Wie funktionieren NPN-Transistoren?

Der Standard-Bipolar- oder BJT-Transistor wird in zwei Grundformen präsentiert. Ein NPN-Typ (Negativ-Positiv-Negativ) und ein PNP-Typ (Positiv-Negativ-Positiv).

Die am häufigsten verwendete Transistorkonfiguration ist der NPN-Transistor. Wir haben auch gelernt, dass die bipolaren Transistorübergänge auf eine von drei Arten polarisiert werden können: gemeinsame Basis, gemeinsamer Emitter und gemeinsamer Kollektor.

In diesem Tutorial zu Bipolartransistoren werden wir die Konfiguration des „Common Emitter“ unter Verwendung des bipolaren NPN-Transistors anhand eines Beispiels für den Aufbau eines NPN-Transistors sowie der Stromflusseigenschaften der Transistoren genauer untersuchen.

Der Aufbau und die Spannungen der Anschlüsse für einen bipolaren NPN-Transistor sind oben dargestellt. Die Spannung zwischen Basis und Emitter (VBE) ist an der Basis positiv und am Emitter negativ, da bei einem NPN-Transistor der Basisanschluss im Vergleich zum Emitter immer positiv ist. Die Versorgungsspannung des Verteilers ist im Vergleich zum Emitter (VCE) ebenfalls positiv. Daher ist bei einem bipolaren NPN-Transistor der Kollektor immer positiver als die Basis und der Emitter.

Somit sind die Spannungsquellen wie gezeigt an einen NPN-Transistor angeschlossen. Der Kollektor ist über den Lastwiderstand RL mit der Versorgungsspannung VCC verbunden, der auch dazu dient, den maximalen Stromfluss durch das Gerät zu begrenzen. Die Basisversorgungsspannung VB ist mit dem Basiswiderstand RB verbunden, der wiederum zur Begrenzung des maximalen Basisstroms dient.

Bei einem NPN-Transistor ist es also die Bewegung negativer Stromträger (Elektronen) durch den Basisbereich, die die Wirkung der Transistoren ausmacht, da diese beweglichen Elektronen die Verbindung zwischen den Kollektor- und Emitterkreisen herstellen. Diese Verbindung zwischen den Eingangs- und Ausgangskreisen ist das Hauptmerkmal der Transistorwirkung, da die verstärkenden Eigenschaften der Transistoren aus der konsequenten Steuerung resultieren, die die Basis auf den Kollektor-Emitter-Strom ausübt.

Wir können also sehen, dass der Transistor ein Stromgerät ist (Beta-Modell) und dass ein großer Strom (Ic) frei durch das Gerät zwischen den Kollektor- und Emitteranschlüssen fließt, wenn der Transistor „vollständig eingeschaltet“ ist. Dies geschieht jedoch nur, wenn gleichzeitig ein kleiner Vorspannungsstrom (Ib) in den Basisanschluss des Transistors fließt, wodurch die Basis als eine Art Stromsteuereingang fungieren kann.

Der Stromtransistor in einem bipolaren NPN-Transistor ist das Verhältnis dieser beiden Ströme (Ic/Ib), wird als Gleichstromverstärkung des Geräts bezeichnet und erhält das Symbol hfe oder heutzutage Beta (β). Der Wert von β kann bei Standardtransistoren bis zu 200 betragen, und es ist dieses große Verhältnis zwischen Ic und Ib, das den bipolaren NPN-Transistor zu einem nützlichen Verstärkungsgerät macht, wenn er in seinem aktiven Bereich verwendet wird, da Ib den Eingang und Ic den Ausgang bereitstellt . Beachten Sie, dass die Beta keine Einheit hat, da es sich um eine Beziehung handelt.

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