Wie funktioniert ein Transistor als Verstärker?

6 Antworten

Der verstärkt nicht Energie sondern steuert Ströme.

Mit einem kleinen Steuerstrom kann man einen großen Arbeitsstrom schalten oder einstellen. Die Energie kommt dabei aus einer Stromquelle, nicht aus dem Transistor.

Es gibt Transistoren die auf Spannung reagieren (die werden in Computern verwendet um Strom zu sparen). Ein einfacher "Bipolarer" Transistor reagiert auf einen Strom durch seine Basis.

Wenn ein Transistor einen Verstärkungsfaktor von 100 hat, dann kann man dem mit 1mA in die Basis ansteuern und der lässt dann im Arbeitsstromkreis 100mA von der Stromquelle in den Verbraucher hinein fließen.

Wenn Du einen Musik Verstärker hast, musst Du den ja auch in die Steckdose stecken. Der benutzt die Energie der Steckdose um die Lautsprecher an zu treiben, gesteuert wird der dann von einem sehr schwachen Strom z.B. von einem CD-Player oder Mikrofon.

Woher ich das weiß:Berufserfahrung

Marouane243 
Beitragsersteller
 24.07.2024, 19:39
Mit einem kleinen Steuerstrom kann man einen

Man "steuert" ihn über eine Spannung, welche einen Diffusionsprozess im Halbleitermaterial begünstigt und die Ladungsträger im Bewegung setzt.

Commodore64  24.07.2024, 19:56
@Marouane243

Und eine Ladungsträgerbewegung ist ein Strom. Und dieser wiederum ist proportional zum Arbeitsstrom.

Natürlich braucht man eine Spannung um einen Strom in Gang zu setzen. Das sind bei einer Siliziumdiode bzw. Siliziumtransistor zirka 0,7V. Aber diese kann man ganz vereinfacht als Konstant ansehen, an der Spannung kann man den Arbeitsstrom nur durch eine Kennlinie "übersetzen". Den Basisstrom kann man direkt durch eine einfache Multiplikation im Zusammenhang mit dem Ausgangsstrom setzen.

Also betrachtet man den Strom mit dem man steuert, die Spannung zu betrachten macht gar keinen Sinn.

Marouane243 
Beitragsersteller
 24.07.2024, 20:38
@Commodore64

Strom kann erst fließen wenn Spannung vorhanden ist. 🤡

Commodore64  24.07.2024, 20:52
@Marouane243

Das habe ich nicht bestritten. Steht da auch ausdrücklich in meinem Kommentar:

Natürlich braucht man eine Spannung um einen Strom in Gang zu setzen.

Nur ist das absolut Sinnlos diese Spannung zu verwenden um den Arbeitsstrom steuern zu wollen. Die bleibt auf wenige Millivolt konstant, damit kann man weder rechnen noch kontrollieren.

Den Strom kann man sehr wohl genau messen und steuern um dann den Arbeitsstromkreis kontrollieren zu können.

Die Basisspannung zum steuern zu verwenden wäre so wie Geschwindigkeitsbegrenzungen in "mm Gaspedal" anzugeben. Absolut Sinnlos!

Ein Schalter würde nur ON/OFF kennen. Den Transistor kannst du zwar auch nach diesem Prinzip nutzen, darum geht es bei der Verstärkung aber nicht hauptsächlich. Für die Verstärkung wird der Umstand, dass zum steuern des Transistors sehr wenig Energie benötigt wird, zu Nutze gemacht. Angenommen du hast ein schwaches Audiosignal als Quelle und willst diesen verstärken. Diese schwache Energie kannst du nun nutzen, um damit Transistoren anzusteuern, welche durch ihren Kanal einen größeren Strom durchlassen (natürlich von einer zusätzlichen Quelle). Dadurch, dass es zwischen Ansteuersignal und dem durchgelassenen Strom eine Beziehung gibt, kannst du somit schwache Signale "aufbereiten", oder eben auch verstärken.


Marouane243 
Beitragsersteller
 21.07.2024, 15:26

Achso ok. Kann man die Signale nicht einfach mit beispielsweise einem Potentiometer steuern?

Du kannst mit einem kleinen Strom einen größeren Strom schalten. Das Wort Verstärker kann hier etwas missverständlich sein.

Woher ich das weiß:Berufserfahrung – Elektroniker

Marouane243 
Beitragsersteller
 17.07.2024, 19:37

Danke. Ja das war wohl mein Denkfehler. Es ist und bleibt ein Schalter am Ende des Tages.

Lutz28213  17.07.2024, 21:58
@Marouane243

Nein - DAS nun gerade nicht ("bleibt en Schalter"). Es ist genau umgekehrt: Die Schaltanwendung ist ein Extremfall, bei dem der als Spannungsverstärker arbeitende Transistor in seinem Grenzbreich betrieben wird.
Wenn Du spezielle Fragen hast, ich beantworte sie gerne - ich beschäftige mich seit mehr als 40 Jahren mit Transistorschaltungen.

Marouane243 
Beitragsersteller
 17.07.2024, 21:58
@Lutz28213

Es geht erstmal nur um die Theorie, habe kein konkretes Problem. Vielen Dank für das Angebot.

isohypse  17.07.2024, 21:59
@Marouane243

Ich glaube niemand würde das Verstärken eines Signals als "Schalten" bezeichnen. Letzteres ist eigentlich reserviert für den Wechsel "vollständig gesperrt" -> "Transistor im übersteuerten Bereich". Ein Analaogverstärker arbeitet genau zwischen diesen Extrempunkten.

Ginpanse  18.07.2024, 00:21
@Lutz28213

der FS hat "Verstärker" so verstanden, dass der Transistor aus einem niedrigen Strom einen höheren erzeugt. Das ist natürlich nicht der Fall. Somit ist und bleibt ein Transistor ein "Schalter" in Anführungszeichen, der jedoch nicht nur mit digitalen Zuständen arbeitet.

Lutz28213  18.07.2024, 10:49
@Ginpanse

Was ist denn für Dich ein "Schalter"? Willst Du denn das existierende Kleinsignal-Linear-Modell in Frage stellen und die zugehörige "quasi-lineare" Betriebsweise als Verstärker?

Ginpanse  18.07.2024, 12:14
@Lutz28213

Ich stelle lediglich die etwas verwirrende Wortwahl in Frage.

Lutz28213  18.07.2024, 12:21
@Ginpanse

Nimms bitte nicht übel, aber besser wäre es m.E. die Wortwahl zu korrigieren und nicht weiter zu verwirren durch die Aussage, dass der Transistor ein "Schalter in Anführungszeichen" sei. Was ist das?

Er kann ja beispielsweise nicht die Spannung höher als die Quellspannung verstärken?

Der Denkfehler ist hier, dass es nur eine Quellenspannung gibt (_die_ Quellenspannung impliziert, dass es eine ist).

Es gibt jedoch zwei Quellenspannungen:

  1. Einmal die Signalquelle.
  2. Die "Hilfsspannungsquelle" (auch Versorgungsspannung genannt).

Die Signalspannung kann sehr wohl verstärkt werden, dazu wird aber eine höhere Versorgungsspannung benötigt.

Es geht nicht darum, die Energie zu verstärken, sondern das Signal.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Dipl.-Ing. (FH) Informations- und Elektrotechnik