Transistortypen erklärt: Ihr vollständiges Nachschlagewerk

Elektronische Schaltungen nutzen diverse Bauteile für effektive Funktion. Dazu gehören Transistoren in großer Vielfalt. Lesen Sie weiter für einen tiefen Einblick in verschiedene Transistortypen.

Was ist ein Transistor?

Ein Transistor ist ein dreischichtiges aktives Bauelement, das elektrische Signale in einem IC schaltet oder verstärkt. „Aktiv“ bedeutet: Eingangsspannung > Ausgangsspannung.

Transistoren ersetzen Röhren (weniger Platz, bessere Thermik, geringere Betriebsleistung).

Transistoren

Transistor-Stammbaum-Diagramm

Transistortypen

Bipolare Transistoren (BJT)

Drei Bereiche: Emitter (E), Basis (B), Kollektor (C). Stromfluss von Basis → höherer Wert an Kollektor/Emitter.

Löcher und Elektronen für Leitfähigkeit → „bipolar“. Zwei pn-Übergänge → „junction“. Niedrige Eingangsimpedanz → ideal für Signalverstärkung.

BJT-Betrieb

NPN-Transistor

p-Typ-Halbleiter zwischen zwei n-Typ-Halbleitern. Löcher = Minderheitsladungsträger, Elektronen = Mehrheitsladungsträger.

Bevorzugt wegen höherer Elektronenbeweglichkeit und geringerer Lochbeweglichkeit.

Elektronenbeweglichkeit: Emitter → Kollektor. Emitter sendet Elektronen in Basisbereich, Basis steuert Emission.

NPN-Transistor-Schaltplan

PNP-Transistor

Zwei p-Typ-Halbleiter umschließen dünneren n-Typ-Halbleiter.

Basis-Emitter-Übergang steuert Stromrichtung – entgegengesetzt zum NPN.

PNP-Transistor-Schaltung

Feldeffekttransistor (FET)

Halbleiterbauelement mit drei Bereichen: Source (S), Gate (G), Drain (D).

Unipolar (nur Mehrheitsladungsträger) – im Gegensatz zu BJT.

Gate-Spannung steuert Source-Spannung → bestimmt Drain-Spannung.

Hohe Eingangsimpedanz → geringer Stromfluss.

Vorteil: günstiger, einfacher herzustellen. Nachteil: Stromverstärkung weniger effizient als BJT.

Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET)

Frühe FET-Form, kann als Transistorschalter oder Verstärker fungieren.

JFET-Transistoren

MOSFET

Metal-Oxide-Semiconductor-FET: dünne Metalloxidschicht trennt Kanal und Gate.

Oxidschicht ermöglicht Stromdurchlass durch Siliziumwafer – Prozess: Oberflächenpassivierung.

Transistoren nach Funktion

Klassifikation nach Funktionsweise und Verwendungszweck.

Kleinsignaltransistor

Verstärkt niedrige Signale in Digitalschaltungen; kann auch als Schalttransistor dienen. NPN/PNP, hFE 0–100. Kollektorstrom 80–600 mA, Frequenz 1–300 MHz.

Kleinschalttransistoren

Hauptzweck: Schalten, können auch verstärken. hFE 10–200, aber bei Maximalrating besser schaltend als verstärkend.

Leistungstransistoren

Für Hochleistungs-Schaltungen mit Kühlkörper gegen Überhitzung. Arbeitsleistung 0–100 W, Frequenz 1–100 MHz.

Leistungstransistor

Hochfrequenztransistoren (RF-Transistoren)

Für Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen. Kleines Eingangssignal bei hohen Frequenzen. Kollektorstrom 10–600 mA, max. 200 MHz.

Phototransistor

Lichtempfindliche Transistoren. Photosensitivität ersetzt Basisanschluss: ohne Licht = AUS.

Als Photo-FETs und Photo-BJTs verfügbar. Photo-BJTs lichtempfindlicher.

NPN und PNP Phototransistor-Schaltbild

Uni-Junction-Transistoren (UJT)

Drei Anschlüsse: zwei Basen, ein Emitter. Für Schaltoperationen, nicht für Verstärkung geeignet.

UJT-Schaltzeichen

Heterojunction Bipolar Transistor (HBT)

Bipolarer Transistor mit unterschiedlichen Halbleitermaterialien an Emitter und Basis → Heteroübergang. Upgrade zu BJT: handhabt Hochfrequenzsignale, effizient in Digitalelektronik.

Darlington-Transistor

Schaltungskombination zweier Bipolartransistoren → erhöhter Stromverstärkungsfaktor. Emitter des einen an Basis des anderen. In Einzeltransistor-Gehäusen.

Schottky-Transistor

Kombination aus Schottky-Diode und Transistor. Diode verhindert Transistorsättigung durch Ableiten von Überschussstrom.

Multi-Emitter-Transistor

Spezieller BJT an Eingängen von ICs, Logikgattern, NAND-Gattern. Ersetzt Dioden in DTL → schnelle Einzeltransistor-Operationen in Logikgattern. Reduziert Leistungsaufnahme.

Dual-Gate-MOSFET

Für Anwendungen mit zwei in Reihe geschalteten Gates. Gates beeinflussen Stromfluss zwischen Gate und Source.

Lawinen-Transistor (Avalanche Transistor)

BJT im Lawinen-Durchbruchsbereich. < Nanosekunden-Umschaltzeiten, schaltet extrem hohe Ströme.

Diffusionstransistor

BJT mit Dotiermitteln im Halbleitermaterial. Dotierung nach Legierungs- und Wachstumsübergangs-Fertigung des BJT.

Zusätzlich: Video-Illustration zur Transistorfunktion in Schaltungen.

Transistoren testen

Prüfung auf Beschädigung/Funktionsfähigkeit:

Multimeter verwenden

Digitales Multimeter auf Diodentest oder analoges auf niedrigen Widerstandsbereich.

Multimeter

Alle Anschlüsse beidseitig testen und prüfen:

• Basis-Emitter-Übergang und Basis-Kollektor leiten in eine Richtung wie Diode.
• Kollektor-Emitter-Übergang sollte nicht leiten.

Einfache Testschaltung

• Transistor in Schaltung einbauen.
• 10 kΩ Widerstand an Basis zum Schutz.
• Versorgungsspannung 5–12 V.
• Funktioniert Transistor → LED leuchtet bei Betätigung des Schalters.
• Für PNP: Schaltung und Spannung spiegeln.

Einfache Schaltschaltung

Fazit

Hoffentlich sind Sie nun mit allen Transistortypen und ihrer Funktionsweise vertraut. Bei Fragen oder Klärungsbedarf kontaktieren Sie uns gerne.