Anwendungen des Transistors

Der Transistor als Schalter (Wähle U_B so, dass I_C = konst ist.)
 

Der Transistor als Schalter
 

Unser Versuch zeigt, dass im Kollektorzweig nur dann Strom fließen kann, wenn die Basis (über einen Schutzwiderstand RB) mit dem Pluspol verbunden ist:

Ab einer bestimmten Mindestspannung UBE zwischen Basis und Emitter verändert sich die Stromstärke IC im Kollektorzweig kaum noch.

Der Transistor leitet in diesem Bereich wie ein geschlossener Schalter.

Verbindet man dagegen die Basis (wieder über den Schutzwiderstand RB) mit dem Minuspol, so sperrt der Übergang zwischen Emitter und Basis und damit der gesamte Transistor. Es fließt kein Strom mehr wie bei einem geöffneten Schalter.

 
Der Transistor als NICHT-Schaltung (NOT) (Wähle U_B so, dass I_C = konst ist.)
 

Der Transistor als NICHT-Schaltung (NOT)
 
Betrachtet man wie bei den anderen logischen Schaltungen die Spannungen zwischen Eingang und LOW-Schiene bzw. zwischen Ausgang und LOW-Schiene, so stellt man beim Transistor fest, dass er die Spannung genau umkehrt, wenn man die Basis als Eingang und den Kollektor als Ausgang nimmt:

Legt man eine Spannung an den Eingang an (E=1, Basis des Transistors mit dem Pluspol / der HIGH-Schiene verbinden), so leitet der Transistor. In der Reihenschaltung aus Widerstand RC und Transistor fällt die meiste Spannung am Widerstand RC und sehr wenig Spannung UCE zwischen Kollektor und Emitter ab, da der Transistor als guter Leiter dann einen sehr geringen Widerstand hat. Also ist der Ausgang negativ geladen, A=0.
Legt man keine Spannung an den Eingang an (E=0, Basis des Transistors mit dem Minuspol / der LOW-Schiene verbinden), so sperrt der Transistor. Der Kollektor und damit der Ausgang ist positiv geladen, die gesamte Spannung liegt am Transistor zwischen Kollektor und Emitter, A=1.
Es ergibt sich damit die Schaltwerttabelle einer NICHT-Schaltung: E A 0 1 1 0 Eine NICHT-Schaltung (NOT) besteht also aus einem Transistor, vor dessen Basis und vor dessen Kollektor jeweils ein Widerstand geschaltet sind. Schaltsymbol:

 
Der Transistor als Verstärker (Wähle U_B so, dass I_C ~ I_B ist.)
 

Der Transistor als Verstärker
 


Der proportional ansteigende Bereich der Stromsteuerkennlinie kann zur Verstärkung einer Wechselspannung benutzt werden, da IC deutlich größer als IB ist.
Aufbau:	An die Kollektor-Emitter-Strecke und einen in Serie geschalteten Lautsprecher wird eine Gleichspannung angelegt. Durch einen Spannungsteiler (Widerstand mit in Reihe geschaltetem Potentiometer) wird dafür gesorgt, dass zwischen Basis und Emitter eine Gleichspannung besteht (Basis positiv gegenüber dem Emitter). Zusätzlich wird zwischen Basis und Emitter der Lautsprecherausgang eines Radiorecorders angeschlossen, der die zu verstärkende Signalwechselspannung einspeist.
Die eingespeiste Wechselspannung addiert sich zur Gleichspannung UBE zwischen Basis und Emitter. Diese Spannungsschwankungen an der Basis bewirken einen ebenso schwankenden Basisstrom IB, der zu einem verstärkten und ebenfalls schwankenden Kollektorstrom IC führt:
Mit dem Potentiometer stellt man den Arbeitspunkt des Transistors so ein, dass nach der Verstärkung eine halbwegs unverzerrte Sprache oder Musik zu hören ist:
Verstärkung ohne Verzerrung Verstärkung mit Verzerrung (das "Tal" ist flacher als der "Berg")
Das Zusammenspiel aller Kennlinien bei richtig eingestellter Verstärkung kann hier noch einmal betrachtet werden: