BJT im umgekehrten aktiven Betriebsmodus

Was passiert, wenn bei einem BJT-Transistor der Emitteranschluss als Kollektor und der Kollektor als Emitter in einer Verstärkerschaltung mit gemeinsamem Emitter behandelt wird?

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Kurze Antwort

Es wird funktionieren, wird aber eine niedrigere haben β (Beta)

Wieso den?

Der BJT besteht aus zwei pn-Übergängen (entweder npnoder pnp), ist also auf den ersten Blick symmetrisch. Aber sowohl die Dotierungskonzentration als auch die Größe der Bereiche (und noch wichtiger : die Fläche der Übergänge) ist für die drei Bereiche unterschiedlich. Es wird also einfach nicht das volle Potenzial ausschöpfen. (wie mit einem umgekehrten Hebel)

Wiki über BJT : Sehen Sie sich besonders den Abschnitt Structureund die reverse-activeBetriebsart an

Der Mangel an Symmetrie ist hauptsächlich auf die Dotierungsverhältnisse des Emitters und des Kollektors zurückzuführen. Der Emitter ist stark dotiert, während der Kollektor leicht dotiert ist, sodass eine große Sperrvorspannung angelegt werden kann, bevor der Kollektor-Basis-Übergang durchbricht. Der Kollektor-Basis-Übergang ist im Normalbetrieb in Sperrrichtung vorgespannt. Der Emitter ist stark dotiert, um die Emitterinjektionseffizienz zu erhöhen : das Verhältnis der vom Emitter injizierten Träger zu den von der Basis injizierten. Für eine hohe Stromverstärkung müssen die meisten Träger, die in den Emitter-Basis-Übergang injiziert werden, vom Emitter kommen .


Noch ein Hinweis : Klassische BJTs werden durch lineares Stapeln der drei Regionen hergestellt (siehe Bild links), aber moderne Bipolare, die in Oberflächentechnologie (MOS) realisiert werden, haben auch eine andere Form für Kollektor und Emitter (rechts). :

Bildnachweise an allaboutcircuits.com

Links ein traditioneller BJT, rechts ein BJT in MOS-Technologie (auch Bi-CMOS genannt, wenn beide Transistoren im selben Die verwendet werden)

Das Verhalten wird also noch stärker beeinflusst.

WARNUNG: Die meisten Transistoren sind mit einem Vbe-Sperrdurchbruch von nur wenigen Volt spezifiziert. Wenn Sie also bei einem NPN die Basis um 5 oder 6 Volt unter den Emitter absenken, können Sie das Teil beschädigen. Habe gerade ein paar Transistoren auf Vbe Reverse Breakdown abs max überprüft: 2N3904, 2N4401, -> 6V. BC548, 2N5087, 2N4403, BC807 -> 5V. Aber einige HF-Transistoren sind niedriger: MMBT918 ist 3 V max, MPS5179 ist 2,5 V max.

Was Clabacchio in seiner Antwort übersehen hat, ist, dass der inverse Modus der BJTs in einigen Schaltplänen nützlich sein kann.

In diesem Modus haben BJTs eine sehr niedrige Sättigungsspannung. Mehrere mV sind ein gängiger Wert.

Dieses Verhalten wurde in der Vergangenheit zum Bau von analogen Schaltern, Ladungspumpen und ähnlichem verwendet, wo die Sättigungsspannung die Genauigkeit des Geräts bestimmt.

Jetzt werden MOSFETs in solchen Anwendungen verwendet.

Wenn jemand Experimente machen möchte, beachten Sie, dass nicht jeder BJT im inversen Modus arbeiten kann. Probieren Sie verschiedene Typen aus und messen Sie h21e.

Aber wenn das Modell geeignet ist, kann h21e größer als 5..10 sein, was ein ziemlich guter Wert ist. Um den BJT in Sättigung zu bringen, sollte Ic/Ib 2..3 sein;