Transistor
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Aufgabe

Der Transistor ist ein typisches Bauteil der Elektronik. Eigentlich hat er die Elektronik begründet. Diese teilt sich in die schon etwas länger bestehende Analog- und die etwas neuere Digitaltechnik auf. Als Bauteil ist der Transistor in beiden vertreten. In der Analogtechnik wird er auch häufiger als Verstärker benutzt, z.B. im Transistorradio. Besonders wichtig ist er jedoch für die Digitaltechnik, wo er ausschließlich als Schalter arbeitet.
Gegenüber dem Arbeitsstromrelais ist der Transistor nicht nur sehr viel schneller, er hat auch - richtig in die Schaltung eingepasst - eine fast unbegrenzte Lebensdauer. Leider ist sein Wirkungsgrad geringer, was man sehr häufig schon an der höheren Wärmeentwicklung und den oft deshalb nötigen Kühlkörpern sehen kann. Wichtig ist noch, dass ein Transistor im Gegensatz zum Relais keine perfekte galvanische Trennung zwischen Arbeits- und Steuerkreislauf ermöglicht.

Funktion

Der Halbleiter besteht aus einem einzigen Kristall, meist Silizium oder (seltener) Germanium. Der Kristall enthält mindestens zwei Zonen verschiedener Leitfähigkeit, kann also mit einer doppelten Anordnung von Dioden verglichen werden. Der Gitteraufbau und damit die Leitfähigkeit wird durch Zugabe bestimmter Metalle (z.B. Arsen, Antimon) in den Schichten verschieden beeinflusst. Die Anordnung der Schichten ist durch die Buchstabenfolgen NPN und PNP gekennzeichnet. Ist die Basis (mittlerer Buchstabe) negativ, so kann deren Anschluss an den Minuspol einer (Gleich-)Spannungsquelle die Leitfähigkeit zwischen den beiden anderen, dem Emitter und dem Kollektor verbessern. Das Umgekehrte gilt für den NPN-Transistor.
Ein Transistor kann als Schalter oder als Verstärker eingesetzt werden. In integrierten Schaltungen (IC) wird er als Flächen- oder planarer Transistor verwendet. Die Computertechnik basiert in hohem Maße auf dem Transistor. In modernen Speicher- und Mikroprozessor-Chips sind auf der Größe einer Briefmarke oft mehr als eine Million Transistoren angeordnet.

Namensgebung

Der Begriff "Transistor" ist als Kunstwort aus "transfer resistor" entstanden, was auf Übertragung von Widerstandsänderungen von einer Grenzschicht zur anderen hindeutet.

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