Ph 10 Versuch

Der Transistor als Schalter

Versuchsziel:
Nachweis, dass ein Transistor als Schalter dienen kann.

Versuchsaufbau und -durchführung: An die Kollektor-Emitter-Strecke und ein in Serie geschaltetes Lämpchen wird - wie skizziert - eine Gleichspannung angelegt. Der Basisanschluss wird über einen 10kW-Widerstand einmal mit dem Minuspol und einmal mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbunden.
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Versuchsergebnis und Erklärung:

• Wird die Basis mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden, leuchtet das Lämpchen nicht. In diesem Fall ist die Basis-Emitter-Diode nicht in Durchlassrichtung gepolt, so dass der Transistor-Effekt nicht auftreten kann. Die Kollektor-Emitter-Strecke lässt keinen Stromfluss zu, der Transistor wirkt wie ein geöffneter Schalter.
• Wird die Basis mit dem Pluspol verbunden, so leuchtet das Lämpchen. Die Basis ist (genügend) positiv gegenüber dem Emitter, die Basis-Emitter-Diode ist durchgeschaltet, der Transistor-Effekt kann auftreten. Der Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke wird sehr klein, der Transistor wirkt wie ein geschlossener Schalter.

Beispiel für eine Anwendung: Lichtschranke

Das 10kΩ-Potentiometer wird so eingestellt, dass die Lampe gerade nicht leuchtet. In diesem Fall ist der Spannungsteiler bestehend aus LDR und Potentiometer gerade so dimensioniert, dass die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter nicht ausreicht, die Basis-Emitter-Diode durchzuschalten Beleuchtet man den LDR, so leuchtet auch das Lämpchen.
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Erklärung: Trifft Licht auf den LDR, so sinkt dessen Widerstand, es fällt an ihm eine geringere Spannung als vorher ab. Da die Gesamtspannung am Spannungsteiler gleich bleibt, muss nun am Potentiometer eine höhere Spannung als vor der Beleuchtung abfallen. Somit hat aber auch die Spannung zwischen Basis und Emitter zugenommen. Die Basis-Emitter-Diode wird leitend und es tritt der Transistor-Effekt ein.