7. Bipolare Transistoren - FB E+I: Home

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Näherungsweise beträgt IC ~ IE. Der Spannungsfall an RE steuert bei einem größeren Strom IE den Transistor zu, sodass UBE und IB kleiner werden. In der Praxis beträgt der Spannungsfall am Emitterwiderstand RE · IE � ≥ 1,0 V ≈ 0,1 · Ub. Basisvorspannungseinstellung mit Spannungsteiler und Emitterwiderstand zur Stabilisierung des Arbeitspunktes Der Arbeitspunkt wird entsprechend den Gl. 7.8, 7.10 und 7.11 festgelegt. Für RC, R2 und R1 gilt: Ub − IE ⋅ R E − UCE U b − UCE R C = ≈ − R I I R 2 = R 2 C U BE + IE ⋅ R ( 2... 10) ⋅ I Ub − U BE − IE ⋅ R E R1 = ⋅ I ⋅ R + U + I ⋅ R B 2 R 1 I B U 2 B E BE E E R 2 C Transistorrauschen Ladungsträger führen in Leitern und in Halbleiterkristallen unregelmäßige Bewegungen aus, das heißt, sie bewegen sich nicht alle gleich schnell und nicht in gleicher Richtung. Die Ladungsträgerbewegungen werden ganz wesentlich durch die Wärmeschwingungen der Atome beeinflusst. Die unregelmäßigen Ladungsträgerbewegungen führen bei allen Strömen zum sehr kleinen Wechselstromanteil, dem sogenannten Rauschstrom. An einem Widerstand entsteht so eine Rauschspannung. Die Rauschleistung Pr ist das Produkt aus dem Effektivwert der Rauschspannung Ur und dem Rauschstrom IR. Die Rauschleistung PrR eines Widerstandes R ist proportional der Temperatur T. Sie wird stets für eine interessierende Frequenz-Bandbreite b angegeben. 2 U BE R C I C I E R E U CE k = 1,38 · 10 -23 PrR = Ur ⋅ Ir = Ur R = 4 ⋅ k ⋅ T ⋅ b (7.17) Ws/K (Boltzmann-Konstante) Der Transistor verstärkt die Eingangsrauschleistung PR1 zur Ausgangsrauschleistung PR2, der die Rauschleistung des Transistors PRT hinzugefügt wird. G. Schenke, 1.2008 Bauelemente der Elektrotechnik FB Technik, Abt. E+I 85 E C E U b (7.14) (7.15) (7.16)
Die Rauschzahl F = PRT2/PR2 gibt das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Rauschausgangsleistung PRT2 und der Rauschausgangsleistung bei rauschfreiem Transistor PR2 an. P = P ⋅ V + P = P + P (7.18) RT2 R1 p RT R2 RT 7.4 Transistordaten und Datenblätter Kennwerte geben die Betriebseigenschaften des Transistors an. Signalkennwerte für die Emitterschaltung: - differentieller Eingangswiderstand rBE = h11e - differentieller Ausgangswiderstand rCE = 1/h22e - differentieller Stromverstärkungsfaktor ß = h21e - differentieller Rückwirkungsfaktor D = h12e Gleichstromverstärkung B: Sie ist das Kollektor-Basis-Stromverhältnis B = IC/IB. B wird für verschiedene Arbeitspunkte angegeben. Transistorrestströme: Kollektor-Emitter-Reststrom (Basis mit Emitter verbunden) ICES und Kollektor-Basis-Reststrom (offener Emitter) ICB0. Durchbruchspannungen: Kollektor-Emitter-Durchbruchspannung (Basis offen) U(BR)CE0, Emitter-Basis-Durchbruchspannung (Kollektor offen) U(BR)EB0, Kollektor-Emitter-Durchbruchspannung (Emitter mit Basis verbunden) U(BR)CES. Sperrschichtkapazitäten: Die Kapazitätswerte gelten für bestimmte Sperrspannungen. - Kollektor-Basis-Kapazität CCB0 = 6 pF (UCB = 10 V) - Emitter-Basis-Kapazität CEB0 = 25 pF (UEB = 0,5 V) Grenzfrequenz fg: Bei der Frequenz fg ist der Betrag einer gemessenen Größe auf das 0,707fache seines Wertes bei niedrigen Frequenzen (1 kHz) abgesunken. Transitfrequenz fT: Die Transitfrequenz ist eine Rechengröße. Sie ist das Produkt aus einer Messfrequenz mit dem bei dieser Frequenz vorhandenen Stromverstärkungsfaktor ß. Die Messfrequenz muss nahe der Frequenz fß = 1 liegen, bei der die Stromverstärkung ß = 1 beträgt. Transistor-Schaltzeiten: Die Einschaltzeit tein ist die Zeit, die vom Anlegen des Einschalt-Basissignals an vergeht, bis der Kollektorstrom 90 % seines vorgesehenen Höchstwertes erreicht hat. Die Ausschaltzeit taus ist die Zeit, die vom Anlegen des Sperrsignals an der Basis vergeht, bis der Kollektorstrom auf 10 % seines Höchstwertes zurückgegangen ist. Grenzwerte sind Werte, die nicht überschritten werden dürfen. - Höchstzulässige Sperrspannungen: Von den Herstellern werden meist die maximalen Sperrspannungen UCB0, UCE0 und UEB0 angegeben. - Höchstzulässige Ströme: höchstzulässiger Dauerkollektorstrom ICmax, kurzzeitiger (10 ms) Kollektorspitzenstrom ICM, höchstzulässiger Basisdauerstrom IBmax. - Höchstzulässige Temperaturen: höchstzulässige Sperrschichttemperatur ϑj, Grenzen des Lagerungstemperaturbereiches. G. Schenke, 1.2008 Bauelemente der Elektrotechnik FB Technik, Abt. E+I 86
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Seite 13: Sperrbereich: IB ≤ 0; aktiver Ber
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