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Der Transistor ist eines der am häufigsten verwendeten Halbleiterbauelemente in der Elektronik. Mit ihm können wir eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen und Geräten für den Amateur- und den professionellen Gebrauch bauen. Unter den verschiedenen Transistortypen unterscheidet man zwischen bipolaren Sperrschichttransistoren, die durch ihren NPN- oder PNP-Leitungstyp gekennzeichnet sind. Zu den letzteren gehört der Transistor mit dem alphanumerischen Symbol BC557. In diesem Artikel werden wir seine Parameter und sein Funktionsprinzip kennenlernen und einen Überblick über die Stärken und Schwächen dieses Bauteils geben.
BC557 Transistor - Einführung
Ein Transistor ist ein Bauteil mit drei Anschlüssen, das zum Schalten oder Verstärken elektrischer und elektronischer Signale verwendet wird. Transistoren spielen in der modernen Elektronik eine Schlüsselrolle. Der BC557 Transistor ist ein sehr bekannter BJT (bipolarer) Transistor des PNP-Typs, der z.B. in einem TO-92-Gehäuse für die Durchsteckmontage erhältlich ist. Ein solcher Transistor wird typischerweise als Schalter oder Stromverstärker in elektronischen Schaltungen und Systemen verwendet.
BC557 - Technische Daten
- Gehäuse: TO92
- Leitfähigkeitstyp: PNP
- Maximaler Kollektorstrom (Ic): -100mA
- Maximale Betriebstemperatur: -65*C – +150*C
- Maximale Kollektor-Emitter-Spannung (VCE max): -45V
- Minimale/maximale Konstantstromverstärkung (hFE): 125 – 800
- Maximale Spannung zwischen Basis und Kollektor (VCB max): -50V
- Maximale Einschwingfrequenz (fT max): 100MHz
- Maximale Basis-Emitter-Spannung (VBE max): -5V
- Maximale Verlustleistung (Po): 500mW
- Maximaler Kollektorstrom (Ic max): 200mA
Bipolarer PNP-Transistor BC557 - Funktionsprinzip des Bauteils
Aus der Sicht der Halbleiterstrukturphysik sind in Transistoren vom NPN-Leitungstyp die meisten Ladungsträger Elektronen, während in Transistoren vom PNP-Leitungstyp die meisten Ladungsträger Löcher sind. In einem NPN-Transistor werden an der Emitterspitze statt Elektronen Ladungsträger erzeugt, die wie der Kollektor an der Spitze als Kollektor wirken. Unabhängig von der Art der Leitung ist ein bipolarer Transistor ein stromgesteuertes Bauteil, da der kleine Basisstrom zur Steuerung des viel größeren Stroms verwendet wird, der vom Emitter zum Kollektor fließt. Wenn der Transistor ausgeschaltet ist, fließt am Basisanschluss ein Strom, während der Transistor eingeschaltet ist, fließt am selben Anschluss kein Strom.
Wie verwende ich den Transistor BC557?
Der Transistor BC557 und Bauteile mit ähnlichen Parametern können als Schalter und Stromverstärker verwendet werden. Dies sind die beiden Hauptanwendungen dieses Transistors. Wenn der Transistor BC557 als Schalter fungiert, wirkt er in zwei Bereichen, nämlich in der Sperrschicht und in der Sättigung. Wenn er in Durchlassrichtung gepolt ist, arbeitet dieser Transistor als Schalter, während er in negativer Richtung gepolt als Verstärker arbeitet. Diese Vorspannung kann erreicht werden, indem die Basis des Transistors mit der erforderlichen Strommenge versorgt wird. Der maximale Polarisationsstrom beträgt 5mA. Wenn Sie diesen Strom überschreiten, wird der Transistor beschädigt. Daher muss der Transistor über einen Strombegrenzungswiderstand in Reihe mit der Basisleitung zur Steuerstromquelle geschaltet werden. Der Wert dieses Widerstands (RB) kann anhand der folgenden Formel auf der Grundlage des Ohmschen Widerstandsgesetzes gemessen werden:
RB = VBE/IB
Wo:
VBE – Basis-Emitter-Spannung [V].
IB – Basisstrom [A]
Für diesen Transistor muss die Basis-Emitter-Spannung (VBE) 5 V betragen und der IB (Basisstrom) hängt hauptsächlich von der Last (Kollektorstrom) ab. Der Wert des Basisstroms sollte 5mA nicht überschreiten.
BC557 Transistor als Verstärker
Wann immer ein Transistor im aktiven Bereich arbeitet, fungiert er als Verstärker. Der Transistor verwendet verschiedene Konfigurationen zur Verstärkung von Spannung, Strom und Leistung, wie z.B. gemeinsamer Emitter, gemeinsame Basis und gemeinsamer Kollektor. Von den drei genannten Konfigurationstypen ist der gemeinsame Emitter oder der gemeinsame Kollektor sehr gut bekannt. Daher wird diese Konfiguration in den meisten Anwendungen verwendet. Wenn der Transistor als Verstärker verwendet wird, kann die Gleichstromverstärkung des hFE mit der folgenden Formel gemessen werden:
hFE = IC/IB
Wo:
IC – Kollektorstrom [A]
IB – Basisstrom [A]
Wenn der BC557-Transistor in Durchlassrichtung gepolt ist, muss der Basisstrom auf 5 mA begrenzt werden, wenn wir Strom an die Basisleitung anlegen. Wenn der Transistor vollständig gepolt ist, d.h. gesättigt ist, lässt er den maximalen Strom durch den Emitter und den Kollektor fließen, was als Sättigungsbereich bekannt ist. In der Regel kann die zulässige Spannung am Kollektor-Emitter- und Basis-Emitter-Übergang maximal 200mV bzw. 900mV betragen. Wenn der an die Basisleitung angelegte Strom entfernt wird, wird der Transistor ausgeschaltet, was als Sperrbereich bezeichnet wird, und die Basis-Emitter-Spannung kann etwa 660mV betragen.
BC557 Bipolartransistor - Vorteile und Nachteile
Alles hat seine Vor- und Nachteile – das gilt auch für elektronische Bauteile, einschließlich Transistoren. Zu den Vorteilen des BC557-Transistors gehören sicherlich:
- kleine Abmessungen der Komponenten
- einfache Kontrolle des Stromflusses
- geringe Kosten
- Reduzierung der Ausgangsimpedanz des Systems
- lange Haltbarkeit
- leiser, geräuschloser Betrieb
- einfache Implementierung in verschiedene elektronische Schaltungen
- eine Vielzahl von Anwendungen
- geringer Energieverbrauch
- schnelle Reaktion des Ausgangs auf eine Änderung des Steuerstroms
Auf der anderen Seite können wir auch die Nachteile des BC557-Transistors berücksichtigen:
- begrenzte Schaltfrequenz
- Anfälligkeit für Schwankungen der Umgebungstemperatur
- begrenzte Stromkapazität der Kollektor-Emitter-Schaltung
- für Hochfrequenzsignale und Schaltungen mit hoher Leistung ist dies nicht die beste verfügbare Lösung
- es gibt Probleme mit der Phasenverschiebung bei Signalen auf bestimmten Frequenzen
- hoher Ableitstrom
- an der Kollektorstromgrenze, hohe Leistungsverluste am Kollektor-Emitter-Übergang
