Warum wird ein BJT als stromgesteuerte Stromquelle bezeichnet?
Ein BJT (Bipolar Junction Transistor) wird als stromgesteuerte Stromquelle bezeichnet, da sein Kollektorstrom (I_C) hauptsächlich durch den Basisstrom (I_B) gesteuert wird. In einer NPN-Transistorkonfiguration führt beispielsweise ein Anstieg des Basisstroms aufgrund des internen Verstärkungsprozesses des Transistors zu einem proportionalen Anstieg des Kollektorstroms. Diese Beziehung bedeutet, dass der BJT wie eine Stromquelle wirkt, bei der der Kollektorstrom durch die Menge des zugeführten Basisstroms bestimmt wird, was ihn zu einer stromgesteuerten Stromquelle macht.
Eine kontrollierte Stromquelle ist eine Art elektronischer Schaltkreis oder ein elektronisches Gerät, das unabhängig von Änderungen des Lastwiderstands oder anderen äußeren Bedingungen einen konstanten Stromausgang aufrechterhält. Dies wird erreicht, indem die interne Impedanz angepasst wird, um eine stabile Stromausgabe zu gewährleisten. Gesteuerte Stromquellen sind in Anwendungen unerlässlich, in denen eine präzise Stromregelung erforderlich ist, beispielsweise in Sensorschaltkreisen, analoger Signalverarbeitung und Strommodusverstärkern.
Ein FET (Feldeffekttransistor) wird als stromgesteuertes Gerät bezeichnet, da sein Drain-Strom (I_D) durch die Gate-Source-Spannung (V_GS) gesteuert wird. In einem FET moduliert die Variation der Gate-Source-Spannung die Leitfähigkeit des Kanals zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen und steuert so die durch das Gerät fließende Strommenge. Diese spannungsgesteuerte Stromregelung unterscheidet FETs von BJTs, die zur Steuerung des Kollektorstroms hauptsächlich auf den Basisstrom angewiesen sind.
Ein BJT gilt nicht als spannungsgesteuertes Gerät, da sein Ausgangsstrom (Kollektorstrom) überwiegend durch den Eingangsstrom (Basisstrom) gesteuert wird. Während die Basis-Emitter-Spannung (V_BE) den Basisstrom (I_B) in gewissem Maße beeinflusst, ist der Basisstrom selbst der Schlüsselfaktor für den Kollektorstrom (I_C). Daher werden BJTs als stromgesteuerte Geräte und nicht als spannungsgesteuerte Geräte wie FETs klassifiziert, bei denen der Ausgangsstrom (Drain-Strom) hauptsächlich durch die Gate-Source-Spannung (V_GS) gesteuert wird.
Ein BJT wird als bipolares Gerät bezeichnet, da bei ihm beide Mehrheitsladungsträger (Elektronen und Löcher) zu seinem Betrieb beitragen. In einem NPN-Transistor beispielsweise erfolgt der Stromfluss sowohl aufgrund von Elektronenbewegungen (Mehrheitsladungsträger im Emitter- und Kollektorbereich) als auch Löcherbewegungen (Mehrheitsladungsträger im Basisbereich). Dieser Dual-Carrier-Mechanismus unterscheidet BJTs von unipolaren Geräten wie FETs, die zur Stromleitung überwiegend auf eine Art Ladungsträger (Elektronen oder Löcher) angewiesen sind. Der Begriff „bipolar“ spiegelt diese Eigenschaft von BJTs wider, an deren Betrieb beide Arten von Ladungsträgern beteiligt sind.