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Der Transistor-Effekt

Grundwissen

  • Wenn beim npn-Transistor die Basis genügend postiv gegenüber dem Emitter ist, kann ein Strom über die Kollektor-Emitter-Strecke fließen (Transistor-Effekt).
  • Mithilfe eines kleinen Basisstroms kann ein großer Stromfluss zwischen Emitter und Kollektor gesteuert werden.

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  • Wenn beim npn-Transistor die Basis genügend postiv gegenüber dem Emitter ist, kann ein Strom über die Kollektor-Emitter-Strecke fließen (Transistor-Effekt).
  • Mithilfe eines kleinen Basisstroms kann ein großer Stromfluss zwischen Emitter und Kollektor gesteuert werden.

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Transistor-Formalitäten

Grundwissen

  • Einfache Transistoren bestehen drei abwechselnd p- und n-dotierten Halbleiterschichten.
  • Man unterscheidet zwischen npn-Transistor und pnp-Transistor - meistens behandelt man jedoch npn-Transistoren.
  • Die drei Teile nennt man Kollector (C), Basis (B) und Emitter (E).
  • Es gibt drei Schaltungsarten eines Transistors: Emitterschaltung, Kollektorschaltung und Basisschaltung. In der Praxis spielt die Emitterschaltung eine große Rolle.

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  • Einfache Transistoren bestehen drei abwechselnd p- und n-dotierten Halbleiterschichten.
  • Man unterscheidet zwischen npn-Transistor und pnp-Transistor - meistens behandelt man jedoch npn-Transistoren.
  • Die drei Teile nennt man Kollector (C), Basis (B) und Emitter (E).
  • Es gibt drei Schaltungsarten eines Transistors: Emitterschaltung, Kollektorschaltung und Basisschaltung. In der Praxis spielt die Emitterschaltung eine große Rolle.

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Technik der Dotierung

Grundwissen

  • Halbleiter werden meist durch ein Diffusionsverfahren oder durch Implantation (Einschuss) mit Fremdatomen dotiert.

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Grundwissen

  • Halbleiter werden meist durch ein Diffusionsverfahren oder durch Implantation (Einschuss) mit Fremdatomen dotiert.

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Eigenleitung im Siliziumkristall

Grundwissen

  • Bei tiefen Temperaturen sind Halbleiter Isolatoren.
  • Bei Energiezufuhr z.B. durch Erwärmung werden Elektronen aus ihren Paarbindungen gelöst - es entstehen Leitungselektronen und Löcher.
  • Legt man eine äußere Spannung an, kommt es zur sogn Eigenleitung.

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  • Bei tiefen Temperaturen sind Halbleiter Isolatoren.
  • Bei Energiezufuhr z.B. durch Erwärmung werden Elektronen aus ihren Paarbindungen gelöst - es entstehen Leitungselektronen und Löcher.
  • Legt man eine äußere Spannung an, kommt es zur sogn Eigenleitung.

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Dotierte Halbleiter

Grundwissen

  • Man unterscheidet zwischen n-dotierten und p-dotierten Halbleitern (kurz n- bzw. p-Halbleiter).
  • Bei n-Halbleitern entstehen frei bewegliche Elektronen auf einem Untergrund positiver, ortsfester Atomrümpfe.
  • Bei p-Halbleitern entstehen frei bewegliche "Löcher" auf einem Untergrund negativer, ortsfester Atomrümpfe.

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  • Man unterscheidet zwischen n-dotierten und p-dotierten Halbleitern (kurz n- bzw. p-Halbleiter).
  • Bei n-Halbleitern entstehen frei bewegliche Elektronen auf einem Untergrund positiver, ortsfester Atomrümpfe.
  • Bei p-Halbleitern entstehen frei bewegliche "Löcher" auf einem Untergrund negativer, ortsfester Atomrümpfe.

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Stromrichtige und Spannungsrichtige Messung

Grundwissen

  • Messgeräte können die genaue Messung von Größen beeinflussen.
  • Je nachdem, ob die die Stromstärke \(I\) oder die Spannung \(U\) besonders genau messen möchtest, musst du deine Messgeräte schalten.

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  • Messgeräte können die genaue Messung von Größen beeinflussen.
  • Je nachdem, ob die die Stromstärke \(I\) oder die Spannung \(U\) besonders genau messen möchtest, musst du deine Messgeräte schalten.

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p-n-Übergang - Halbleiterdiode

Grundwissen

 

Joachim Herz Stiftung
  • Halbleiterdioden bestehen aus zwei Schichten: einem p-Halbleiter und einem n-Halbleiter
  • Dioden besitzen eine Durchlassrichtung und eine Sperrrichtung
  • Liegt der Pluspol an der p-Schicht, so ist die Diode in Durchlassrichtung geschaltet

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Joachim Herz Stiftung
  • Halbleiterdioden bestehen aus zwei Schichten: einem p-Halbleiter und einem n-Halbleiter
  • Dioden besitzen eine Durchlassrichtung und eine Sperrrichtung
  • Liegt der Pluspol an der p-Schicht, so ist die Diode in Durchlassrichtung geschaltet

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Leuchtdioden (LED) - Einführung

Grundwissen

  • Leuchtdioden sind Halbleiterdioden, die Licht , Infrarotstrahlung oder Ultraviolettstrahlung aussenden.
  • LEDs müssen in Durchlassrichtung geschaltet werden, damit sie leuchten.
  • LEDs sind effiziente Lichtquellen mit geringem Energiebedarf.

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  • Leuchtdioden sind Halbleiterdioden, die Licht , Infrarotstrahlung oder Ultraviolettstrahlung aussenden.
  • LEDs müssen in Durchlassrichtung geschaltet werden, damit sie leuchten.
  • LEDs sind effiziente Lichtquellen mit geringem Energiebedarf.

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Silizium-Solarzellen

Grundwissen

  • Klassische Silizium-Solarzellen bestehen aus einer n-dotierten und einer p-dotierten Schicht. Am Übergang bildet sich eine sog. Raumladungszone.
  • Einfallendes Licht löst in dieser Raumladungszone Elektronen von Atomen (innerer Fotoeffekt).
  • Der Wirkungsgrad von Solarzellen liegt aktuell bei 12% - 20%.

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  • Klassische Silizium-Solarzellen bestehen aus einer n-dotierten und einer p-dotierten Schicht. Am Übergang bildet sich eine sog. Raumladungszone.
  • Einfallendes Licht löst in dieser Raumladungszone Elektronen von Atomen (innerer Fotoeffekt).
  • Der Wirkungsgrad von Solarzellen liegt aktuell bei 12% - 20%.

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Der Transistor als Verstärker

Versuche

Mit diesem Versuch soll demonstriert werden, dass ein Transistor Signale verstärken kann.

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Versuche

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Der Transistor als Schalter

Versuche

Mit diesem Versuch wird nachgewiesen, dass ein Transistor als Schalter dienen kann.

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Versuche

Mit diesem Versuch wird nachgewiesen, dass ein Transistor als Schalter dienen kann.

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Video zum Transistor

Versuche
Versuche

Energiezufuhr bei Halbleitern

Versuche

  • Nachweis, dass durch Energiezufuhr bei Halbleitern Ladungen aus ihren Bindungen gelöst werden können.

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Versuche

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Einweggleichrichtung

Versuche

Mit diesem Versuch soll gezeigt werden, dass mit einer Diode eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung gewandelt werden kann.

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Versuche

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Doppelweggleichrichtung

Versuche

Mit diesem Versuch soll gezeigt werden, dass mit einer Kombination von vier Dioden (Brückengleichrichter) eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung gewandelt werden kann.

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Mit diesem Versuch soll gezeigt werden, dass mit einer Kombination von vier Dioden (Brückengleichrichter) eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung gewandelt werden kann.

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Diodeneigenschaften des Transistors

Versuche

Mit diesem Versuch wird gezeigt, dass ein Transistor "vordergründig" als Kombination zweier einander entgegengeschalteter Dioden aufgefasst werden.

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Mit diesem Versuch wird gezeigt, dass ein Transistor "vordergründig" als Kombination zweier einander entgegengeschalteter Dioden aufgefasst werden.

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Aufnahme der Diodenkennlinie

Versuche

Mit diesem Versuch werden die Kennlinien von Dioden aufgenommen, also der Zusammenhang zwischen der an einer Dioden anliegenden Spannung und der Stärke des daraus resultierenden Stroms durch die Diode untersucht.

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Versuche

Mit diesem Versuch werden die Kennlinien von Dioden aufgenommen, also der Zusammenhang zwischen der an einer Dioden anliegenden Spannung und der Stärke des daraus resultierenden Stroms durch die Diode untersucht.

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Ventilwirkung einer Diode

Versuche

Mit dem Versuch soll die Ventilwirkung eines p-n-Übergangs, also einer Halbleiterdiode gezeigt werden.

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Mit dem Versuch soll die Ventilwirkung eines p-n-Übergangs, also einer Halbleiterdiode gezeigt werden.

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Eingangskennlinie des Transistors

Versuche

Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen der Basis-Emitter-Spannung und dem Basisstrom bei einem npn-Transistor untersucht werden. Die graphische Darstellung dieses Zusammenhangs bezeichnet man als Eingangskennlinie.

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Versuche

Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen der Basis-Emitter-Spannung und dem Basisstrom bei einem npn-Transistor untersucht werden. Die graphische Darstellung dieses Zusammenhangs bezeichnet man als Eingangskennlinie.

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Stromsteuerkennlinie des Transistors

Versuche

Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen dem Basisstrom und dem Kollektorstrom bei einem npn-Transistor untersucht werden. Die graphische Darstellung dieses Zusammenhangs bezeichnet man als Stromsteuerkennlinie.

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Versuche

Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen dem Basisstrom und dem Kollektorstrom bei einem npn-Transistor untersucht werden. Die graphische Darstellung dieses Zusammenhangs bezeichnet man als Stromsteuerkennlinie.

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Ausgangskennlinienfeld des Transistors

Versuche

Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen der Kollektor-Emitter-Spannung und dem Kollektorstrom für verschiedene Basisströme bei einem npn-Transistor untersucht werden. Die graphische Darstellung dieses Zusammenhangs bezeichnet man als Ausgangskennlinienfeld.

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Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen der Kollektor-Emitter-Spannung und dem Kollektorstrom für verschiedene Basisströme bei einem npn-Transistor untersucht werden. Die graphische Darstellung dieses Zusammenhangs bezeichnet man als Ausgangskennlinienfeld.

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Arbeitsgerade des Transistors

Versuche
Versuche

Kombination der Kennlinienfelder des Transistors

Versuche
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Kennlinien von Leuchtdioden

Versuche

  • Vergleich der Kennlinien unterschiedlicher LEDs
  • Demonstration des Zusammenhangs zwischen Farbe und Schwellenspannung

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  • Vergleich der Kennlinien unterschiedlicher LEDs
  • Demonstration des Zusammenhangs zwischen Farbe und Schwellenspannung

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Kennlinie einer Silizium-Solarzelle

Versuche
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