Aufbau und Durchführung
Regle in der Schaltung in Abb. 1 die Spannung vorsichtig von \(0\,\rm{V}\) beginnend hoch. Der Basisstrom sollte den Wert von \(0{,}1\,\rm{mA}\) nicht wesentlich überschreiten. Notiere jeweils die Basis-Emitter-Spannung \(U_{\rm{BE}}\) und die Basisstromstärke \(I_{\rm{B}}\).
Es ist auch ganz interessant, die elektrische Quelle umzupolen und zu überprüfen, ob dann überhaupt ein Basisstrom fließt.
Beobachtung
In Abb. 2 sind die Messwerte in einem \(U_{\rm{BE}}\)-\(I_{\rm{B}}\)-Diagramm aufgetragen. Den Graphen bezeichnet man als Eingangskennlinie.
Es ergibt sich die Kennlinie einer Siliziumdiode. Dies war wohl auch nicht anders zu erwarten, da nur eine p-n-Schicht des Transistors betrieben wurde.
Ergebnis
Um einen - in der Anwendung erforderlichen - linearen Zusamenhang zwischen der Basis-Emitter-Spannung \(U_{\rm{BE}}\) und der Basisstromstärke \(I_{\rm{B}}\) zu gewährleisten muss die Basis-Emitter-Spannung \(U_{\rm{BE}}\) in einem Bereich liegen, in dem die Eingangskennlinie möglichst linear verläuft. Dies ist hier z.B. in einem Bereich um \(0{,}65\,\rm{V}\) gegeben.
Betrieb im linearen Bereich der Eingangskennlinie
Legt man zwischen Basis und Emitter eine sinusförmige Wechselspannung, so wird diese nur in einen sinusförmigen Basisstrom übersetzt, wenn die Wechselspannung um einen Spannungswert schwankt, bei dem die Kennlinie einigermaßen linear verläuft (Animation in Abb. 3).
Betrieb im nichtlinearen Bereich der Eingangskennlinie
In der Animation in Abb. 4 schwankt die sinusförmige Basis-Emitter-Spannung um einen Punkt im nichtlinearen Bereich der Kennlinie. Man sieht, dass sich kein schöner sinusförmiger Verlauf für den Basisstrom ergibt. Noch deutlicher wäre die Abweichung des Basisstroms von der Sinusform, wenn man die Basis-Emitterspannung z.B. um \(0{,}5\,\rm{V}\) schwanken ließe.
Bei der Verstärkung von Audio-Signalen würde sich diese Nichtlinearität als "Verzerrung" der Musik bemerkbar machen.