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Arbeitspunkteinstellung von Transistoren (Elektronik)

verfasst von S.T, 15.07.2011, 00:07 Uhr

» » Also ich würd jetzt mal behaupten, das die Schaltung dafür sorgt, dass
» die
» » super kleine Spannung zwischen 0 und 0.1 V die zwischen Basis-Emitter
» je
» » nach Signal herrscht in eine große Spannung umgewandelt wird. Die sich
» » dann in dem Bereich aufhält, in der man Sie mit den Widerständen
» » eingestellt hat. Wenn dem so wäre könnte ich jetzt aber noch nicht
» sagen,
» » wie die Werte dafür bemessen (dimensioniert) werden müssen. Der
» » Kondensator ist mir klar. Kapselt die Gleichspannung vom Eingang ab, so
» » das dort nur das Wechselspannungssignal anliegt.
»
» Du bist auf dem richtigen Weg. Wenn es um ne Spannungsverstärkung
» (Faktor>=1) mit so ner einfachen Transistorschaltung geht, dann guckt man,
» dass man das Kollektorpotential irgendwie in die Mitte zwischen V+ und V-
» bekommt. Es ist aber nicht immer die Mitte. Man muss nur höllisch
» aufpassen, dass die obere und untere Spitze des Signals noch so
» reinpassen, dass es etwas von den Begrenzungen der Versorgungsspannung
» wegbleibt.
»
» Die Verstärkung wird wesentlich durch das Verhältnis R3/R4 bestimmt. Als
» Näherung kann man sogar diesen Faktor (R3/R4) als Verstärkungsverhältnis
» annehmen.
»
» Hier kommen aber einige Faktoren zusammen, weshalb das aber net ganz
» stimmt. Ein Grund ist u.A. der parasitäre Emitterwiderstand vom
» Transistor. Ein anderer ist der, dass eben doch ein Basisstrom fliesst und
» das unserer Eingangsimpendanz eins auf den Deckel haut und dann kommt halt
» noch hinzu, dass der Basisstrom auch auf den Emitterwiderstand
» aufgeschlagen wird.
»
» Sehr vereinfachend gesagt:
»
» Im Prinzp bilden der Transistor und R4 nur ne sehr einfache
» spannungsgesteuerte Stromquelle. Oder noch vereinfachender, der Transistor
» ist ein Spannungsfolger, dessen Emitter an R4 liegt.
»
» Erhöhen wir nun die Spannung um z.B. 0,1V, so wird der Transistor
» versuchen auch das Emitterpotential um etwa 0,1V anzuheben. Am Emitter
» hängt aber ein Widerstand und der durch den Transistor fliessende Strom
» wird eben um diese 0.1/R3 erhöht. Diesen Strom muss dann aber auch R3
» liefern können.
» Tja und vereinfachend ist es so, dass wenn z.B. der Strom (im Beispiel) in
» R4 um 100µA steigt, dass ungefähr diese Stromerhöhung (abzgl. des
» eingeprägten Basisstroms, aber vergessen wir das vorerst) auch von R4
» versorgt werden muss.
» Weil wir aber den Kollektorwiderstand R3 um den Faktor 10 höher gewählt
» haben als den Emitterwiderstand R4, fällt in dem dann ungefähr zehn Mal so
» viel Spannung ab, also 1V.
»
» Damit haben wir eine ungefähre Verstärkung von 10 (Uffbasse, wenn man bei
» der Signalquelle in LTspice 0,1V angibt, dann bedeutet das 1V Amplitude,
» also 2Vpp!)
»
» R1 und R2 bestimmen nur das Basispotential, so dass wir am Ausgang
» potentialtechnisch dort landen, dass wir optimal "Luft" für das
» Ausgangssignal haben.
»
» Nix anderes als ein Spannungsteiler, der dann unseren Arbeitspunkt am
» Ausgang bestimmen soll.
» Wie hoch oder niederohmig man den auslegen muss hängt u.A. vom hFE des
» verwendeten Transistors ab. C-Typen haben bei BCxx..-Transistoren ein
» höheres hFE als A-Typen.
»
» Mal ne ganz einfache Faustregel, damit das in der Praxis auch klappt. Pro
» Stufe und Transistor sollt man die Verstärkung ungefähr so im Bereich von
» 10 lassen, sonst kann es zu seltsamen Effekten kommen.
»
» Ja und der Kondensator siebt tatsächlich nur den Wechselstromanteil raus.
» Den hab ich deswegen genommen, weil ich dann nicht auf mein Basispotential
» aufpassen musste
» Bei nur 1kHz macht aber auch schon die etwas geringe Wahl von 1µF im
» Vergleich zum relativ niedrig gewählten Eingangswiderstand im Beispiel
» etwas Probleme.
» D.h. das Ding fängt schon leicht an als Hochpass zu wirken
»
» Viele Grüsse,
»
» Uli

Uff, jetzt sind wir aber schon bei Schritt 2... Zu schnell. Ich möchte ja eigentlich noch nicht die Spannungsverstärkung regeln sondern erst mal dazu kommen, wie ich den Arbeitspunkt einstelle. Ich hab mir im Elko hier mal die Kennlinienfelder nicht ganz nachvollziehen können. Vor allem das Ausgangskennlinien Feld verwirrt mich. Also z.B. was Sorgt für eine große Kollektorspannung. So wie ich das jetzt verstanden habe. Kann ich folgendes festhalten:
Je größer U_BE, desto steiler steigt der Basisstrom an, oder? also so ab 0,7 bei Silizium Transistoren. Also ich verstehe mehrere Zusammenhänge nicht... Was bewirkt nun ein Anstieg des Basisstroms... Ein kleinerer r_CE Widerstand würde ich jetzt vermuten und damit ein größerer Kollektorstrom... nur weis ich jetzt nicht wie ich genaue Daten dafür mathematisch erhalte.... ??? Verwirrt... Verwirrt