Der Avalanche-Transistor

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Kippschwingungen
kannte ich bisher nur beim invers betriebenen Transistor. Dass sowas auch richtig herum und mit sehr viel höherer Spannung geht, habe ich gerade erst erfahren. Die Ergebnisse der einfachen Versuche mit einem BC547B haben mich überrascht.



An einer Spannungsquelle mit 300 V und mit einem hochohmigen Kollektorwiderstand verhält sich der Transistor ähnlich wie eine Zenerdiode mit 200 V, wenn die Basis gegen den Emitter kurzgeschlossen ist. Mit offener Basis sind es nur noch 75 V. Die Spannung messe ich mit dem Oszilloskop. Dabei fällt schon auf, wenn ich den Basis-Kurzschluss entferne, schaltet der Transistor für einen kurzen Moment ganz durch, ähnlich wie ein Thyristor. Danach erst stellt sich die Spannung von 75 V ein.



Irgendwas zwischen Kurzschluss und offenem Eingang ist z.B. ein Widerstand von 2 kOhm. Und dann passiert's: Es entstehen Kippschwingungen mit einer Amplitude von 200 Vss! Die Frequenz hängt von der Kapazität der Verbindungsleitung und des Schaltungsaufbaus ab und liegt bei ca. 100 kHz. Man könnte natürlich einen größeren Kondensator parallelschalten, aber dann sprengt der Transistor sich mit Sicherheit selbst in die Luft. Die steilen Flanken verraten es schon, beim Entladen fließt ein sehr großer Strom. Die Impulsleistung liegt in der Größenordnung von 100 W! Wenn dann auch noch eine größere Ladung anliegt, wird das zu viel für diesen kleinen Transistor.



Aber man kann den Sägezahn mit einem externen Signal synchronisieren. Dazu nimmt man irgendeinen Signalgenerator, auch sinusförmige Spannungen sind erlaubt. Die steilen Flanken am Ausgang bleiben erhalten.



Das bedeutet zugleich Oberwellen ohne Ende. Die folgende Messung zeigt das Spektrum bis 1000 MHz! Das Messkabel des Spectrum Analyzers habe ich dabei aber nicht angeschlossen, sondern nur in die Nähe gehalten. 200Vss sind nicht gut für das Gerät.



Und was hat die Welt davon? Also erstens bin ich froh, dass ich diese Eigenschaft eines stinknormalen Transistors jetzt kenne. Denn sowas könnte ja mal versehentlich auftreten. Und dann wundert man sich, warum überall das Radio gestört wird und plötzlich der Gilb (= Funkmesswagen) vor der Tür steht. Und zweitens wird diese Methode schon sein langem eingesetzt, um oberwellenreiche Eichsignale zu erzeugen. Aus einem 10-kHz-Signal kann man leicht einen Lattenzaun bis 1000 MHz machen, z.B. um Empfänger zu überprüfen.

Dank an Jürgen Heisg, der mich auf das Phänomen aufmerksam gemacht hat und mich auf einen Artikel von 1970 aufmerksam gemacht hat: Ham Radio, Dezember 1970: Avalanche-Transistor Circuits

Siehe auch:
http://en.wikipedia.org/wiki/Avalanche_transistor

Weitere Links, die mir Rudolf Drabeck geschickt hat:
www.holmea.demon.co.uk/Avalanche/Avalanche.htm
www.diodes.com/_files/products_appnote_pdfs/zetex/an8.pdf
www.electronicspoint.com/avalanche-transistors-t212987.html

Leider kein Link, aber damit kann man suchen lassen:
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS
VOLUME 69, NUMBER 8
AUGUST 1998
High voltage fast ramp pulse generation using avalanche transistor


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