Hallo liebe wer weiss was Experten,
wie funktioniert die Steuerung der Stromverstärkung in einem Bipolartransistor?
Ich gehe mal von einem npn-BJT im Vorwärtsaktiven Betrieb (Basis-Emitterspannung (Ube) > 0 und Basis-Kollektor Spannung (Ubc)
Hallo Dude09,
- erhöhe ich nun Ube verkleinere ich ja die Raumladungszone
und mehr Elektronen können in die Basis diffundieren sowie
mehr Löcher in den Emitter folglich erhöht sich dadurch mein
Kollektorstrom oder?
Jain.
Der Bipolar-Trasitor ist ein Stromverstärker.
Die Sapnnung kannst du theoretisch nur bis zur Vorwärtsspannung erhöhen. Die weitere Spannungserhöhung geht praktisch nur, weil das Halbleitermatrial einen Ohmschen Widerstand hat (besonders in der Basis).
Nun heißt es aber in diversen Büchern das die Stromverstärkung
durch den Basisstrom gesteuert wird. Aber wie trägt der
Basisstrom zur Erhöhung des Elektronenstromes (vom Emitter
kommend) bei?
Ein Transistor funktioniert nur wenn die Basis dünn ist, also der Abstand der be-RLZ und der bc-RLZ recht klein ist.
Aber wieso sollte das den Elektronenstrom vergrößern, eig
sollte doch damit nur der Basisstrom größer werden oder? Oder
liege ich bei irgendeiner Annahme komplett daneben?
Die bc-RLZ wird durch den Strom durch die be-Stercke „ausgewaschen“.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter(TOO),
ersteinmal vielen Dank, soweit leuchtet das ein.
Kleine Basis damit die Elektronen auch beim Kollektor ankommen (wo sie ja dann von dem Feld der BC- RLZ „abgesaugt“ werden) und nicht bereits in der Basis rekombinieren. Jedoch rekombiniert ein kleiner Teil dieses Elektronestromes trotzdem mit einem kleinen Teil des Löcherstromes aus der Basis. (Stimmt das soweit?) Und laut Literatur soll dieser „Rekombinationsstrom“ für die Stromverstärkung verantwortlich sein, was mir aber nicht so richtig einleuchten will.
Die bc-RLZ wird durch den Strom durch die be-Stercke
„ausgewaschen“.
Wie meinst du das mit dem „auswaschen“?
Beste Grüße
Dude09
Hallo
Ich vermute eine Art von Strahlung von der B-E Strecke in die B-C Strecke hinein.
Es könnte auch sein, das die fließenden Elektronen eine vorübergehende Veränderung der Dotierung in der B-E Strecke bewirken, und dies einen Feldeffekt auf die Dotierung der B-C Strecke hat.
Noch etwas anderes: Wie hart können Wege der Elektronen in Halbleitern geknickt werden?
Ist das nicht unbegrenzt scharfkantig möglich, würde sich ein Strombogen bilden, der in die B-C Strecke hineinreicht. Das würde auch die genannte „Auswaschen Theorie“ erklären.
MfG
Matthias
Hallo Dude09,
Die bc-RLZ wird durch den Strom durch die be-Stercke
„ausgewaschen“.Wie meinst du das mit dem „auswaschen“?
Du kannst die beiden RLZ nicht getrennt betrachten.
Die Ladungsträger fliessen zwar über die be-Strecke, rekombinieren aber auch „versehentlich“ in der bc-RLZ.
Man findet auch den Ausdruck, dass die Basis mit Ladungsträgern „überschwemmt wird“.
Die Breite der RLZ nimmt, im Sperrbetrieb, mit der angelegten Spannung zu. Schnelle Elektronen können aber die RLZ überspringen, ein Teil des Sperrstroms kommt durch diesen Effekt zu Stande (der andere kommt hauptsächlich aus Dotierungsfehlern). --> siehe auch Tunneleffekt.
Die mittlere Elektronengeschwindigkeit entspricht der Spannung. Dadurch, dass die Atome nicht stillstehen, sondern um ihre Lage im Gitter „rumzittern“ (Temperatur --> Brownsche Bewegung), wird bei einem Zusammenstoss von einem Elektron und einem Atom das Elektron beschleunigt oder abgebremst.
Wir nun die bc-RLZ schmaler, kann diese von mehr Elektronen übersprungen werden, somit nimmt der Strom zu.
Wenn das noch nicht weitehilft, musst du genauer formulieren wo es bei dir hakt.
MfG Peter(TOO)
Hallo Matthias,
Ich vermute eine Art von Strahlung von der B-E Strecke in die
B-C Strecke hinein.
Es könnte auch sein, das die fließenden Elektronen eine
vorübergehende Veränderung der Dotierung in der B-E Strecke
bewirken, und dies einen Feldeffekt auf die Dotierung der B-C
Strecke hat.
Diese Theorie gehört ins Eso-Brett 
Es gibt zwar Ionenwanderungen der Dotierung, aber das sind Langzeiteffekte der Alterung von Halbleitern und zudem sind diese permanent.
MfG Peter(TOO)
Hallo Matthias,
Ich vermute eine Art von Strahlung von der B-E Strecke in die
B-C Strecke hinein.
Es könnte auch sein, das die fließenden Elektronen eine
vorübergehende Veränderung der Dotierung in der B-E Strecke
bewirken, und dies einen Feldeffekt auf die Dotierung der B-C
Strecke hat.Diese Theorie gehört ins Eso-Brett
Es gibt zwar Ionenwanderungen der Dotierung, aber das sind
Langzeiteffekte der Alterung von Halbleitern und zudem sind
diese permanent.
Hallo nochmal
Ich würde das aber nicht so leichtfertig abtun, weil Dotierung auch auf Feldeffekte beruht, Halbleiter auf Feldeffekte und Strahlung oft reagieren und selbst manchmal auch Strahlung abgeben.
Es ist nicht gemeint, das die Hardwaredotierung verändert wird, sondern zusätzlich beeinflusst wird, eine gesteuerte Störung der Dotierung der B-C Strecke sozusagen.
MfG
Matthias
Hallo Matthias,
Ich würde das aber nicht so leichtfertig abtun, weil Dotierung
auch auf Feldeffekte beruht, Halbleiter auf Feldeffekte und
Strahlung oft reagieren und selbst manchmal auch Strahlung
abgeben.
Die Frage bezog sich aber ausdrücklich auf Bipolar-transistoren, also den normalen Transistor-Effekt.
Feldeffekt-Transistoren funktionieren anders und Photo-Effekte sind nochmals etwas anderes.
Bei Feleffekt-Transistoren und den heutigen Strukturgrössen gibt es Probleme mit Kanten, aber wegen den dabei auftretenden hohen Feldstärken. Deshalb musste auch bei den heutigen hohen Integrationsdichten (CPUs, RAMs) die Betriebsspannung gesenkt werden.
Bei 100nm und 1V braucht man schon eine Isolationsfestigkeit von 10kV/mm.
MfG Peter(OO)
Hallo Peter(TOO),
mein konkretes Problem ist es zu verstehen wieso man mit dem Basisstrom den Emitter-Kollektorstrom steuern kann.
Wenn ich salopp gesagt meinen Basisstrom erhöhe, erhöht sich doch auch der Strom, welcher vom Emitter zum Kollektor fließt oder?
Warum ist dies so?
Mfg Dude09
Hallo Dude09,
Warum ist dies so?
Dir ist klar, dass sich die Löcher nicht bewegen, sondern nur die Elektronen?
MfG Peter(TOO)