller hat in sein Datenblatt eine Tabelle, die sich "MAXIMUM RATINGS" nennt. Wenn du unterhalb dieser Werte bleibst, dürfte der Transistor nicht kaputt gehen.

Thomas S. schrieb:

Trotzdem geht der Transistor kaputt, wenn man Emitter und Kollektor vertauscht.

Nein. Reversebetrieb. Ist möglich, aber die Stromverstarkung ist deutlich geringer und die Spannungsfestigkeit von E nach B erreicht nicht die Spannungsfestigkeit von C nach B.

Wodurch und warum?

Die Strukturen E und C sind nicht nur unterschiedlich bezeichnet, sondern auch unterschiedlich gebaut. Eben damit er gut verstärkt und spannungsfest schalten kann.

Könnte man einen Bipolartransistor bauen, bei dem die Vertauschung von Emitter und Kollektor kein Problem ist, der also Wechselspannungen direkt schalten kann. Wenn nein, warum nicht?

Es gibt Transistoren die so verwendbar sind, aber nur für geringe Spannungen.

Die nennen sich Audio Muting Transistor, wie https://www.rohm.com/products/transistors/bipolar-transistors/standard-bipolar-transistors/2sd2707-product#productDetail

und die KI fasst zusammen:

muting transistors are specialized bipolar junction transistors (BJTs) designed with high emitter-base reverse voltage ((V_{EBO})) ratings and high DC current gain ((h_{FE})) to cleanly shunt AC audio signals to ground during muting operations.

Also genau das, Wechselspannung schalten.

Alte Bipolartransistor von 1960 konnten das übrigens von Haus aus.

Michael B. schrieb:

Alte Bipolartransistor von 1960 konnten das übrigens von Haus aus.

Das waren sicher Germaniumtranistoren. mfg Klaus

"Dotierungsprofil" ist hier, wie oben genannt, das Stichwort. Anbei Ausschnitt dem Friedrich "Tabellenbuch Elektrotechnik". Dort ist ein Legierungstransistor, also der Vorfahr des Planartransistors das Beispiel.

In den Graphiken sieht man deutlich die untrerschiedlichen Dicken der pn-Übergänge (Kurve a in 2.49).

• Beitrag "Bipolartransistor - Dotierung"

Klaus R. schrieb:

Das waren sicher Germaniumtranistoren.

Siliziumtransistoren gibt es kommerziell seit 1954, und ab 1975 wurde die Dotierung so hoch, daß UBEreverse auf 6V sackte. Daher passen die 1960er Jahre.