Leistungs-Bipolartransistor

Leistungs-Bipolartransistor

Ein Leistungsbipolartransistor (engl. Power Bipolartransistor (Power BJT), BJT: bipolar junction transistor) ist eine spezialisierte Version eines Bipolartransistors, der für das Leiten und Sperren von großen elektrischen Strömen und Spannungen optimiert ist (bis mehrere hundert Ampere und bis ca. 1000 Volt, bei einem Bauteilvolumen von ca. einem Kubikzentimeter). Im Gegensatz zum normalen Bipolartransistor besitzt der Leistungsbipolartransistor eine vertikale Anordnung, damit sich die Ströme gleichmäßig über ein großes Gebiet innerhalb des Halbleiters verteilen.

In der Industrie stellt der Leistungsbipolartransistor – ebenso wie der Leistungs-MOSFET – ein industrielles Standardbauteil zur Beeinflussung des elektrischen Stromes da. Er wird als Leistungsverstärker und Schalter verwendet und wirkt näherungsweise wie eine stromgesteuerte Stromquelle.

Aufbau und Funktionsweise

Schematischer Aufbau eines npn-Leistungsbipolartransistors
Innerer Aufbau eines klassischen Leistungstransistors. Der Kollektor ist elektrisch mit dem Metallgehäuse verbunden.

Ein Leistungsbipolartransistor muss in der Regel eine große Basis-Kollektor-Spannung aushalten können. Der Kollektor des Transistors muss somit schwach dotiert werden, damit es nicht zum Lawinendurchbruch kommt. Die größere Basis-Kollektor-Spannung hat in der Basis eine größere Raumladungszone zur Folge. Deshalb muss die Basisbreite groß gewählt werden, um einen Durchschlag (engl. punch through) des Transistors zu vermeiden. Die große Basisbreite hat eine viel kleinere Stromverstärkung zur Folge. Im Vergleich zu Kleinsignal-Bipolartransistoren mit Stromverstärkungen im Bereich von 100–1000 haben Leistungsbipolartransistoren nur eine Verstärkung von etwa 10–100.

Beim Leistungsbipolartransistor kann es zum sogenannten zweiten Durchbruch kommen, welcher bei sehr großen Spannungen und Strömen auftreten kann. Wegen der erhöhten Temperatur infolge der hohe Ströme beginnt das Halbleitermaterial zu schmelzen.

Kenngrößen

  • Maximal zulässiger Kollektorstrom (IC,max)
  • Maximal zulässige Kollektorspannung (VCE,sus)
  • Maximal zulässige Transistorverlustleistung (PT)

Der sichere Arbeitsbereich (engl. safe operating area, SOA) ist durch obige Kenngrößen begrenzt. Es muss sichergestellt werden, dass die maximal zulässige Transistorleistung unter einem bestimmten Wert liegt, damit die Temperatur des Halbleitermaterials unter dem Maximalwert liegt.

Siehe auch


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужен реферат?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode — Schaltzeichen eines IGBT Ein Bipolartransistor mit isolierter Gate Elektrode (engl. insulated gate bipolar transistor, kurz IGBT) ist ein Halbleiterbauelement, das zunehmend in der Leistungselektronik verwendet wird, da es Vorteile des… …   Deutsch Wikipedia

  • Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode — Schaltzeichen der vier IGBT Typen Ein Bipolartransistor mit isolierter Gate Elektrode (englisch insulated gate bipolar transistor, kurz IGBT) ist ein Halbleiterbauelement, das zunehmend in der Leistungselektronik verwendet wird, da es… …   Deutsch Wikipedia

  • Leistungs-BJT — Ein Leistungsbipolartransistor (engl. Power Bipolartransistor (Power BJT), BJT: bipolar junction transistor) ist eine spezialisierte Version eines Bipolartransistors, der für das Leiten und Sperren von großen elektrischen Strömen und Spannungen… …   Deutsch Wikipedia

  • Power Bipolartransistor — Ein Leistungsbipolartransistor (engl. Power Bipolartransistor (Power BJT), BJT: bipolar junction transistor) ist eine spezialisierte Version eines Bipolartransistors, der für das Leiten und Sperren von großen elektrischen Strömen und Spannungen… …   Deutsch Wikipedia

  • MISFET — Ein Transistor ist ein elektronisches Halbleiterbauelement zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen ohne mechanische Bewegungen. Transistoren sind, teilweise als elementare Komponenten integrierter Schaltungen, Bestandteil der… …   Deutsch Wikipedia

  • Transistoren — Ein Transistor ist ein elektronisches Halbleiterbauelement zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen ohne mechanische Bewegungen. Transistoren sind, teilweise als elementare Komponenten integrierter Schaltungen, Bestandteil der… …   Deutsch Wikipedia

  • Transistortechnik — Ein Transistor ist ein elektronisches Halbleiterbauelement zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen ohne mechanische Bewegungen. Transistoren sind, teilweise als elementare Komponenten integrierter Schaltungen, Bestandteil der… …   Deutsch Wikipedia

  • Double Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor — Der Metall Oxid Halbleiter Feldeffekttransistor (englisch: metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET auch MOS FET, selten MOST) ist eine Variante der Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (IGFET), genauer der Metall Isolator… …   Deutsch Wikipedia

  • Dual-Gate-MOSFET — Der Metall Oxid Halbleiter Feldeffekttransistor (englisch: metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET auch MOS FET, selten MOST) ist eine Variante der Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (IGFET), genauer der Metall Isolator… …   Deutsch Wikipedia

  • FinFET — Der Metall Oxid Halbleiter Feldeffekttransistor (englisch: metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET auch MOS FET, selten MOST) ist eine Variante der Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (IGFET), genauer der Metall Isolator… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”