Formelsammlung: Basisspannungsteiler und Stabilisierung des Arbeitspunktes
Basisspannungsteiler
1. Spannungsteilerformel:
\[
U_B = U_{CC} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2}
\]
- \( U_B \): Basisspannung
- \( U_{CC} \): Versorgungsspannung
- \( R_1 \): Widerstand zwischen \( U_{CC} \) und Basis
- \( R_2 \): Widerstand zwischen Basis und Masse
2. Basisstrom:
\[
I_B = \frac{U_B - U_{BE}}{R_B}
\]
- \( I_B \): Basisstrom
- \( U_{BE} \): Basis-Emitter-Spannung (typisch 0,7 V für Siliziumtransistoren)
- \( R_B \): Basiswiderstand (oft \( R_1 \parallel R_2 \))
3. Kollektorstrom:
\[
I_C = \beta \cdot I_B
\]
- \( I_C \): Kollektorstrom
- \( \beta \): Stromverstärkungsfaktor des Transistors
Stabilisierung des Arbeitspunktes
1. Kollektor-Emitter-Spannung:
\[
U_{CE} = U_{CC} - I_C \cdot R_C
\]
- \( U_{CE} \): Kollektor-Emitter-Spannung
- \( R_C \): Kollektorwiderstand
2. Emitterwiderstand zur Stabilisierung:
\[
U_E = I_E \cdot R_E
\]
- \( U_E \): Emitterspannung
- \( I_E \): Emitterstrom (nahezu gleich \( I_C \) bei \( I_B \ll I_C \))
- \( R_E \): Emitterwiderstand
3. Gesamtstrom durch den Emitterwiderstand:
\[
I_E = \frac{U_{B} - U_{BE}}{R_E + \left(\frac{R_1 \parallel R_2}{\beta}\right)}
\]
- \( I_E \): Emitterstrom
- \( R_1 \parallel R_2 \): Parallelschaltung von \( R_1 \) und \( R_2 \)
4. Stabilisierung des Arbeitspunktes durch Rückkopplung:
\[
U_{B} = U_E + U_{BE}
\]
- \( U_{B} \): Basisspannung
- \( U_E \): Emitterspannung
- \( U_{BE} \): Basis-Emitter-Spannung
Diese Formeln sind grundlegend für das Verständnis und die Berechnung von Basisspannungsteilern und der Stabilisierung des Arbeitspunktes in Transistorschaltungen.
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