T r a n s i s t o r e n Kompaktlabor 2004 Daniel Jänicke.

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1 T r a n s i s t o r e n Kompaktlabor 2004 Daniel Jänicke

2 Der Transistor Transistor allgemein Geschichte des Transistors
Varianten von Transistoren Der bipolare Transistor Der unipolare Transistor Der Thyristor

3 Transistoren? verwendet zum Schalten und Verstärken
besteht aus dotierten Halbleiterschichten Bislang hergestellte Gesamtstückzahl: 5 000 000 000 000 000 000 Bislang kleinster Transistor in Meter: 0, 000 000 3

4 Geschichte der Transistoren
1948 patentiert durch Shockley, Bardeen und Brattain 50er Jahren Wettlauf zwischen Röhre und Transistor Zuerst Germanium-Transistoren in Glasröhrchen Der erste Transistor

5 Varianten von Transistoren
bipolare Varianten Fototransistor Darlington Transistor HBT / HJBT - Heterojunction Bipolartransistor IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor unipolare Varianten JFET - Sperrschicht Feldeffekttransistor MOSFET - Metall-Oxid-Feldeffekttransistor MISFET - Schottky-Feldeffekttransistor HEMT - High Electron Mobility Transistor ISFET - Ionen-Sensitiver Feldeffekttransistor

6 Bipolartransistor besteht aus drei dünnen Halbleiterschichten (npn oder pnp) kleiner Strom durch BE bewirkt großen Strom durch CE ist stromgesteuert und hat geringe Eingangsimpendanz zumeist in Verstärkerschaltungen genutzt

7 Fototransistor ähnlich dem Bipolartransistor, nur Ansteuerung mit Licht schaltet Verbraucher, durch Verstärkung des Fotostroms Anwendung durch Lichtschtranken und Optokopplern

8 Darlington-Transistor
besteht aus 2 kombinierten Bipolartransistoren Vorteil: gleicher Platz – höhere Stromverstärkung Nachteile: doppelte Basis-Emitter-Spannung

9 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)
1984 durch Siemens und Harris entwickelt kleiner Eingangswiderstand, fast leistungslose Ansteuerung besonders gut als Leistungsschalter (bis 3000 A)

10 unipolare Transistoren (FETs)
aktive, nichtlineare Halbleiterbauelemente mit 3 Anschlüssen FETs sind spannungsgesteuert Es gibt Anreicherungs- und Verarmungs-FETs

11 Sperrschicht Feldeffekttransistor (JFET)
Gatespannung steuert Strom durch den Kanal großer Eingangswiderstand, dadurch leistungsarme Steuerung Anwendung in Verstärkern, Analogschalter, Oszillatoren Nicht für hochfrequente Anwendungen geeignet

12 Metall-Oxid-Feldeffekttransistor (MOSFET)
Gate ist elektrisch isoliert vom Leitungskanal Leitfähigkeit wird stromlos gesteuert einfache Herstellung, für integrierte Schaltungen schlecht für hochfrequente Anwendungen

13 High Electron Mobility Transistor (HEMT)
ähnlich dem MOSFET, besteht aus verschiedenen Halbleitern oft aus Aluminium-Gallium-Arsenid und Gallium-Arsenid Elektronengas zwischen Grenze dient als leitfähiger Kanal hohe Elektronenbeweglichkeit sehr gut für Hochfrequenzanwendungen nutzbar

14 Ion-Selective Feldeffekttransistor (ISFET)
Ionensensitive Schicht, statt metallisches Gate Ionenanzahl in Flüssigkeit steuert den Kanal roboste Bauweise und sehr präzise für medizinischen Bereich entwickelt Einsatz auch in Industrie und Laboren

15 Der Thyristor konsequente Erweiterung mit mehreren Schichten (pnpn)
im Grundzustand in beide Richtungen sperrend stellt eine steuerbare Diode da zünden durch Strominjektion am Gate (eine Richtung leitend) löschen durch Abschalten der Spannung Für große Sröme, aber Grenzfrequenz von 200 Hz elektr. Motoren, Lichtsteuerung, Hochspannungs-DC-Übertrager zum Teil schon wieder durch IGBTs verdrängt