T r a n s i s t o r e n
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T r a n s i s t o r e n Daniel Jänicke Kompaktlabor 2004
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T r a n s i s t o r e n. Kompaktlabor 2004. Daniel Jänicke. Der Transistor. Transistor allgemein Geschichte des Transistors Varianten von Transistoren Der bipolare Transistor Der unipolare Transistor Der Thyristor. Transistoren?. verwendet zum Schalten und Verstärken - PowerPoint PPT Presentation
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T r a n s i s t o r e n
Daniel Jänicke
Kompaktlabor 2004
Der Transistor
● Transistor allgemein
● Geschichte des Transistors
● Varianten von Transistoren
● Der bipolare Transistor
● Der unipolare Transistor
● Der Thyristor
5 000000 000000 000 000
Transistoren?
● verwendet zum Schalten und Verstärken
● besteht aus dotierten Halbleiterschichten
Bislang hergestellte Gesamtstückzahl:
Bislang kleinster Transistor in Meter:
3000 000 00,
Geschichte der Transistoren
● 1948 patentiert durch Shockley, Bardeen und Brattain
● 50er Jahren Wettlauf zwischen Röhre und Transistor
● Zuerst Germanium-Transistoren in Glasröhrchen
Der erste Transistor
Varianten von Transistoren
● bipolare Varianten➔ Fototransistor➔ Darlington Transistor➔ HBT / HJBT - Heterojunction Bipolartransistor➔ IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor
● unipolare Varianten➔ JFET - Sperrschicht Feldeffekttransistor➔ MOSFET - Metall-Oxid-Feldeffekttransistor➔ MISFET - Schottky-Feldeffekttransistor➔ HEMT - High Electron Mobility Transistor➔ ISFET - Ionen-Sensitiver Feldeffekttransistor
Bipolartransistor
● besteht aus drei dünnen Halbleiterschichten (npn oder pnp)
● kleiner Strom durch BE bewirkt großen Strom durch CE
● ist stromgesteuert und hat geringe Eingangsimpendanz
● zumeist in Verstärkerschaltungen genutzt
Fototransistor
● ähnlich dem Bipolartransistor, nur Ansteuerung mit Licht
● schaltet Verbraucher, durch Verstärkung des Fotostroms
● Anwendung durch Lichtschtranken und Optokopplern
Darlington-Transistor
● besteht aus 2 kombinierten Bipolartransistoren
● Vorteil: gleicher Platz – höhere Stromverstärkung
● Nachteile: doppelte Basis-Emitter-Spannung
Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)
● 1984 durch Siemens und Harris entwickelt
● kleiner Eingangswiderstand, fast leistungslose Ansteuerung
● besonders gut als Leistungsschalter (bis 3000 A)
unipolare Transistoren (FETs)
● aktive, nichtlineare Halbleiterbauelemente mit 3 Anschlüssen
● FETs sind spannungsgesteuert
● Es gibt Anreicherungs- und Verarmungs-FETs
Sperrschicht Feldeffekttransistor (JFET)
● Gatespannung steuert Strom durch den Kanal
● großer Eingangswiderstand, dadurch leistungsarme Steuerung
● Anwendung in Verstärkern, Analogschalter, Oszillatoren
● Nicht für hochfrequente Anwendungen geeignet
Metall-Oxid-Feldeffekttransistor (MOSFET)
● Gate ist elektrisch isoliert vom Leitungskanal
● Leitfähigkeit wird stromlos gesteuert
● einfache Herstellung, für integrierte Schaltungen
● schlecht für hochfrequente Anwendungen
High Electron Mobility Transistor (HEMT)
● ähnlich dem MOSFET, besteht aus verschiedenen Halbleitern
● oft aus Aluminium-Gallium-Arsenid und Gallium-Arsenid
● Elektronengas zwischen Grenze dient als leitfähiger Kanal
● hohe Elektronenbeweglichkeit
● sehr gut für Hochfrequenzanwendungen nutzbar
Ion-Selective Feldeffekttransistor (ISFET)
● Ionensensitive Schicht, statt metallisches Gate
● Ionenanzahl in Flüssigkeit steuert den Kanal
● roboste Bauweise und sehr präzise
● für medizinischen Bereich entwickelt
● Einsatz auch in Industrie und Laboren
Der Thyristor
● konsequente Erweiterung mit mehreren Schichten (pnpn)
● im Grundzustand in beide Richtungen sperrend
● stellt eine steuerbare Diode da
● zünden durch Strominjektion am Gate (eine Richtung leitend)
● löschen durch Abschalten der Spannung
● Für große Sröme, aber Grenzfrequenz von 200 Hz
● elektr. Motoren, Lichtsteuerung, Hochspannungs-DC-Übertrager
● zum Teil schon wieder durch IGBTs verdrängt
