[GM] Steuerbare Halbleiterbauelemente

Thyristor

Der Thyristor hat drei p-n-Übergänge und drei elektrische Anschlüsse (einer davon zum Steuern). Durch die Ansteuerung mit einem Stromimpuls (zum Beispiel über ein Triggerbauelement wie ein DIAC ...) wird der Thyristor voll leitend. Bei Unterschreiten des Haltestromes IH sperrt der Thyristor wieder vollständig.

Aufbau und Wirkungsweise

Die Wirkungsweise von Halbleiterbauelementen wird am Deutlichsten in der der Widerstandskennlinie:
steiler Verlauf → kleiner Widerstand
flacher Verlauf → großer Widerstand
Strom-Spannungs-Kennlinie:

Aufbau des Thyristors

Die Durchbruchspannung UBr sollte vermieden werden.

Ausnahme: (Gate Turn Off - Thyristor) sperrt mit negativem Stromimpuls am Gate - leitet mit pos. StromimpulsGTO-Thyristor

GTO-Thyristor

Verwendung

  1. steuerbare Gleichrichter
  2. Gleichstromsteller,
  3. Wechselrichter .....

Siehe auch hier

Der Triac

Er ist praktisch eine Fünfschichtdiode (DIAC mit n-Inseln an A1 und A2) mit Steueranschluss G bei A1. Die Wirkung entspricht zweier gegeneinander und parallel geschaltetantiparallel geschalteten Thyristoren. Er ist also für Wechselstrom geeignet.

Triac_Aufbau.GIF

Durch die Ansteuerung mit einem zum Beispiel über ein Triggerbauelement wie ein DIACStromimpuls wird der Triode for Alternating CurrentTRIAC voll leitend.

Triac_Kennlinie.GIF

Verwendung

  1. Phasenanschnittsteuerung
  2. Schwingungspacketsteuerung

Siehe auch hier

Bipolarer Transistor

Funktion

Durch Ansteuerung mit einem Basisstrom IB kann der Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke verändert werden.

Bipolarer Transistor als Stellwiderstand

Beachte: Die technische Stromrichtung und die Bewegungsrichtung der Elektronen (freie Ladungsträger oder Minoritätsträger) ist genau entgegengesetzt.

Symbol

Bipolarer Transistor Symbol

Anschlussbezeichnugen und Bedeutung

  1. B......Basis (Steueranschluss)
  2. C......Kollektor
  3. E......Emitter (Masse bzw. Summenpunkt zwischen Steuerstromkreis und Arbeitsstromkreis).

Aufbau des n-p-n Transistors

Bipolarer Transistor Aufbau

Prinzipschaltung des n-p-n Transistors

Bipolarer Transistor Prinzipschaltung

Die Stromverstärkung ist B = IC/IB für Gleichstrom. Sie bestimmt die Widerstände in der Transistorschaltung.

Bipolarer Transistor Kennlinien

Beim p-n-p Transistor sind alle Spannungen und Ströme umzupolen.

Unipolarer Transistor

Funktion

Durch Ansteuerung mit einer Spannung am Gate - Anschluss wird der Widerstand der Source-Drain-Strecke verändert.

Unipolarer_Transistor_d (28K)

Symbol Feld-Effekt-Transistors

Unipolarer_Transistor_e (43K)

Anschlussbezeichnugen und Bedeutung

  1. G......Gate (Steueranschluss)
  2. D...... Drain
  3. S.......Source (Masse bzw. Summenpunkt zwischen Steuerstromkreis und Arbeitsstromkreis).

Aufbau des n-Kanal Feld-Effekt-Transistors

Unipolarer_Transistor_a (44K)

Prinzipschaltung des n-Kanal Feld-Effekt-Transistors

Unipolarer_Transistor_b (36K)

Die Ansteuerung dieses Transistors mit UGS bewirkt ein Abschnüren des Kanals zwischen S und D. Das funktioniert auch bei extrem kleinen Strömen. Die Schaltwirkung wird daher nicht als Stromverstärkung sondern als sogenannte Steilheit S angegeben: S = ID/ UGS.

Unipolarer_Transistor_c (81K)

Die Steilheit ist der Ausdruck des "tan α" der Steuerkennlinie in einem ganz bestimmten Betriebspunkt (Arbeitspunkt AP).