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Daniel Läufer

15.02.2017,
18:28
 

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand (Schaltungstechnik)

Hi zusammen,

mir ist die Sache mit dem Kollektorwiderstand und der Spannungsverstärkung unklar.

Erst einmal die Emitterschaltung von eurer Seite als Ausgangspunkt:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
Direkt das erste Bild.

Wieso muss der Kollektorwiderstand eingefügt werden, um eine Spannungsverstärkung zu erhalten?
Wenn ich keinen Kollektorwiderstand hätte, läge also die ausgangsseitige Spannungsversorgung an und somit kann sich die Spannung Kollektor-Emitter auch nicht ändern. Ist das richtig gedacht?

Zweites Problem: Kollektorwiderstand rein, erstes Bild oben, wieso sinkt die Spannung Kollektor-Emitter, wenn die Basis-Emitter-Spannung steigt. Es fließt doch jetzt mehr Strom durch den Kollektorwiderstand, also müsste das Potential zunehmen am unteren Anschluss des Kollektorwiderstandes. Auf der anderen Seite wird aber auch die Kollektor-Emitterstrecke niederohmiger und die Spannung Kollektor-Emitter müsste doch fallen, weil sie "mehr" auf "Masse" geschaltet wird. Welche Argumentation stimmt denn jetzt?

Daniel

Kendiman(R)

16.02.2017,
08:12
(editiert von Kendiman
am 16.02.2017 um 10:00)


@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » » Hi zusammen,
» » »
» » » mir ist die Sache mit dem Kollektorwiderstand und der
» » Spannungsverstärkung
» » » unklar.
» » »
» » » Erst einmal die Emitterschaltung von eurer Seite als Ausgangspunkt:
» » » http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
» » » Direkt das erste Bild.
» » »
» » » Wieso muss der Kollektorwiderstand eingefügt werden, um eine
» » » Spannungsverstärkung zu erhalten?
» » » Wenn ich keinen Kollektorwiderstand hätte, läge also die
» ausgangsseitige
» » » Spannungsversorgung an und somit kann sich die Spannung
» » Kollektor-Emitter
» » » auch nicht ändern. Ist das richtig gedacht?
» » »
» » » Zweites Problem: Kollektorwiderstand rein, erstes Bild oben, wieso
» sinkt
» » » die Spannung Kollektor-Emitter, wenn die Basis-Emitter-Spannung
» steigt.
» » Es
» » » fließt doch jetzt mehr Strom durch den Kollektorwiderstand, also
» müsste
» » das
» » » Potential zunehmen am unteren Anschluss des Kollektorwiderstandes. Auf
» » der
» » » anderen Seite wird aber auch die Kollektor-Emitterstrecke
» niederohmiger
» » und
» » » die Spannung Kollektor-Emitter müsste doch fallen, weil sie "mehr" auf
» » » "Masse" geschaltet wird. Welche Argumentation stimmt denn jetzt?
» » »
» » » Daniel
» »
» » Der Kollektorwiderstand bildet mit dem Transistor einen Spannungsteiler.
» » Betrachte einen Transistor als veränderbaren Widerstand.
» » Mit 2 Widerständen kann man einen Spannungsteiler herstellen.
» » Je nach Wahl der Widerstände kann die Ausgangsspannung Ua
» » zwischen 0 Volt und der Betriebsspannung betragen.
» » Solange die Widerstände nicht verändert werden, hat man eine
» » konstante Ausgangsspannung.
» » Wählt man R2 als einen veränderbaren Widerstand. so kann man
» » die Ausgangsspannung beliebig einstellen.
» » Das gleiche kann man auch mit einem Transistor erreichen.
» » Je nach Widerstand des Transistors, den man mit der Basis
» » einstellen kann, wird sich die Ausgangsspannung ändern.
» »
» » Mit einer kleinen Spannungsänderung an der Basis
» » (so zwischen 0,4 V bis 0,8 V) kann man den Widerstand
» » des Transistors von ca. 0 Ohm und unendlich Ohm ändern.
» » Das bedeutet, dass man mit kleinen Spannungen an der Basis
» » eine große Spannungsänderung am Kollektor erzeugen kann.
» » Das nennt man dann Spannungsverstärkung.
» »
» »
» »
» »
» »
»
»
» Vielen Dank Kendiman.
» Für mein Verständnis hat mir das sehr geholfen.
»
» Leider habe ich mich in eine bestimmte Erklärung verbissen und würde jetzt
» gerne verstehen, warum diese falsch ist.
» Ich versuche mir das auch über die Ausgangsmasche zu erklären. Die
» Kollektor-Emitter-Spannung ist gleich der Versorgungsspannung minus der
» Spannung am Kollektorwiderstand.
» Also habe ich argumentiert, dass die Spannung am Kollektorwiderstand der
» Versorgungsspannung entgegenwirke. Dadurch gerate ich aber in einen
» Widerspruch, weil die Versorgungsspannung konstant ist und sich nicht durch
» eine größer werdende Spannung am Kollektorwiderstand verringern lässt.
»
» Was ist an der Ausgangsmaschengleich in Bezug auf diese Erklärung nicht
» korrekt?
»
» Daniel

Was an der Maschengleichung nicht korrekt ist, das kann man nur erkennen,
wenn du eine Schaltung erstellst und die Masche angibst.
Stell also die Masche mit Zeichnung ein, damit man deinen Gedankengang
nachvollziehen kann.

Wer hat eigentlich angefangen dir den Transistor mit Maschengleichungen zu erklären ?
Wenn man diesen Weg geht, dann würde kaum einer den Transistor verstehen.
Ich vermute, dass du unter Spannungsverstärkung etwas Falsches verstehst.
Spannung wird nicht verstärkt.
Die Betriebsspannung liefert nur die Energie, damit ein Transistor aus
Gleichspannung Wechselspannung macht.
Eine angelegte kleine Wechselspannung an der Basis steuert den Strom
durch den Transistor.
Das ist der Kollektorstrom, der ein Wechselstrom ist
Der Kollektorstrom fließt durch den Kollektorwiderstand und erzeugt
einen Spannungsabfall ( Wechselspannung ) (Spannungsabfall ist kein Müll)
Dieser Wechselspannungsabfall ist größer als die Basiswechselspannung.
Das nennt man dann Verstärkung.
Die Verstärkung ist das Verhältnis von Eingangswechselspannung zur
Ausgangswechselspannungspannung.
V = Ua / Ue

Gast

15.02.2017,
21:59

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» In der Schaltungstheorie gibt es die sogenannte Maschengleichung, die da
» lautet, dass innerhalb einer Masche die Summe der Spannungen null ist. Wenn
» ich die Ausgangsmasche aufstelle, ergibt das für die
» Kollektor-Emitterspannung= U(Versorgung)-U(Kollektrowiderstand). Wenn jetzt
» U(Kollektorwiderstand) größer wird, durch einen größeren Stromfluss, dann
» wird die Kollektor-Emitterspannung kleiner.

Soweit logisch und nachvollziehbar.
Aber jetzt:
» Die U(Kollektor) wirkt der U(Versorgung) entgegen, ausgedrückt durch das Minus. So meine ich das.

Okay, ich verstehe jetzt deinen Gedankengang. Aber, jetzt mal ehrlich. Das "wirkt" kommt von Wirkung, also sowas z.B. https://de.wikipedia.org/wiki/Wirkung_(Physik)

Damit habe ich ein Problem (gehabt). Jetzt verstehe ich auch dein Nullsummenspiel.
MfG

Daniel Läufer

15.02.2017,
21:49

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » Aber trotzdem wirkt die Spannung am Kollektor
» » der Versorgungsspannung entgegen und damit das in der Summe null ergibt,
» » verringert sich die Kollektor-Emitterspannung.
»
» Nein, ich verstehe deine Denkweise nicht. Es ist auch kein Nullsummenspiel
» zwischen Versorgungsspannung und Kollektorspannung.
» Nochmal, der Versorgungsspannung wirkt nichts entgegen. Ihr wird maximal
» ein Strom entnommen. Das ist aber nicht gegen sie gerichtet, sondern ihre
» Aufgabe den Strom zu liefern. Es ist doch kein Kampf zwischen
» Versorgungsspannung und am Kollektor auftretender Spannung. Es gibt hier
» keinen Wirkenden oder Gegenwirkenden.


In der Schaltungstheorie gibt es die sogenannte Maschengleichung, die da lautet, dass innerhalb einer Masche die Summe der Spannungen null ist. Wenn ich die Ausgangsmasche aufstelle, ergibt das für die Kollektor-Emitterspannung= U(Versorgung)-U(Kollektrowiderstand). Wenn jetzt U(Kollektorwiderstand) größer wird, durch einen größeren Stromfluss, dann wird die Kollektor-Emitterspannung kleiner. Die U(Kollektor) wirkt der U(Versorgung) entgegen, ausgedrückt durch das Minus. So meine ich das.

Daniel

Gast

15.02.2017,
21:40

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Aber trotzdem wirkt die Spannung am Kollektor
» der Versorgungsspannung entgegen und damit das in der Summe null ergibt,
» verringert sich die Kollektor-Emitterspannung.

Nein, ich verstehe deine Denkweise nicht. Es ist auch kein Nullsummenspiel zwischen Versorgungsspannung und Kollektorspannung.
Nochmal, der Versorgungsspannung wirkt nichts entgegen. Ihr wird maximal ein Strom entnommen. Das ist aber nicht gegen sie gerichtet, sondern ihre Aufgabe den Strom zu liefern. Es ist doch kein Kampf zwischen Versorgungsspannung und am Kollektor auftretender Spannung. Es gibt hier keinen Wirkenden oder Gegenwirkenden.

Daniel Läufer

15.02.2017,
21:22

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Mit dieser Maschensache, habe ich nie glernt. Kann dazu nichts sagen. Nur
» soviel, es wirkt nichts gegen die Versorgungsspannung.

Du hast natürlich in sofern recht, dass die Versorgungsspannung zu keinem Zeitpunkt verringert wird. Aber trotzdem wirkt die Spannung am Kollektor der Versorgungsspannung entgegen und damit das in der Summe null ergibt, verringert sich die Kollektor-Emitterspannung.

Daniel

Gast

15.02.2017,
21:10

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

Mit dieser Maschensache, habe ich nie glernt. Kann dazu nichts sagen. Nur soviel, es wirkt nichts gegen die Versorgungsspannung.

Daniel Läufer

15.02.2017,
21:01

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » Verdammt, dann kann man das so nicht erklären, weil die
» Versorgungsspannung
» » konstant belibt. Wahnsinn, ich verstehe es einfach nicht.:-(
»
» Versuch es mit deinen Worten zu erklären...

Die Argumentation mit der Ausgangsmasche ist korrekt. Und die Spannung am Kollektorwiderstand wirkt der Versorgungsspannung entgegen, obwohl diese konstant ist. Da nämlich die Versorgungsspannung konstant ist, muss die Kollektor-Emitterspannung zwingend kleiner werden damit die Gesamtspannung in der Masche null wird. Dieses Entgegenwirken entspricht dem Minus in der Ausgangssmaschengleichung.

Daniel

Daniel Läufer

15.02.2017,
20:51

@ Kendiman

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » Hi zusammen,
» »
» » mir ist die Sache mit dem Kollektorwiderstand und der
» Spannungsverstärkung
» » unklar.
» »
» » Erst einmal die Emitterschaltung von eurer Seite als Ausgangspunkt:
» » http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
» » Direkt das erste Bild.
» »
» » Wieso muss der Kollektorwiderstand eingefügt werden, um eine
» » Spannungsverstärkung zu erhalten?
» » Wenn ich keinen Kollektorwiderstand hätte, läge also die ausgangsseitige
» » Spannungsversorgung an und somit kann sich die Spannung
» Kollektor-Emitter
» » auch nicht ändern. Ist das richtig gedacht?
» »
» » Zweites Problem: Kollektorwiderstand rein, erstes Bild oben, wieso sinkt
» » die Spannung Kollektor-Emitter, wenn die Basis-Emitter-Spannung steigt.
» Es
» » fließt doch jetzt mehr Strom durch den Kollektorwiderstand, also müsste
» das
» » Potential zunehmen am unteren Anschluss des Kollektorwiderstandes. Auf
» der
» » anderen Seite wird aber auch die Kollektor-Emitterstrecke niederohmiger
» und
» » die Spannung Kollektor-Emitter müsste doch fallen, weil sie "mehr" auf
» » "Masse" geschaltet wird. Welche Argumentation stimmt denn jetzt?
» »
» » Daniel
»
» Der Kollektorwiderstand bildet mit dem Transistor einen Spannungsteiler.
» Betrachte einen Transistor als veränderbaren Widerstand.
» Mit 2 Widerständen kann man einen Spannungsteiler herstellen.
» Je nach Wahl der Widerstände kann die Ausgangsspannung Ua
» zwischen 0 Volt und der Betriebsspannung betragen.
» Solange die Widerstände nicht verändert werden, hat man eine
» konstante Ausgangsspannung.
» Wählt man R2 als einen veränderbaren Widerstand. so kann man
» die Ausgangsspannung beliebig einstellen.
» Das gleiche kann man auch mit einem Transistor erreichen.
» Je nach Widerstand des Transistors, den man mit der Basis
» einstellen kann, wird sich die Ausgangsspannung ändern.
»
» Mit einer kleinen Spannungsänderung an der Basis
» (so zwischen 0,4 V bis 0,8 V) kann man den Widerstand
» des Transistors von ca. 0 Ohm und unendlich Ohm ändern.
» Das bedeutet, dass man mit kleinen Spannungen an der Basis
» eine große Spannungsänderung am Kollektor erzeugen kann.
» Das nennt man dann Spannungsverstärkung.
»
»
»
»
»


Vielen Dank Kendiman.
Für mein Verständnis hat mir das sehr geholfen.

Leider habe ich mich in eine bestimmte Erklärung verbissen und würde jetzt gerne verstehen, warum diese falsch ist.
Ich versuche mir das auch über die Ausgangsmasche zu erklären. Die Kollektor-Emitter-Spannung ist gleich der Versorgungsspannung minus der Spannung am Kollektorwiderstand.
Also habe ich argumentiert, dass die Spannung am Kollektorwiderstand der Versorgungsspannung entgegenwirke. Dadurch gerate ich aber in einen Widerspruch, weil die Versorgungsspannung konstant ist und sich nicht durch eine größer werdende Spannung am Kollektorwiderstand verringern lässt.

Was ist an der Ausgangsmaschengleich in Bezug auf diese Erklärung nicht korrekt?

Daniel

Gast

15.02.2017,
20:43

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Verdammt, dann kann man das so nicht erklären, weil die Versorgungsspannung
» konstant belibt. Wahnsinn, ich verstehe es einfach nicht.:-(

Versuch es mit deinen Worten zu erklären...

Daniel Läufer

15.02.2017,
20:41

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » Also kann man noch einmal zusammenfassen: die Kollektor-Emitter-Spannung
» » sinkt, weil die Spannung am Kollektorwiderstand steigt, bedingt durch
» den
» » erhöhten Stromfluss, und diese Kollektorwiderstandsspannung der
» » Versorgungsspannung entgegenwirkt.
»
» Nein, denn ich habe ein Problem mit deinem "entgegenwirkt". Das wurde
» bedeuten die Versorgungsspannung sinkt, was sie aber nicht macht.


Jetzt, wo ich darüber nachdenke, würde ich sagen, dass Du recht hast. Verdammt, dann kann man das so nicht erklären, weil die Versorgungsspannung konstant belibt. Wahnsinn, ich verstehe es einfach nicht.:-(

Daniel

Kendiman(R)

15.02.2017,
20:41

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Hi zusammen,
»
» mir ist die Sache mit dem Kollektorwiderstand und der Spannungsverstärkung
» unklar.
»
» Erst einmal die Emitterschaltung von eurer Seite als Ausgangspunkt:
» http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
» Direkt das erste Bild.
»
» Wieso muss der Kollektorwiderstand eingefügt werden, um eine
» Spannungsverstärkung zu erhalten?
» Wenn ich keinen Kollektorwiderstand hätte, läge also die ausgangsseitige
» Spannungsversorgung an und somit kann sich die Spannung Kollektor-Emitter
» auch nicht ändern. Ist das richtig gedacht?
»
» Zweites Problem: Kollektorwiderstand rein, erstes Bild oben, wieso sinkt
» die Spannung Kollektor-Emitter, wenn die Basis-Emitter-Spannung steigt. Es
» fließt doch jetzt mehr Strom durch den Kollektorwiderstand, also müsste das
» Potential zunehmen am unteren Anschluss des Kollektorwiderstandes. Auf der
» anderen Seite wird aber auch die Kollektor-Emitterstrecke niederohmiger und
» die Spannung Kollektor-Emitter müsste doch fallen, weil sie "mehr" auf
» "Masse" geschaltet wird. Welche Argumentation stimmt denn jetzt?
»
» Daniel

Der Kollektorwiderstand bildet mit dem Transistor einen Spannungsteiler.
Betrachte einen Transistor als veränderbaren Widerstand.
Mit 2 Widerständen kann man einen Spannungsteiler herstellen.
Je nach Wahl der Widerstände kann die Ausgangsspannung Ua
zwischen 0 Volt und der Betriebsspannung betragen.
Solange die Widerstände nicht verändert werden, hat man eine
konstante Ausgangsspannung.
Wählt man R2 als einen veränderbaren Widerstand. so kann man
die Ausgangsspannung beliebig einstellen.
Das gleiche kann man auch mit einem Transistor erreichen.
Je nach Widerstand des Transistors, den man mit der Basis
einstellen kann, wird sich die Ausgangsspannung ändern.

Mit einer kleinen Spannungsänderung an der Basis
(so zwischen 0,4 V bis 0,8 V) kann man den Widerstand
des Transistors von ca. 0 Ohm und unendlich Ohm ändern.
Das bedeutet, dass man mit kleinen Spannungen an der Basis
eine große Spannungsänderung am Kollektor erzeugen kann.
Das nennt man dann Spannungsverstärkung.




Gast

15.02.2017,
20:30

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Also kann man noch einmal zusammenfassen: die Kollektor-Emitter-Spannung
» sinkt, weil die Spannung am Kollektorwiderstand steigt, bedingt durch den
» erhöhten Stromfluss, und diese Kollektorwiderstandsspannung der
» Versorgungsspannung entgegenwirkt.

Nein, denn ich habe ein Problem mit deinem "entgegenwirkt". Das wurde bedeuten die Versorgungsspannung sinkt, was sie aber nicht macht.

Daniel Läufer

15.02.2017,
20:10

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » Ach, jetzt verstehe ich was Du meinst. Die Spannung zwischen positiver
» » Versorgungsspannung und Kollektor steigt.
»
» Das habe ich doch aber eindeutig und sogar zwei mal so geschrieben. Lesen
» und das geschriebene sacken lassen, muss man schon. Also ist es dir jetzt
» wie Schuppen aus den Haaren gefallen? Wäre schön.

Ja.
Also kann man noch einmal zusammenfassen: die Kollektor-Emitter-Spannung sinkt, weil die Spannung am Kollektorwiderstand steigt, bedingt durch den erhöhten Stromfluss, und diese Kollektorwiderstandsspannung der Versorgungsspannung entgegenwirkt.

Daniel

Gast

15.02.2017,
19:59

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Ach, jetzt verstehe ich was Du meinst. Die Spannung zwischen positiver
» Versorgungsspannung und Kollektor steigt.

Das habe ich doch aber eindeutig und sogar zwei mal so geschrieben. Lesen und das geschriebene sacken lassen, muss man schon. Also ist es dir jetzt wie Schuppen aus den Haaren gefallen? Wäre schön.

Daniel Läufer

15.02.2017,
19:53

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» @Daniel
»
» Ich glaube jetzt, ich erkenne deinen Denkprozess.
» Ist es so, dass du ein Problem damit hast, dass die Spannung an der Basis
» gegenüber Masse steigt, die Spannung am Kollektor gegen Masse aber sinkt?

Nein, denn Prozess des Aufsteuerns verstehe ich.
Noch einmal, die Kollektor-Emitter-Spannung sinkt, weil die Spannung am Kollektorwiderstand steigt, bedingt durch den erhöhten Stromfluss, und diese Kollektorwiderstandsspannung der Versorgungsspannung entgegenwirkt.

Ach, jetzt verstehe ich was Du meinst. Die Spannung zwischen positiver Versorgungsspannung und Kollektor steigt. Ja klar, dass meinte ich vorhin mit der Spannung rein über den Klemmen des Kollektorwiderstandes.

Daniel