Komplementärer Emitterfolger

Ein komplementärer Emitterfolger ist eine Kollektorschaltung, die aus zwei Transistoren besteht: einem NPN- und einem PNP-Transistor, die komplementär zueinander sein müssen. Diese Transistoren arbeiten zusammen, um eine Ausgangsspannung zu liefern, die der Eingangsspannung folgt, aber mit einer hohen Stromverstärkung. Der Vorteil dieser Schaltung ist, dass sie sowohl positive als auch negative Halbwellen eines Signals verstärken kann, was sie ideal für Anwendungen wie Audioverstärker macht. Der komplementäre Emitterfolger hat einen hohen Eingangswiderstand und einen niedrigen Ausgangswiderstand, was ihn zu einem guten Impedanzwandler macht.

Kollektorschaltung / Emitterfolger

Der Emitterwiderstand in der Kollektorschaltung, auch Emitterfolger genannt, stabilisiert den Arbeitspunkt durch Stromgegenkopplung. Damit ist gemeint, dass er den Arbeitspunkt der Schaltung stabil hält, indem er Schwankungen im Kollektorstrom ausgleicht. Diese Gegenkopplung wirkt sich sowohl auf die Gleichspannungen als auch auf die Wechselspannungen aus. Außerdem dient der Emitterwiderstand zur Bestimmung der Ausgangsimpedanz und der Verstärkung.

Die Wahl des Emitterwiderstands hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die gewünschte Verstärkung, die Eingangs- und Ausgangsimpedanz sowie die Stabilität der Schaltung.

Ein größerer Emitterwiderstand führt zu einer besseren thermischen Stabilität des Arbeitspunkts. Damit reduziert man den Einfluss von Temperaturänderungen und Bauteiltoleranzen.
Ein größerer Widerstand erhöht die Ausgangsimpedanz, was für bestimmte Anwendungen vorteilhaft, aber für andere Anwendungen nachteilig sein kann.
Ein kleinerer Emitterwiderstand führt zu einer höheren Verstärkung, was allerdings zu den genannten Instabilitäten führen kann.

Die genaue Berechnung des Emitterwiderstands ist komplex und hängt von vielen Parametern ab. Es empfiehlt sich Simulationstools zu verwenden, um den optimalen Widerstand zu berechnen.

Generell gilt, dass der Emitterwiderstand R_E den Nachteil hat, dass er den Ausgangsstrom begrenzt.

Lösung: Komplementärer Emitterfolger statt Emitterwiderstand

Komplementärer Emitterfolger

Beim komplementären Emitterfolger wird der Emitterwiderstand R_E durch einen weiteren Emitterfolger mit einem komplementären Transistor ersetzt. Gemeint ist, dass zum NPN-Transistor ein zusätzlicher PNP-Transistor mit gleichen elektrischen Werten betrieben wird. Dadurch kann eine größere Ausgangsleistung und ein besserer Wirkungsgrad erreicht werden.