Transistoren sind Verstärkerbauelemente der Elektronik (Fundstelle bei Wikipedia). Es gibt bipolare Transistoren und unipolare Transistoren (auch Feldeffekttransistoren FET genannt). Bei den bipolaren Transistoren steuert der Basis-Emitterstrom den verstärkten Collektor-Emitterstrom. Bei den FET fließt so gut wie kein Basisstrom, es genügt eine angelegte Spannung, um den Ausgangsstrom verstärkt zu steuern. Wir befassen uns hier mit den bipolaren Transistoren (Fundstelle bei Wikipedia). Ich nehme den Begriff Collektor auch in der deutschen Schreibweise Kollektor.

Es gibt zwei Typen von bipolaren Transistoren, pnp und npn. Merken kann man sich das so: die letzten beiden Buchstaben charakterisieren die Basis-Emitterstrecke also pn bei npn-Typen. Die Basis-Emitterstrecke kann man sich als Diode vorstellen, deren Pfeil im Schaltbild die Durchlassrichtung zeigt. Also bei pn (positiv zu negativ, technische Stromrichtung!). Bei pnp -> np (negativ zu positiv) genau in die andere Richtung, wie der Pfeil zeigt.

Manchmal wird der bipolare Transistor auch als aus zwei Dioden bestehendes Bauteil gedacht. Das funktioniert technisch nicht, zwei einzelne Dioden sind kein Transistor! Aber für die Funktionsprüfung mit dem Ohmmeter funktioniert dieses Bild schon (die Strecke Basis-Emitter und auch die Strecke Basis-Kollektor benehmen sich wie Dioden mit einer Durchlass- und Sperrrichtung). Der Transistor kann als Schalter genutzt werden: Wenn kein Strom Basis-Emitter fließt, sperrt auch der Stromfluß Kollektor-Emitter. Ab einem bestimmten Basisstrom ist praktisch der Widerstand Kollektor-Emitter verschwunden, der Transistor schaltet voll durch!

• Jetzt müssen wir zu einer Grundschaltung des Transitors kommen (es gibt weitere), um die Verstärkerfunktion genauer zu verstehen. Kleine Steuersignale an der Basis (Stromfluss Basis-Emitter Ib in grün) verursachen mit dem Verstärkungsfaktor B den Stromfluß Kollektor-Emitter Ic = B x Ib (in rot gezeichnet). Wenn z.B. ein Strom von 1 Milliampere Basis-Emitter fließt und der Transistor einen Verstärkungsfaktor 100:1, d.h. B=100 hat, fließt ein Strom von 100 Milliampere Kollektor-Emitter.

• Man bezeichnet bipolare Transistoren auch als gesteuerte Widerstände (bezogen auf die Kollektor-Emitterstrecke), die zwischen Isolator und wenigen Ohm mit dem Basis-Steuerstrom hin- und hergesteuert werden können.

• Wenn die Spannung an der Basis 0 Volt oder kleiner als die Diodendurchlassspannung Basis-Emitter ist, so fließt kein Basis-Emitterstrom. Dann fließt auch kein Kollektor-Emitterstrom, der Transistor sperrt, am Kollektor liegt praktisch die Betriebsspannung an. Negative Spannungen (negative Signale) sind nicht in der Lage zu steuern.

• Der Strom Kollektor-Emitter kann wegen des Widerstandes Rc nicht beliebig wachsen, sondern bis zum Maximum von Uc geteilt durch Rc (Ohmsches Gesetz). Es nutzt also nichts, wenn der maximale Strom erreicht ist, den Basisstrom zu erhöhen, der Transistor ist bereits voll ausgesteuert (durchgeschaltet). D.h. der Widerstand Kollektor-Emitter ist fast Null, am Kollektor liegen damit auch praktisch 0 Volt an.

• Es gibt also einen sinnvollen Bereich für den Basisstrom, in dem Verstärkung des kleinsten bis größten Signals nutzbar ist.

• Deshalb stellt man gerne einen Arbeitspunkt zwischen Vollsperrung und Öffnung am Kollektor für diese Schaltung ein (z.B. die halbe Betriebsspannung). 4,5 Volt am Kollektor werden über einen bestimmten Basisruhestrom eingestellt. Wird jetzt der Basisstrom leicht erhöht oder verkleinert, so schwankt auch der Kollektor-Emitterstrom - aber in einem viel höheren Maß: der Basissstom wird mit dem Faktor B verstärkt. Wie man das verstärkte Ausgangssignal weiter nutzt, das lies z.B. bei Wikipedia nach.