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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

Gast

15.02.2017,
18:40

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Wieso muss der Kollektorwiderstand eingefügt werden

Arbeitswiderstand, an dem die verstärkte Spannungsänderung abgegriffen werden kann.

» 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?

Bis zu einem gewissen Grade. Wird dann der Strom vom Kollektor zum Emitter zu groß, brennt der Transistor durch oder die Spannung zusammen.

» wieso sinkt die Spannung Kollektor-Emitter, wenn die Basis-Emitter-Spannung steigt.

Weil der steigende Basisstrom ein aufsteuern der Kollektor-Emitterstrecke bewirkt. Der Widerstand wird also kleiner, daraus resultiert was?

» es fließt doch jetzt mehr Strom durch den Kollektorwiderstand, also müsste das
» Potential zunehmen am unteren Anschluss des Kollektorwiderstandes.

Ja, das Potenzial zwischen positiver Versorgungsspannung und dem Kollektor wird größer. Pertfekt, hast es also doch verstanden.

» 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.

Perfekt, völlig richtig.

Daniel Läufer

15.02.2017,
18:44

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » es fließt doch jetzt mehr Strom durch den Kollektorwiderstand, also
» müsste das
» » Potential zunehmen am unteren Anschluss des Kollektorwiderstandes.
»
» Ja, das Potenzial zwischen positiver Versorgungsspannung und dem Kollektor
» wird größer. Pertfekt, hast es also doch verstanden.
»
» » 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.
»
» Perfekt, völlig richtig.

Das ist für mich aber immer noch ein Widerspruch.

DSaniel

Gast

15.02.2017,
18:51

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Das ist für mich aber immer noch ein Widerspruch.

Was davon. Von einem Widerspruch spricht man, wenn mindestens zwei Dinge nicht zueinander passen. Welche zwei Dinge sind das in deiner Betrachtungsweise?

Daniel Läufer

15.02.2017,
18:56

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

Das Potenzial am unteren Anschluss des Kollektorwiderstand wird kleiner, weil die Spannung an ihm zwar größer wird aber der Versorgungsspannung entgegengerichtet ist. Und da die Kollektor-Emitterspannung gleich der Spannungssumme von Kollektorwiderstand und Versorgungsspannung ist, wird Uce kleiner.
Ich glaube, mein Gedankenfehler war die Betrachtung des Kollektrowiderstandes alleine, wenn ich also rechts und links von ihm messe, da ist die Spannung natürlich groß.

Daniel

Daniel Läufer

15.02.2017,
19:02

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

Liegt darin der Gedankenfehler?

Daniel

Hartwig(R)

15.02.2017,
19:09

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

Hallo,
stelle Dir einfach vor, daß der Transistor zusammen mit dem Kollektorwiderstand einen Spannungsteiler darstellt. Der obere Widerstand (R1) sei der Kollektorwiderstand, der untere Widerstand (R2) ist der Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors. Der Widerstand R2 kann durch einen Strom verstellt werden (Basisstrom). Der Spannungsabgriff erfolgt an der Verbindung von R1 und R2. R1 liegt dazu noch an der Versorgungsspannung, R2 - also der Transistor - liegt mit dem Emitter an Masse.
Steuerst du den Transistor mit einem Basisstrom an, fließt der Strom IB x ß durch den Kollektor (durch den Emitter dann IB x (ß+1)). Dadurch sinkt quasi der Widerstand der C-E-Strecke, es fällt am Transistor weniger Spannung ab, am Kollektorwiderstand liegen dann Ubat - Uce.
Vielleicht hilft dieses Vorstellungsmodell ja.
Grüße
Hartwig

Daniel Läufer

15.02.2017,
19:11

@ Gast

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» Ja, das Potenzial zwischen positiver Versorgungsspannung und dem Kollektor
» wird größer. Pertfekt, hast es also doch verstanden.

Nein, eben nicht. das Potential wird kleiner.

Daniel

Gast

15.02.2017,
19:27

@ Daniel Läufer

Spannungsverstärkung mit Kollektorwiderstand

» » Ja, das Potenzial zwischen positiver Versorgungsspannung und dem
» Kollektor
» » wird größer. Pertfekt, hast es also doch verstanden.
»
» Nein, eben nicht. das Potential wird kleiner.

Nein, der Spannungsabfall und damit das Potenzial zwischen positiver Versorgungsspannung und dem
Kollektor wird größer, da der Strom durch den Kollektorwiderstand steigt.
Potenzial = Spannungsunterschied

Übrigens finde ich "Kollektrowiderstand" einen schönen Schreibfehler ;)

@
Nicht: (durch den Emitter dann IB x (ß+1))
eher: (durch den Emitter dann IB x ß+IB)

Gast

15.02.2017,
19:42

@ 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?

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

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,
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,
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,
20:41

@ 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.