Was sind Transistorcharakteristiken?

Was sind Transistoreigenschaften?

Transistoreigenschaften definieren das Verhältnis zwischen Strom und Spannung in verschiedenen Transistor-Konfigurationen. Diese Konfigurationen, die ähnlich wie Zweiport-Netzwerke sind, werden durch charakteristische Kurven analysiert, die folgendermaßen kategorisiert sind:

Eingangseigenschaften: Diese beschreiben die Änderungen des Eingangsstroms bei Variation der Eingangsspannung, wobei die Ausgangsspannung konstant gehalten wird.

Ausgangseigenschaften: Dies ist eine Darstellung des Ausgangsstroms in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung bei konstantem Eingangsstrom.

Stromübertragungseigenschaften: Diese charakteristische Kurve zeigt die Variation des Ausgangsstroms in Übereinstimmung mit dem Eingangsstrom, wobei die Ausgangsspannung konstant gehalten wird.

Gemeinsame Basis (CB) Konfiguration des Transistors

In der CB-Konfiguration ist der Basisterminal des Transistors zwischen den Eingangs- und Ausgangsterminals gemeinsam, wie in Abbildung 1 dargestellt. Diese Konfiguration bietet einen geringen Eingangswiderstand, einen hohen Ausgangswiderstand, einen hohen Widerstandsverstärkungsfaktor und einen hohen Spannungsverstärkungsfaktor.

Eingangseigenschaften für die CB-Konfiguration des Transistors

Eingangseigenschaften für die CB-Konfiguration: Abbildung 2 illustriert, wie der Emitterstrom, IE, sich in Abhängigkeit von der Basis-Emitter-Spannung, VBE, ändert, wobei die Kollektor-Basis-Spannung, VCB, konstant gehalten wird.

Dies führt zu dem Ausdruck für den Eingangswiderstand:

Ausgangseigenschaften für die CB-Konfiguration des Transistors

Ausgangseigenschaften für die CB-Konfiguration: Abbildung 3 zeigt die Änderungen des Kollektorstroms, IC, in Bezug auf VCB, wobei ein konstanter Emitterstrom, IE, aufrechterhalten wird. Dieses Diagramm ermöglicht es uns auch, den Ausgangswiderstand zu berechnen.

Stromübertragungseigenschaften für die CB-Konfiguration des Transistors

Stromübertragungseigenschaften für die CB-Konfiguration: Abbildung 4 zeigt, wie der Kollektorstrom, IC, sich in Abhängigkeit vom Emitterstrom, IE, ändert, wobei VCB konstant gehalten wird. Dies ergibt eine Stromverstärkung kleiner als 1, die mathematisch unten ausgedrückt wird.

Gemeinsamer Kollektor (CC) Konfiguration des Transistors

Diese Transistor-Konfiguration hat das Kollektor-Terminal des Transistors gemeinsam zwischen den Eingangs- und Ausgangsterminals (Abbildung 5) und wird auch als Emitterschaltung bezeichnet. Diese bietet einen hohen Eingangswiderstand, einen niedrigen Ausgangswiderstand, eine Spannungsverstärkung kleiner als eins und eine hohe Stromverstärkung.

Eingangseigenschaften für die CC-Konfiguration des Transistors

Eingangseigenschaften für die CC-Konfiguration: Abbildung 6 zeigt, wie der Basisstrom, IB, sich in Bezug auf die Kollektor-Basis-Spannung, VCB, ändert, wobei die Kollektor-Emitter-Spannung, VCE, konstant gehalten wird.

Ausgangseigenschaften für die CC-Konfiguration des Transistors

Die nachfolgende Abbildung 7 zeigt die Ausgangseigenschaften für die CC-Konfiguration, die die Variationen von IE in Abhängigkeit von VCE für konstante Werte von IB darstellen.

Stromübertragungseigenschaften für die CC-Konfiguration des Transistors

Diese Eigenschaft der CC-Konfiguration (Abbildung 8) zeigt die Variation von IE mit IB, wobei VCE konstant gehalten wird.

Gemeinsamer Emitter (CE) Konfiguration des Transistors

In dieser Konfiguration ist der Emitter-Terminal zwischen den Eingangs- und Ausgangsterminals gemeinsam, wie in Abbildung 9 dargestellt. Diese Konfiguration bietet mittleren Eingangswiderstand, mittleren Ausgangswiderstand, mittlere Stromverstärkung und Spannungsverstärkung.

Eingangseigenschaften für die CE-Konfiguration des Transistors

Abbildung 10 zeigt die Eingangseigenschaften für die CE-Konfiguration des Transistors, die die Variation von IB in Abhängigkeit von VBE illustrieren, wenn VCE konstant gehalten wird.

Aus dem in Abbildung 10 gezeigten Diagramm kann der Eingangswiderstand des Transistors ermittelt werden:

Ausgangseigenschaften für die CE-Konfiguration des Transistors

Die Ausgangseigenschaften der CE-Konfiguration (Abbildung 11) werden auch als Kollektoreigenschaften bezeichnet. Dieses Diagramm zeigt die Variation von IC in Abhängigkeit von VCE, wenn IB konstant gehalten wird. Aus dem gezeigten Diagramm kann der Ausgangswiderstand ermittelt werden:

Stromübertragungseigenschaften für die CE-Konfiguration des Transistors

Diese Eigenschaft der CE-Konfiguration zeigt die Variation von IC mit IB, wobei VCE konstant gehalten wird. Dies kann mathematisch durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Dieses Verhältnis wird als Gemeinsamer-Emitter-Stromverstärkungsfaktor bezeichnet und ist immer größer als 1.

Schließlich ist zu beachten, dass obwohl die erläuterten charakteristischen Kurven für BJT gelten, eine ähnliche Analyse auch im Fall von FETs zutrifft.