Ein Bipolar Junction Transistor (BJT) scheint unter bestimmten Bedingungen wie zwei Dioden zu funktionieren, insbesondere wenn man seine interne Struktur und das Verhalten seiner Übergänge berücksichtigt. In einem BJT gibt es zwei Übergänge: den Basis-Emitter-Übergang (BE-Übergang) und den Basis-Kollektor-Übergang (BC-Übergang). Bei der Analyse eines BJT als zwei Dioden:
- Der Basis-Emitter-Übergang (BE-Übergang) kann als in Durchlassrichtung vorgespannte Diode betrachtet werden. Wenn im Betrieb eine kleine Durchlassspannung zwischen Basis und Emitter (V_BE) angelegt wird, werden Elektronen vom Emitter in den Basisbereich injiziert, wodurch ein Vorwärtsstromfluss entsteht. Dieses Verhalten ähnelt dem Verhalten einer Diode, wenn sie in Durchlassrichtung vorgespannt ist.
- Der Basis-Kollektor-Übergang (BC-Übergang) kann mit einer in Sperrrichtung vorgespannten Diode verglichen werden. Im Normalbetrieb ist der Basis-Kollektor-Übergang in Sperrichtung vorgespannt, was bedeutet, dass der Kollektor auf einem höheren Potenzial liegt als die Basis. Diese Sperrvorspannung erzeugt einen Verarmungsbereich, der unter normalen Bedingungen einen signifikanten Stromfluss verhindert. In bestimmten Betriebsmodi oder bei bestimmten Durchbruchbedingungen kann der BC-Übergang jedoch ähnliche Eigenschaften wie eine in Sperrrichtung vorgespannte Diode aufweisen.
Während ein BJT mithilfe einer Zwei-Dioden-Analogie beschrieben werden kann, ist es wichtig zu beachten, dass ein BJT ein komplexeres Gerät ist als zwei separate Dioden. Sein Betrieb hängt von der Wechselwirkung zwischen den Basis-, Emitter- und Kollektorbereichen sowie der vom Transistor bereitgestellten Stromverstärkung (β) ab. Diese Verstärkung ermöglicht es BJTs, Strom zu verstärken und größere Ströme mit einem relativ kleinen Basisstromeingang zu steuern, was sie zu grundlegenden Komponenten in elektronischen Schaltkreisen zur Verstärkung und zum Schalten macht.
Ein Transistor, einschließlich eines BJT, wird nicht einfach durch die Verbindung zweier Dioden hergestellt. Es handelt sich vielmehr um ein Halbleiterbauelement mit drei Anschlüssen (Kollektor, Basis und Emitter), das auf den Prinzipien der Minoritätsträgerinjektion und der Steuerung des Stromflusses durch den Transistor basiert. Während die interne Struktur eines BJT zwei diodenähnliche Übergänge umfasst, unterscheiden sich sein Verhalten und seine Funktionalität aufgrund der Wechselwirkung zwischen diesen Übergängen und der Steuerung des Stroms durch den Basisanschluss deutlich.
Die Zwei-Dioden-Analogie für einen Transistor, insbesondere einen BJT, vereinfacht das Verständnis seiner internen Struktur und Funktionsweise. Indem man sich den Basis-Emitter-Übergang als eine in Durchlassrichtung vorgespannte Diode und den Basis-Kollektor-Übergang als eine in Rückwärtsrichtung vorgespannte Diode vorstellt, kann man sich vorstellen, wie der Transistor den Stromfluss leitet und steuert. Diese Analogie hilft beim Verständnis des grundlegenden Transistorbetriebs, einschließlich Schalt- und Verstärkungsfunktionen, indem sie sie mit dem bekannten Verhalten von Dioden unter bestimmten Vorspannungsbedingungen in Beziehung setzt.
Ein BJT kann als Diode verwendet werden, indem seine Basis- und Kollektoranschlüsse miteinander verbunden werden, wodurch effektiv eine diodenähnliche Struktur zwischen dem Emitter- und Basis-Kollektor-Übergang entsteht. In dieser Konfiguration fungiert der Basis-Emitter-Übergang als in Durchlassrichtung vorgespannte Diode und ermöglicht den Stromfluss vom Emitter zur Basis. Diese Anwendung wird manchmal in Schaltungsdesigns verwendet, bei denen eine Diodenfunktion erforderlich ist und die Eigenschaften eines BJT vorteilhaft sind, beispielsweise in Temperaturkompensationsschaltungen oder Stromspiegeln. Die spezifischen Eigenschaften des BJT, einschließlich seines Spannungsabfalls in Vorwärtsrichtung und seiner Strombelastbarkeit, beeinflussen seine Eignung und Leistung beim Einsatz als Diode in elektronischen Schaltkreisen.