Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

Kevin

E-Mail

15.07.2018,
14:31
 

Transistor Labor (Elektronik)

Hallo,

ich mache zur Zeit meinen Techniker in Elektrotechnik und wir sollen ein Laborprotokoll (Multisim) schreiben. Leider ist es ziemlich schwierig eine passende Seite zu finden für die Disskussion am Ende des Protokolls.
Es geht hierbei um eine ganz normale Emitterschaltung die mit verschiedenen Ue Betrieben wird (siehe Anhang).
Nun ist es ja so dass bei einem Anstieg von Ue der klirrfaktor immer größer wird und die invertierte Ua immer unregelmäßiger (negative Amplitude wird im Vergleich zur positiven immer Größer).
Mir sind also die Auswirkungen der Schaltung an sich klar, leider aber nicht was genau das ganze Verursacht. Man findet auch leider nichts dazu das ja Ue eindeutig einen Einfluss auf den Ausgang hat und dementsprechend ja eigentlich in die Arbeitspunkteinstellung mit einfließen muss.

Vielleicht hat von euch jemand eine gute Idee was ich schreiben könnte!

MFG
Kevin

Hartwig(R)

15.07.2018,
17:51

@ Kevin

Transistor Labor

Hallo,
Die Verzerrungen entstehen u.A. durch Nichtlineariräten des Transistors. Vergleiche Spannungssteuerung mit Stromsteuerung (33k Widerstand im Eingang). Dann die Wahl des Arbeitspunktes (Kennlinienlinearität) und Einfluss der Gegenkopplung. Und, wie du schon erwähntest, die Aussteuerbarkeit/Symmetrie Arbeitspunkt und Versorungsspannung....
Grüße
Hartwig

Kendiman(R)

15.07.2018,
18:45
(editiert von Kendiman
am 15.07.2018 um 18:47)


@ Kevin

Transistor Labor

» Hallo,
»
» ich mache zur Zeit meinen Techniker in Elektrotechnik und wir sollen ein
» Laborprotokoll (Multisim) schreiben. Leider ist es ziemlich schwierig eine
» passende Seite zu finden für die Disskussion am Ende des Protokolls.
» Es geht hierbei um eine ganz normale Emitterschaltung die mit verschiedenen
» Ue Betrieben wird (siehe Anhang).
» Nun ist es ja so dass bei einem Anstieg von Ue der klirrfaktor immer größer
» wird und die invertierte Ua immer unregelmäßiger (negative Amplitude wird
» im Vergleich zur positiven immer Größer).
» Mir sind also die Auswirkungen der Schaltung an sich klar, leider aber
» nicht was genau das ganze Verursacht. Man findet auch leider nichts dazu
» das ja Ue eindeutig einen Einfluss auf den Ausgang hat und dementsprechend
» ja eigentlich in die Arbeitspunkteinstellung mit einfließen muss.
»
» Vielleicht hat von euch jemand eine gute Idee was ich schreiben könnte!
»
» MFG
» Kevin
»
»

Ein Transistor arbeitet sehr unsymmetrisch, besonders, wenn man ihn stark aussteuert
oder im falschen Arbeitspunkt betreibt.
Der Eingang eines Transistors ist eine Diode. Eine Diode hat im Bereich des
Durchbruchs eine sehr starke Krümmung bei ca. 0,6 V
und genau da liegt der Arbeitspunkt.
Beispiel:
der Transistor wird mit einer Sinusspannung angesteuert.
Der positiver Spannungsanteil erzeugt einen größeren Basisstrom
als der negativer Spannungsanteil
Damit ist der Basisstrom schon unsymmetrisch.
Ein Transistor ist über den Verstärkungsfaktor B stromgesteuert
IC = B * IB
Damit ist auch der Kollektorstrom unsymmetrisch
Damit ist auch die Verstärkung unsymmetrisch
Das ergibt einen großen Klirrfaktor.
Um die Verzerrung möglichst gering zu halten gibt es folgende Möglichkeiten.
1. Den Transistor nicht mit einer Spannung sondern mit einem Strom anzusteuern.
Durch den 33 kOhm Widerstand im Eingang wird die Eingangsspannungsquelle
zu einer Eingangsstromquelle.
Damit wird die Verstärkung zwar geringer aber der Klirrfaktor wird besser.
2. Den Arbeitspunkt in den lineareren Teil der Diodenkurve einzustellen.
Was aber nicht immer geht.
3. Was am wirksamsten für einen geringen Klirrfaktor ist, ist
eine Gegenkopplung einzubauen.
In der Schaltung ist bereits mit dem Emitterwiderstand eine
Strom-Spannungs- Gegenkopplung vorhanden.
Mit zugeschaltetem Emitterkondensator ist die Gegenkopplung unwirksam.
Man hat zwar eine große Verstärkung aber auch einen großen Klirrfaktor.
Das ist ohne Gegenkopplung !
Ohne Emitterkondensator sinkt die Verstärkung auf den Faktor 5.
Dafür ist der Klirrfaktor aber viel besser.
Das ist mit Gegenkopplung !

Schade, dass die 4 Quadranten eines Transistors im Unterricht nicht
behandelt wurden. Da kann man alles ableiten.

Im Bild ist der Eingangsquadrant dargestellt.
Da sieht man schon, dass eine symmetrische Eingangsspannung
einen unsymmetrischen Basisstrom erzeugt.
Das liegt an der gekrümmten Kennlinie der Basis-Emitter-Diode.

Kevin

E-Mail

15.07.2018,
21:14

@ Kendiman

Transistor Labor

Vielen Dank für die zwei Antworten. Hat mir sehr weitergeholfen.

Die 4 Quadranten haben wir sogar tatsächlich behandelt im Unterricht, allerdings kam das Thema Strom und Spannungssteuerung nicht auf, und das unsymmetrische Verhalten wurde nicht sehr direkt behandelt. Ich bin aber auch erst im ersten Jahr, vielleicht kommt das im zweiten Jahr dann genauer.
Mithilfe von den zwei Begriffen hab ich dann auch relativ schnell ne gute Seite gefunden: http://elektronik-kurs.net/elektronik/verstarker-und-transistoren/

Hat mir also alles sehr gut geholfen.

Auch wenn mein Test in Multisim ergeben hat das der 33k Widerstand noch nicht ausreicht, aber ein testweise eingebauter 500k Widerstand hat dann eine sehr schöne Sinuskurve ergeben.