Transistoren sind ein Schlüsselelement in vielen elektronischen Geräten und verfügen über die Fähigkeit, elektrischen Strom zu verstärken und zu steuern. Beim Betrieb des Transistors tritt ein Spannungsabfall auf, der eine wichtige Rolle bei seiner Funktion spielt. Die Größe dieses Spannungsabfalls hängt von mehreren Faktoren ab und kann in einem weiten Bereich variieren.
Einer der Hauptfaktoren, die die Fallspannung am Transistor beeinflussen, ist sein Typ. Es gibt verschiedene Arten von Transistoren, wie Bipolartransistoren (BJT) und Feldeffekttransistoren (FET). Jeder Typ hat seine eigenen Eigenschaften und Eigenschaften, einschließlich seiner eigenen Fallspannungsgröße.
Ein weiterer Faktor, der die Abfallspannung am Transistor bestimmt, ist sein Betriebsstrom. Je mehr Strom durch den Transistor fließt, desto mehr Spannung fällt darauf ab. Dies ist auf den internen Widerstand des Transistors und den Energieverlust während des Betriebs zurückzuführen.
Die Messung der Fallspannung an einem Transistor ist ein wesentlicher Bestandteil seiner Prüfung und Analyse. Dies kann mit einem Multimeter erfolgen, indem es an die entsprechenden Kontakte des Transistors angeschlossen wird. Eine andere Möglichkeit, die Fallspannung zu messen, ist die Verwendung eines Oszilloskops, mit dem Spannungsänderungen visuell angezeigt werden können.
Spannungsquellen am Transistor
Im Betrieb eines Transistors kann die Spannung aus verschiedenen Quellen stammen. Es ist wichtig, diese Quellen zu berücksichtigen, um die Spannung am Transistor richtig zu messen.
Die Hauptspannungsquellen am Transistor sind:
- Stromversorgung: Die an die Basis, den Emitter und den Kollektor des Transistors zugeführte Spannung;
- Signalquelle: Das an die Basis des Transistors zugeführte Signal.
Die Stromversorgung liefert eine konstante oder variable Spannung am Transistor. Konstante Spannung wird normalerweise für Leistungsverstärker und Wechselspannung für Signalverstärker verwendet.
Die Signalquelle liefert ein elektrisches Signal, das vom Transistor moduliert oder verstärkt wird. Dieses Signal kann konstant oder variabel sein, und seine Amplitude und Frequenz können je nach Anwendung variieren.
Sie können ein Voltmeter oder ein Oszilloskop verwenden, um die Spannung am Transistor zu messen. Mit einem Voltmeter können Sie konstante oder variable Spannungen messen, und mit einem Oszilloskop können Sie Spannungsänderungen im Laufe der Zeit visuell abbilden.
Die korrekte Messung der Spannung am Transistor umfasst daher die Berücksichtigung von Strom- und Signalquellen sowie die Verwendung geeigneter Messwerkzeuge.
Versorgungsspannung
Bei der Betrachtung von Transistoren werden normalerweise mehrere Arten von Versorgungsspannungen unterschieden:
| Versorgungsspannung | Bezeichnung | Bedeutung | Maßeinheit |
|---|---|---|---|
| Emitter-Kollektorspannung | VEC | von -VCEO bis VCEO | Voltas |
| Emitter-Basis-Spannung | VEB | von -VEBO bis VEBO | Voltas |
| Kollektor-Basis-Spannung | VCB | von -VCBO bis VCBO | Voltas |
Hier ist VCEO, VEBO und VCBO - maximal zulässige Spannungswerte.
Sie können die Versorgungsspannung mit einem Voltmeter messen, indem Sie es zwischen den entsprechenden Anschlüssen des Transistors anschließen.
Spannung an der Basis
Die transistorbasierte Spannung hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der angeschlossenen Schaltung und den Parametern des Transistors selbst. Es kann eine Konstante oder Variable sein, und sein Wert kann über externe Quellen gesteuert werden.
Sie können die Spannung an der Basis mit einem Voltmeter messen. Dazu ist es notwendig, den positiven Pol des Voltmeters an die Basis des Transistors und den negativen Pol an den gemeinsamen Boden oder einen anderen Punkt mit Nullpotential anzuschließen. Es ist wichtig, die Polarität der Kontakte des Voltmeters zu berücksichtigen und es richtig an die Basis anzuschließen.
Die Spannung an der Basis ist ein wichtiger Parameter für die Bestimmung des Betriebsmodus des Transistors: aktiv, Sättigung oder Cutoff. Abhängig von den Werten der Basisspannung können sich der Emitterstrom und die Verstärkung ändern, was sich auf den Betrieb des Transistors und die elektrische Schaltung auswirkt, in die er eingebunden ist.
Kollektor-Emitter-Spannung
Abhängig von der Art des Transistors (NPN oder PNP) und seiner Konfiguration (offener Kollektor, offener Emitter, gemeinsamer Emitter), Spannung VCE es kann verschiedene Bedeutungen und Merkmale des Funktionierens haben.
Spannung VCE kann mit einem Multimeter oder einem anderen Spannungsmessgerät gemessen werden. Um dies zu tun, müssen Sie die positive Probe des Multimeters an den Kollektor des Transistors und die negative Probe an den Emitter anschließen. Die Messung ergibt einen V-WertCE.
Spannungsverluste an Übergängen
Im Transistor gibt es Übergänge zwischen verschiedenen Materialien, wie dem Basis-Emitter und dem Basis-Kollektor. An diesen Übergängen treten Spannungsverluste auf, die den Betrieb des Transistors erheblich beeinträchtigen können.
Die Hauptfaktoren, die die Größe des Spannungsverlustes an den Übergängen beeinflussen, sind:
- Technologische Faktoren: wie der Herstellungsprozess des Transistors, seine Abmessungen und seine Konstruktion. Je kleiner beispielsweise die Übergangsgrößen und die Schichtdicke sind, desto geringer ist der Spannungsverlust.
- Elektrische Parameter: wie die länge der basis, die konzentration von verunreinigungen, die temperatur. Wenn beispielsweise die Verunreinigungskonzentration zunimmt, nehmen die Spannungsverluste zu.
- Arbeitsweise: wie Kollektorstrom und Basisspannung. Zum Beispiel kann eine Erhöhung des Kollektorstroms zu erhöhten Spannungsverlusten an den Übergängen führen.
Verschiedene Methoden werden verwendet, um den Spannungsverlust an den Übergängen zu messen, einschließlich:
- Messung des Spannungsabfalls: bestimmt den Spannungsverlust, indem die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannungen am Transistor gemessen wird.
- Thermische Analyse: ermöglicht die Bestimmung von Spannungsverlusten an Übergängen, indem die Temperaturänderung des Transistors gemessen wird.
- Transistorkurve: bestimmt Spannungsverluste, indem ein Diagramm erstellt wird, das die Abhängigkeit der Ausgangsspannung vom Eingang anzeigt.
Methoden zur Messung der Spannung am Transistor
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Spannung am Transistor zu messen:
| Art | Die Beschreibung |
|---|---|
| Messung mit einem Multimeter | Dieses Verfahren basiert auf der Verwendung eines Multimeters, mit dem Sie die Spannung am Transistor messen können. Um dies zu tun, müssen Sie ein Multimeter an den Transistor anschließen und eine Messung durchführen. |
| Verwenden eines Oszilloskops | Das Oszilloskop ermöglicht die Visualisierung von Spannungsänderungen am Transistor im Laufe der Zeit. Um die Spannung zu messen, müssen Sie das Oszilloskop an den Transistor anschließen und Änderungen am Bildschirm beobachten. |
| Messung mit einem logischen Analysator | Ein Logikanalysator ermöglicht die Analyse digitaler Signale, einschließlich der Spannung am Transistor. Durch den Anschluss eines logischen Analysators an einen Transistor können Sie Informationen über den Spannungszustand erhalten. |
Die Wahl der Methode zur Messung der Spannung am Transistor hängt von den Zielen und Anforderungen der Studie ab. Jede Methode hat ihre eigenen Eigenschaften und ist für bestimmte Situationen konzipiert.
