Transistor  

Kunstwort aus transfer (Übertragung) und resistor (Widerstand). Ein veränderlicher Widerstand nach der Art einer Triode*. Nachfolgend zwei unterschiedliche Gehäuseformen. 

Der Transistor ist ein “Halbleiter”, was sich aus den verwendeten Materialien ableitet. (Heute überwiegend Silizium). Als elektronisches Bauteil kann er zur Spannungs- und Stromverstärkung sowie als Schalter eingesetzt werden. Das Schaltbild zeigt zwei so genannte bipolare Transistoren. Sie bestehen aus drei Halbleiterschichten (npn oder pnp), von denen jede mit einem nach außen geführten Anschluss versehen ist.   

Diese Anschlüsse werden Kollektor, Basis und Emitter genannt. Je nach Leitfähigkeitstyp, (npn oder pnp), ist in der hier dargestellten Emitter-Grundschaltung der Emitter entweder mit dem positiven oder negativen Potential direkt verbunden. Wird an die Basis eine definierte Spannung angelegt, wird die Strecke zwischen Kollektor und Emitter leitend. Das Pfeilsymbol des Emitters gibt dabei den gedachten Stromfluss von Plus nach Minus an. (In Wahrheit fließen die Elektronen von Minus nach Plus.) Unterschreitet die Basisspannung einen bestimmten Wert, “sperrt” der Transistor den Stromfluss zwischen Kollektor und Emitter. 

Die beiden Widerstände an der Basis fungieren als Spannungsteiler und stellen die gewünschte Spannung zur Verfügung, um den Transistor an- bzw. durchzusteuern. Diese beträgt bei Siliziumtransistoren gegenüber dem Emitter ca. 0.7 Volt. Der Widerstand im Kollektorzweig begrenzt den Strom und kann als “Arbeitswiderstand” verwendet werden, indem man die an ihm abfallende Spannung nutzt. Ohne diesen Widerstand würde der hohe Stromfluss den Transistor zerstören.  

Der Vorteil von Halbleitern besteht gegenüber Elektronenröhren* in ihren geringen Abmessungen, in einer niedrigen  Betriebsspannung sowie ihrer Fähigkeit, ggf. auch hohe Ströme zu verarbeiten. Röhren brauchen dagegen viel Platz und eine vergleichsweise hohe Anodenspannung. Außerdem muss ihre Kathode beheizt werden, was viel zusätzliche Energie verbraucht und Wärme an die Umgebung abgibt. Halbleiter sind daher bevorzugte Bauteile für batteriebetriebene Geräte.

Die Erfindung des Transistors, die mit dem Jahr 1947 datiert wird, ermöglichte zunächst den Siegeszug des Kofferradios, fand aber bald auch Eingang in andere Bereiche der Unterhaltungselektronik. Insbesondere die heutige Computertechnik wäre ohne den Transistor undenkbar. Unsere ganze technisierte Welt ist inzwischen fast vollständig vom Wirkprinzip des Transistors abhängig. Elektronenröhren wurden dagegen zur Rarität. Man braucht sie gelegentlich noch als Leistungsverstärker für Hoch- und Höchstfrequenzanwendungen.  

Abweichende Eigenschaften hat der “Feldeffekt-Transistor”, abgekürzt “FET”. Seine Anschlüsse haben andere Bezeichnungen. Prinzipiell entspricht “Drain” dem Kollektor, “Source” dem Emitter und “Gate” der Basis. Das Gate ist im Gegensatz zur Basis des bipolaren Tranistors extrem hochohmig. Legt man eine positive Spannung an das Gate, wird der FET zwischen Drain und Source niederohmig. Er hat daher in seiner Funktion Ähnlichkeit mit der Elektronenröhre. Auch diese wird an ihrem Gitter hochohmig angesteuert. 

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