12.4 : Eigenschaften von BJT

Der Bipolar Junction Transistor (BJT), insbesondere in einer Emitterschaltung, weist ausgeprägte Strom-Spannungs-Eigenschaften auf, die für das Verständnis seines Verhaltens in elektronischen Schaltkreisen entscheidend sind. Diese Eigenschaften werden durch experimentelle Messungen von Spannungs- und Stromverhältnissen ermittelt.

Für die Eingangseigenschaften wird die Basis-Emitter-Spannung variiert, wobei eine konstante Kollektor-Emitter-Spannung aufrechterhalten wird. Dieser Aufbau zeigt eine Shockley-artige Abhängigkeit des Kollektorstroms von der Basis-Emitter-Spannung. Wenn die Basis-Emitter-Spannung ansteigt, steigt auch der Kollektorstrom, jedoch unter kontrollierten Bedingungen konstanter Kollektor-Emitter-Spannung.

Die Ausgangseigenschaften werden dann beobachtet, indem der Kollektorstrom gegen die Kollektor-Emitter-Spannung aufgetragen wird, während der Basisstrom konstant gehalten wird. Diese Beziehung hebt mehrere Betriebsbereiche des BJT hervor. Im Sättigungsbereich ist die Kollektor-Emitter-Spannung niedrig, wodurch der Kollektorstrom sich Null nähert, was auf einen minimalen Widerstand zwischen den Kollektor- und Emitteranschlüssen hinweist.

Wenn die Kollektor-Emitter-Spannung ansteigt, wechselt der Transistor in den aktiven Bereich und weist einen unendlich hohen Kollektor-Emitter-Widerstand auf. Der Kollektorstrom bleibt unabhängig von Änderungen der Kollektor-Emitter-Spannung relativ stabil. Es ist jedoch ein leichter Anstieg des Kollektorstroms zu beobachten, der auf den Früheffekt zurückzuführen ist. Dieses Phänomen beinhaltet eine Verbreiterung der Verarmungszone und eine Verringerung der Basisbreite, wodurch der Sättigungsstrom erhöht und somit ein endlicher Ausgangswiderstand eingeführt wird.

Diese Eigenschaften definieren die Betriebsbedingungen und die Leistung von BJTs in verschiedenen Anwendungen und machen sie zu grundlegenden Komponenten beim Entwurf und der Analyse elektronischer Schaltungen.