net. In einem JFET wird der größte Teil des Halbleiters mit sogenannten Elek-tronen- 10 | 11 10 | 11 Donatoren, als Atome die Elek-tronen abgeben können, dotiert. Di-es wird n-Dotierung genannt und lässt den Halbleiter elektrisch leiten. Beide Enden des Halbleiters bekommen ei-nen Anschluss, die als ‚Quelle‘ (Sour-ce - S) und als ‚Abfluss‘ (Drain - D) bezeichnet werden. Die Strecke zwi-schen S und D wird n-Kanal genannt. In ihm kann ein Strom fließen. In zwei gegenüber liegende Wände des an-sonsten n-dotierten Halbleiters wird je ein Bereich eingebracht, der mit po-sitiven Ladungsträgern versetzt wur-de. Diese als p-dotiert bezeichneten Bereiche können Elektronen aufneh-men. Die beiden Zonen sind nicht me-chanisch voneinander isoliert. An der Grenze zwischen der p- und der n-Zo-ne beginnen die unterschiedlichen Ladungsträger in das jeweils ande-re Gebiet zu diffundieren. Dieser La-dungstransport erzeugt ein elektri-sches Feld, welches dem Ladungs-transport selbst entgegen wirkt. Durch dieses Gleichgewicht entsteht zwi-schen den beiden Bereichen eine so-genannte Raumladungszone, in der sich positive und negative Ladungs-träger gegenüber stehen und dadurch nach außen neutral erscheinen. Die-se Raumladungszone (RLZ) stellt eine Sperrschicht dar, die keinen Ladungs-transport erlaubt. Die Größe der RLZ wird unter anderem durch die Tem-peratur beeinflusst, kann aber vor allem durch das Anlegen einer Span-nung zwischen n und p gesteuert wer-den. Steigt die Spannung, so wird die Sperrschicht vergrößert, sinkt sie ab, schrumpft die Sperrschicht zusammen. Zu diesem Zweck werden Anschlüsse an die p-Zonen montiert, die als ‚Tor‘ (Gate - G) bezeichnet werden, genauer aber die Torsteuerung darstellen. Die Steuerspannung wird also zwischen S und G angelegt und regelt die Ausdeh-nung des Sperrbereichs innerhalb des Halbleiters. Je größer der Sperrbereich, desto weniger Strom kann von S zu D fließen. Berühren sich die gegenü-berliegenden Sperrbereiche, so ist der Stromfluss nahezu vollständig abgere-gelt. Abbildung 3 zeigt einen JFET in zwei Spannungszuständen. Nach die-sem grundsätzlichen Prinzip arbei-ten alle Transistorbauformen, wobei es sehr unterschiedliche Anordnungen der n- und p-Schichten geben kann. Die Anschlüsse für Source, Drain und Gate werden bei Bipolartransistoren als Emitter (E), Kollektor (C) und Basis (B) bezeichnet. Soweit soll dies als Grundlage genü-gen. Interessant ist, dass die auf bei-den Bauelementen basierenden Ver-stärker ebenfalls viele Gemeinsam-keiten aufweisen. Transistor und Röh-re könnten theoretisch ganz allein als Verstärker arbeiten. In der Praxis funk-tioniert dies natürlich nicht, da eine riesige Anzahl Störgrößen auf das Si-gnal einwirken und das Ergebnis voll-kommen unbrauchbar gestalten wür-den. Die Ansteuerung des jeweiligen Verstärkerelementes kann dabei auf verschiedene Arten geschehen, die mit Betriebs-Klassen bezeichnet werden. Analoge Audioverstärker können in den Klassen A, B, AB, sowie G und H gebaut werden. Die Klasseneinteilung erfolgt anhand der Verschiebung des Arbeitspunktes. Auf Klasse D-Verstär-ker wird später gesondert eingegan-gen. Die Klassen C, E und F werden für Anwendungen außerhalb des Audi-obereichs genutzt. Klasse A-Betrieb Das berühmte ‚Class A‘. Viele Lobes-hymnen wurden gesungen und ältere Geräte in Class A-Technik umgibt bis-weilen der Dunst der Perfektion. Dabei stellt der Class A-Betrieb eigentlich die unterste Stufe der Verstärkerevolution dar. Er wird zum Beispiel bei Eintakt-verstärkerstufen genutzt, bei denen nur ein Verstärkerelement die kom-plette Wechselspannung verstärkt. Ab-bildung 4 zeigt die stark vereinfachte Darstellung einer Eintaktverstärkerstu- Abbildung 2: Transistoren in verschie-denen Leistungsklassen und Bauformen (Quelle Wikipedia) G p RLZ S D RLZ G n S D n p 1 - halb offen 2 - gesperrt p RLZ p Abbildung 3: Ein JFE-Transistor in zwei Span-nungszuständen. Die Stärke der Einschnü-rung regelt den Stromfluss (roter Pfeil). Er wird bei durchgehender Ausdehnung der RLZ (fast) vollständig gesperrt. Bitte be-achten Sie, dass die beiden p-Schichten einen hier nicht gezeigten, gemeinsamen Gate-Anschluss haben. feature
EM_22_04-16
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