Theorie

Der NPN-Transistor

Ein Transistor besteht aus drei Halbleiterschichten. Beim NPN-Transistor bestehen der Emitter ( E )  und der Kollektor  ( C ) aus einem N-Halbleiter. Die Basis  ( B ) ist ein P-Halbleiter.


An den Grenzflächen zwischen den Halbleitern bilden sich ,wie bei der Diode, dünne, nichtleitende Schichten aus. Liegt an der Basis keine Spannung an, ist der Transistor gesperrt.

Positive Spannung an der Basis

Liegt eine positive Spannung an der Basis, werden die Löcher im P-Halbleiter für den Ladungstransport freigehalten. Dabei fließt über 99% aller Elektronen zum Emitter und nur weniger als 1% zur Basis.

Negative Spannung an der Basis

Liegt eine negative Spannung an der Basis, so werden alle Löcher mit Elektronen gefüllt und stehen nicht mehr zum Ladungstransport zur Verfügung. Zwischen Basis und Emitter entsteht  zusätzlich eine nichtleitende Schicht. Der Transistor ist gesperrt.

Der PNP-Transistor

( Dieser Transistortyp wurde nicht benutzt )

Beim PNP-Transistor bestehen Emitter und Kollektor aus einem P-Halbleiter und die Basis aus einem N-Halbleiter.

Liegt an der Basis eine positive Spannung an, so werden die freien Elektronen "abgesaugt". Der Transistor sperrt.

Liegt an der Basis eine negative Spannung so können Elektronen fließen. Der Transistor ist durchgeschaltet, es fließt ein Strom zwischen Kollektor und Emitter.

Der Feldeffekt-Transistor

( Dieser Transistortyp wurde nicht benutzt )

Nachteil des NPN und PNP-Transistors ist, dass bei ihm ein Steuerstrom zur Basis fließen muss. Auch wenn dieser sehr klein ist, so stört er bei vielen Anwendungen. Der Feldeffekt-Transistor kommt ohne Steuerstrom aus. Zur Steuereung sind zum Teil sogar einzelne Elektronen ausreichend.

Die Anschlusse werden als Drain (D), Source (S) und Gate (G) bezeichnet. Dabei entspricht das Gate der Basis.

Zwischen dem Gate und dem p-Halbleiter befindet sich eine Metalloxid-Schicht. Diese ist ein sehr schlechter Leiter (wie Glas). Einer der p-n-Übergänge zwischen Source und Drain ist immer gesperrt, solange keine Spannung am Gate anliegt. Baut sich zwischen Source und Gate ein elektrisches Feld auf, so werden Elektronen Richtung Gate gezogen. Unmittelbar an der Grenze Oxid / p-Halbleiter entsteht eine dünne Leitungsgasse. Der Transistor schaltet durch.

Ein solcher Transistor wird als MOSFET ( Metall-Oxid-Semiconductor-Field-Effekt-Transistor) bezeichnet.