19 | 19 n p n + - GERÄT KAPUTT? Dann brauchen Sie einen Audio-Service! Reparatur · Wartung · Restaurierung von Studio- und Musik-Equipment Audio-Service Ulrich Schierbecker GmbH Telefon +49 (0)40 85 17 70 - 0 · Fax +49 (0)40 8 51 27 64 mail@audio-service.com · www.audio-service.com + - C E B Abbildung 1: Schematische Darstellung eines npn-Bipolartransistors. Rot zeigt die technische Stromrichtung, blau die Rich-tung des Elektronenstroms Nun aber wirklich zurück zur Verstärker-technik. Bevor es in diesem Teil endlich um die Anwendung von Verstärkern ge-hen soll, müssen wir leider noch einmal tief in die Elektrotechnik eintauchen. Ich hoffe, Sie haben so viel Spaß daran wie ich, auch wenn es diesmal wieder eine wirklich harte Nuss wird. Bipolartransistor Zu Recht wurde ich von einem Kolle-gen darauf hingewiesen, dass der Bipo-lartransistor für die Audiotechnik sehr wichtig ist und daher eine etwas aus-führlichere Beschreibung verdient, als er sie bisher erhalten hat. Der Unter-schied zwischen einen Feldeffekttransi-stor (FET) und einem Bipolartransistor besteht vornehmlich in seiner Ansteue-rung. FETs werden, wie in der letzten Fol-ge beschrieben, über eine Spannung zwi-schen Quelle (Source - S) und Tor (Gate - G) gesteuert. Bei einem Bipolartransi-stor erfolgt diese Ansteuerung durch ei-nen Strom. Aber etwas genauer soll es schon sein: Ein Bipolartransistor besteht aus drei Schichten. Diese können entweder in der Reihenfolge npn oder pnp vorliegen, was in der Praxis einen Unterschied bei der Polung macht, in der Theorie aber nicht beachtet werden muss. Für diese Erklä-rung betrachten wir einen npn-Transi-stor. Wie bereits beim Feldeffekttran-sistor beschrieben, stehen die Buch-staben n und p für die unterschiedlich dotierten Halbleiterschichten. Die drei Kontakte des Bipolartransistors wer-den als Emitter (E), Kollektor (Collec-tor - C) und Basis (B) bezeichnet. Kol-lektor und Emitter kontaktieren jeweils einen der beiden äußeren n-Bereiche, die Basis B kontaktiert die deutlich dünnere p-Schicht in der Mitte. Wird ein Strom zwischen Emitter und Kol-lektor geschaltet, wird dieser zunächst in beide Richtungen (nicht ganz vollstän-dig, aber auch dies soll hier keine Rol-le spielen) gesperrt, da die beiden Über-gänge von p zu n eine Barriere für die Elektronen darstellen. Legt man nun ei-ne Spannung von größer 0,6 V zwischen Basis und Emitter an, so fließen die Elek-tronen aus der mittleren n-Schicht ab und ermöglichen es dadurch den in der Emitter-p-Schicht vorhandenen Elektro-nen in die n-Schicht überzutreten. Es kann ein Strom zwischen Basis und Emit-ter fließen, die erste der beiden Sperr-schichten wurde aufgehoben. Da die p- Schicht jedoch sehr klein ist, fließen die meisten Elektronen durch sie hindurch und werden von der Kollektorseite ange-zogen. Etwa ein Prozent der Elektronen fließt über den Basiskontakt ab, die rest-lichen 99 Prozent werden von der Kollek-tor- p-Schicht angezogen und überwinden die zweite Sperrschicht. So kann der Kol-lektor- Strom ebenfalls fließen. Ändert sich der Basis-Strom, so ändert sich der Kol-lektor- Strom im gleichen Verhältnis. Ab-bildung 1 zeigt die schematische Darstel-lung eines npn-Transistors. Der Transistor arbeitet als eine Art stromgesteuerter Wi-derstand. Nun wird auch der Unterschied zwischen einem Feldeffekttransistor und einem Bipolartransistor deutlich. Ein Feld-effekttransistor verringert den Strom-fluss mit steigender Steuerspannung (er schließt), ein Bipolartransistor verringert den Widerstand gegen den Stromfluss mit steigendem Steuerstrom (er öffnet). Die Klassengesellschaft In der letzten Ausgabe betrachteten wir die verschiedenen Verstärkerklassen. Da-bei ging es um die prinzipiellen Schal-tungsvarianten, ungeachtet ihrer Anwen-dungsgebiete. Für die Nutzung in End-stufen wurden einige Vor- und Nach-teile genannt. Im Bereich der Line- und Mikrofon-Pegel eignen sich jedoch nur noch Schaltungen in den Klassen A und AB, wodurch die Variationsbandbreite ein gutes Stück zusammenschrumpft. Di-es hat deshalb weniger Relevanz, da die Leistungen in diesem Bereich in einem
EM_22_04-16
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