Der Transistor: Schalter und Verstärker
Ein Transistor steuert mit einem kleinen Strom einen großen Strom.
Das lernst du heute
- Ich kann die drei Anschlüsse eines Transistors benennen.
- Ich kann erklären, wie ein Transistor als Schalter arbeitet.
- Ich kann den Kollektorstrom aus Basisstrom und Verstärkung berechnen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Sensoren: Maschinen nehmen wahr, Schaltzeichen und Schaltpläne
Ein Transistor hat drei Anschlüsse: Basis, Kollektor und Emitter. Der Hauptstrom fließt vom Kollektor zum Emitter. Die Basis ist der Steuereingang. Fließt durch die Basis kein Strom, sperrt der Transistor. Zwischen Kollektor und Emitter fließt dann nichts. Fließt durch die Basis ein kleiner Strom, leitet der Transistor. Dann kann ein viel größerer Strom fließen. So arbeitet er als elektronischer Schalter. Das Schalten geht ohne Mechanik, lautlos und sehr schnell. Der Transistor kann auch verstärken. Der große Strom ist dabei etwa ein festes Vielfaches des kleinen. Dieses Vielfache heißt Stromverstärkung B. Ein Beispiel: Ein Lichtsensor liefert nur einen winzigen Strom. Ein Transistor schaltet damit eine Lampe. Auch hier gilt: nur Kleinspannung aus Batterien.
| Anschluss | Aufgabe |
|---|---|
| Basis | Steuereingang, kleiner Strom |
| Kollektor | Eingang des Hauptstroms |
| Emitter | Ausgang des Hauptstroms |
Verstärkung berechnen
- Gegeben: Basisstrom 0,2 mA, Stromverstärkung B = 100.
- Gesucht: Kollektorstrom. Formel: I Kollektor = B · I Basis.
- I Kollektor = 100 · 0,2 mA.
- I Kollektor = 20 mA.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Der Transistor ist ein Schalter ohne Hebel.
Ein kleiner Strom an der Basis macht den Weg frei.
Dann fließt ein großer Strom vom Kollektor zum Emitter.
Ein Beispiel
Ein Wasserhahn: Mit wenig Kraft am kleinen Griff öffnest du den Hahn. Dann strömt viel Wasser. Der Griff ist die Basis. Der Wasserstrom ist der Kollektorstrom.
Schritt für Schritt
Du berechnest einen Kollektorstrom.
- Schritt 1: Basisstrom und Verstärkung B aufschreiben.
- Schritt 2: Beide Zahlen malnehmen.
- Schritt 3: Einheit mA nicht vergessen.
Mit einem Bild erklärt
| Zustand | Basisstrom | Kollektor–Emitter |
|---|---|---|
| Sperrt | 0 | kein Strom |
| Leitet | kleiner Strom | großer Strom |
Zur Grundlage zurück
- Sensoren: Maschinen nehmen wahr – Du kennst Sensoren, die kleine Signale liefern.
- Schaltzeichen und Schaltpläne – Du kannst einfache Schaltpläne lesen.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Ein Transistor hat B = 100. Durch die Basis fließen 0,3 mA. Wie viel mA fließen durch den Kollektor?
Zeig mir den ersten Schritt
Rechne 100 · 0,3.
Lösung ansehen
Lösung: 30
I Kollektor = 100 · 0,3 mA = 30 mA.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Ein Transistor hat B = 80. Durch die Basis fließen 0,5 mA. Wie viel mA fließen durch den Kollektor?
Zeig mir den ersten Schritt
Rechne 80 · 0,5.
Lösung ansehen
Lösung: 40
80 · 0,5 mA = 40 mA.
Tipp: Merke dir: Die Basis ist wie der Knopf. Wenig Druck auf den Knopf, viel Strom im Hauptweg.
Merksatz: Ein Transistor steuert mit einem kleinen Basisstrom einen großen Kollektorstrom. Als Schalter ist er an oder aus. Als Verstärker gilt: I Kollektor = B · I Basis.
Typischer Fehler: Viele denken, der Transistor erzeugt zusätzliche Energie. Das stimmt nicht. Die Energie kommt aus der Batterie. Der Transistor steuert nur, wie viel Strom fließt.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Die Basis
Lösung ansehen
Lösung: Stimmt
Lösung ansehen
Lösung: Der Transistor sperrt
Frage 4 Ein Transistor hat B = 50. Durch die Basis fließen 2 mA. Wie viel mA fließen durch den Kollektor?
Zeig mir den ersten Schritt
50 · 2.
Lösung ansehen
Lösung: 100
50 · 2 mA = 100 mA.
Lösung ansehen
Lösung: Stimmt nicht
Geschafft
Ein Transistor hat Basis, Kollektor und Emitter. Ein kleiner Basisstrom schaltet einen großen Strom zwischen Kollektor und Emitter. Er kann auch verstärken: I Kollektor = B · I Basis.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
Übungsheft Halbleiter und Digitaltechnik
Kurz erklärt, 44 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.
Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen