Es gibt zwei Stromkreise. Im Steuerstromkreis fließt ein kleiner Basisstrom, im Laststromkreis ein größerer Kollektorstrom. Beide Ströme gemeinsam fließen durch den Emitter. Da der Emitter hier am gemeinsamen Bezugspunkt der Schaltung liegt, nennt man diese Schaltung auch die Emitterschaltung.
Sobald der Basisstromkreis geöffnet wird, fließt auch kein Laststrom mehr.
Der entscheidende Punkt ist, dass der Basisstrom sehr viel kleiner ist als der Kollektorstrom. Der kleine Basisstrom wird also zu einem größeren Kollektorstrom verstärkt.
Im vorliegenden Fall ist der Stromverstärkungsfaktor etwa 100. Der Basiswiderstand ist mit 100 kOhm einhundertfach größer als der Vorwiderstand im Laststromkreis.
Der Transistor arbeitet in dieser Schaltung wie ein Schalter. Zwischen Kollektor und Emitter liegt nur noch ein sehr kleiner Spannungsabfall.
Der Kollektorstrom ist bereits durch den Verbraucher begrenzt und kann nicht weiter steigen. Man spricht hier von „Sättigung", d.h. der Kollektorstrom ist „gesättigt", der Transistor ist voll durchgesteuert.
Der Transistor in Emitterschaltung
Die LEDs dienen zum Anzeigen der Ströme. Die rote LED leuchtet hell, die grüne kaum. Nur in einem völlig abgedunkelten Raum ist der Basisstrom als schwaches Leuchten der grünen LED zu erkennen. Der Unterschied ist ein Hinweis auf die große Stromverstärkung.
Um den maximalen Stromverstärkungsfaktor des realen Transistors zu ermitteln, können Sie den Basiswiderstand vergrößern. Bei 1 MOhm werden Sie immer noch ein Leuchten der roten LED sehen, wenn auch etwas schwächer. Wenn Sie zwei Widerstände mit je 100 kOhm in Reihe schalten, erhalten Sie einen Basiswiderstand von 200 kOhm, der den Transistor schon praktisch voll durchsteuert. Daraus ergibt sich ein Stromverstärkungsfaktor von etwa 200.
Tatsächlich kann der Stromverstärkungsfaktor trotz aller Präzision bei der Herstellung von Transistoren nicht genau geplant werden. Sie können also davon ausgehen, dass die beiden Transistoren BC547B in Ihrem Lernpaket bei einer genaueren Messung eine unterschiedliche Stromverstärkung zeigen.
Die Transistoren werden bei der Herstellung getestet und in die Verstärkungsgruppen A (110 - 220), B (200 - 450) und C (420 - 800) eingeteilt. Die vorhanden Transistoren sind B-Typen und haben damit mindestens eine Verstärkung von 200.
Bei der Dimensionierung von Schaltungen muss der ungewisse Stromverstärkungsfaktor immer mit beachtet werden, damit eine zuverlässige Funktion in einem weiten Bereich gesichert ist. Im vorliegenden Fall wird der Transistor nur wie ein Schalter eingesetzt. Hier reicht es, den Basiswiderstand für den ungünstigsten Fall zu wählen, d.h. besser einen etwas größeren Basisstrom zu verwenden.
Der NPN-Transistor mit vertauschten Anschlüssen
Vertauschen Sie einmal die Anschlüsse Emitter und Kollektor.
Der Transistor arbeitet dennoch, wenn auch mit einem wesentlich geringeren Kollektorstrom.
Dass der Transistor auch „falsch herum" noch arbeitet, liegt an seinem symmetrischen Aufbau aus drei Schichten N, P und N, der im Abschnitt 4 im Elektronik-Werkzeugkasten genauer erläutert wird.
Tatsächlich unterscheiden sich jedoch u.a. die Schichtdicken, so dass es nicht gleichgültig ist, welchen N-Anschluss man an den Minuspol legt.
Vertauschen von Emitter und Kollektor
In der Praxis liegt der Verstärkungsfaktor für vertauschte Anschlüsse im Bereich 5 bis 20. Sie sehen nur noch ein schwaches Leuchten der roten LED. Tauschen Sie nun den 100-kOhm-Widerstand gegen einen 10-kOhm-Widerstand aus. Der Kollektorstrom steigt entsprechend an, und das Leuchten der LED im Kollektorstromkreis wird stärker. Man kann deutlich erkennen, dass die rote LED heller leuchtet als die grüne, dass also noch eine Verstärkung vorliegt. Trotzdem ist dies nicht der übliche Einsatz des Transistors. Es handelt sich im Normalfall um einen Fehler. Wenn also eine Schaltung schlechter funktioniert als geplant, kann es daran liegen, dass die Anschlüsse versehentlich vertauscht wurden.
Anders gepolt
Ein PNP-Transistor hat exakt die gleiche Funktion wie ein NPN-Transistor, aber mit umgekehrter Polarität. In der Schaltung müssen also die Batterie und beide LEDs umgepolt werden.
Ein PNP-Transistor in Emitterschaltung
Bauen Sie die Schaltung mit dem PNP-Transistor BC557 auf und untersuchen Sie auch hier wieder den maximalen Stromverstärkungsfaktor.
Elektronische Einbahnstraßen
Der innere Aufbau eines Transistors ist durch drei Schichten aus unterschiedlich dotiertem Silizium gekennzeichnet. An den Grenzflächen bilden sich Sperrschichten wie in einer Diode. Auch die Si-Diode oder die Leuchtdiode enthält eine ähnliche Sperrschicht, die den Strom nur in einer Richtung leitet.
In einem Transistor befinden sich praktisch zwei Dioden, die man auch als solche verwenden kann.
Das ermöglicht besondere Schaltungsvarianten und auch einen einfachen Transistortest. Man kann z.B. an einem unbekannten Transistor leicht feststellen, ob es sich um einen NPN- oder einen PNP-Typ handelt.
Sperrschichten und Ersatzschaltbilder
Die Sperrschichten lassen sich mit einer einfachen Prüfschaltung mit LED und Vorwiderstand ausmessen.
Die LED zeigt an, wann Strom fließt. Zwei Prüfkabel können nun an Anschlüsse des Transistors gelegt werden. Je nach Richtung fließt ein Strom oder nicht. So lassen sich nacheinander alle internen Sperrschichten und ihre Richtung untersuchen.
Untersuchung von Sperrschichten
Bauen Sie die Schaltung auf und untersuchen Sie beide Transistortypen.
Nach kurzer Orientierung werden Sie in der Lage sein, einen unbekannten Transistor als NPN- oder PNP-Typ zu identifizieren.
Außerdem können Sie den Basisanschluss lokalisieren.
Nicht möglich ist allerdings die Unterscheidung des Emitters vom Kollektor, weil der Transistor symmetrisch aufgebaut ist. Als weiterer Test eignet sich daher eine einfache Emitterschaltung.
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Die Schaltung zeigt die Grundfunktion des NPN-Transistors. 
