Damit
fasste ich den Entschluss für mich ein wenig Licht in die Angelegenheit zu
bringen.
Ich
baute schnell einen Kennlinienschreiber zusammen, um selbst Transistoren auf
ihre Eigenschaften bezüglich negativen
Teil in ihrer EC-Kennlinie zu untersuchen.
Auf
der Cappels-Seite sieht man schon, dass Emitter und Kollector vertauscht sind.
Es
ist ja aus den Datenblättern bekannt, dass die Basis-Emitterdiode der meisten
Transistoren nur bis -5 V betrieben werden sollte. Hier wird davon Gebrauch
gemacht und die Diode absichtlich in diesem Bereich, bis zum Lawinen- oder
Avalanchedurchbruch betrieben.
Dazu
siehe auch den Link http://de.wikipedia.org/wiki/Lawinendurchbruch
zur Info.
Aber
dass diese Diode, bei unbeschalteter Basis einen negativen Widerstand
darstellen kann war mir neu.
Ein
Transistor kann ja als Doppeldiode dargestellt werden:
Ein
Durchbruchsstrom Ieb, Basis ist ja
unbeschaltet, fließt gleich weiter als Ibc und ruft mit der
Stromverstärkung des, Emitter und Kollektor vertauschten, Transistors einen
Strom Iec hervor.
Die
BC-Diode ist ja in Durchlassrichtung gepolt.
Dieser
Strom kann, je nach Transistortyp, einen negativen Kennlinienbereich haben.
Meine
Erklärung für den Effekt ist folgende:
Man
hat ein Dreischichtelement, die EB-Diode ist in Sperrrichtung betrieben.
Die
BC-Diode in Durchlassrichtung. Tritt nun ein Lawinendurchbruch der EB-Diode
auf, so würde der Strom über die Basis abfließen.
Kann
er nicht, also fließt er über die in Durchlassrichtung gepolte BC-Diode ab.
Damit
ist dies aber ein Basisstrom für eine normale Transistorstufe mit geringerer
Stromverstärkung als mit Emitter an Masse.
Das
ändert bei vielen Transistortypen, aber nicht allen, die Durchbruchsspannung.
Bei
einigen Transistoren braucht es eine bestimmte Größe der Stromes, ehe der negative
Abschnitt der Kennlinie entsteht.
Interessant
ist, dass Professor ESAKI diesen Effekt bei Sony schon 1957 untersucht hat und das
vielleicht die Ursache für die Entwicklung der Tunneldiode war (im Internet
ergoogelt).
In
meiner Schatzkiste habe ich 19 verschiedene Transistoren untersucht, auch
einige pnp.
BC147_1
BFR96
Vertkal 1ma/div, horizontal 1V/div
Beim BC147 zeigt sich bei 0,5 mA ein neg. Widerstand von ca. -1000
Ohm, beim BFR96 ca. -170 Ohm
. Der
BFR96 bricht schon bei ca. 4V durch. Er ist so schnell, dass man einen LC-Oszillator
bis ca. 2 MHz zum Schwingen bringen kann.
Mit
NF Transistoren gehen nur Kippschwingungen.
Speisespg. 15V
1 V/div
10 µs/div
Aus Uspeise, Umin, Umax, t1 und t2
lässt sich aus der Ladegleichung für Kondensatoren die Zeitkonstante des RC
Gliedes berechnen und sie stimmt genau mit den Werten im Bild zu sehen,
überein.Wenn man statt des Kondesators einen
Elko einbaut, hat man dann einen LED-Flasher.
Ergänzend
möchte ich noch bemerken, dass etliche Effekte auch bei normal gepolten
Transistoren auftreten. Dann allerdings bei höheren Spannungen. Das wird aber
schon lange für Impulsgeneratoren im Subnanosekundenbereich verwendet: Avalanche-Transistoren
Der Transistor,
ein negativer Widerstand?
