Grundschaltungen des Transistors
Der bipolare Transistor wird in 3 Grundschaltungen verwendet. Die Bezeichnungen sind Kollektorschaltung, Emitterschaltung und Basisschaltung. Diese Bezeichnungen ergeben sich aus den 3 Anschlüssen des Transistors: Emitter, Basis und Kollektor. Je nach dem, welcher Anschluss für den Bezugspunkt von Masse (Ground, GND) oder Betriebsspannung in der Schaltung verwendet wird, wird die Transistor-Schaltung als Emitter-, Basis- oder Kollektorschaltung bezeichnet.
Die Kollektorschaltung wird am häufigsten verwendet, auch wenn einem das nicht so vor kommt. Die zweithäufigste Schaltung ist die Emitterschaltung und eher selten die Basisschaltung.
Die Grundschaltungen des Transistors sind in der Regel Verstärkerschaltungen. Verstärkt wird die Spannung oder der Strom. Beim Strom spricht man auch von einem Leistungsverstärker. Die Basisschaltung wird häufig im höherfrequenten Bereich verwendet. Sie ist dafür am besten geeignet.
Grundschaltungen mit NPN-Transistor
Die folgenden Grundschaltungen beziehen sich auf den bipolaren Transistor mit NPN-Schichtenfolge.
| Emitterschaltung | Kollektorschaltung | Basisschaltung |
|---|---|---|
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Grundschaltungen mit PNP-Transistor
Die folgenden Grundschaltungen beziehen sich auf den bipolaren Transistor mit PNP-Schichtenfolge.
| Emitterschaltung | Kollektorschaltung | Basisschaltung |
|---|---|---|
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Übersicht: Die Transistor-Grundschaltungen
| Schaltung | Emitterschaltung | Kollektorschaltung | Basisschaltung |
|---|---|---|---|
| Eingangswiderstand re | 100 Ω ... 10 kΩ | 10 kΩ ... 100 kΩ | 10 Ω ... 100 Ω |
| Ausgangswiderstand ra | 1 kΩ ... 10 kΩ | 10 Ω ... 100 Ω | 10 kΩ ... 100 kΩ |
| Spannungsverstärkung Vu | 20 ... 100 fach | <=1 | 100 ... 1000 fach |
| Gleichstromverstärkung B | 10 ... 50 fach | 10 ... 4000 fach | <=1 |
| Phasendrehung | 180° | 0° | 0° |
| Temperaturabhängigkeit | groß | klein | klein |
| Leistungsverstärkung Vp | sehr groß | klein | mittel |
| Grenzfrequenz fg | niedrig | niedrig | hoch |
| Anwendungen | NF- und HF-Verstärker Leistungsverstärker Schalter |
Anpassungsstufen Impedanzwandler |
HF-Verstärker |
Kollektorschaltung mit NPN-Transistor
Die Kollektorschaltung, auch Emitterfolger genannt, ist eine häufig verwendete Transistor-Grundschaltung. Sie bietet eine Spannungsverstärkung von unter 1 und eine hohe Stromverstärkung. Der Emitter fungiert als Ausgang, während der Kollektor den Bezugspunkt bildet. Die Schaltung stabilisiert den Arbeitspunkt durch Stromgegenkopplung und hat hohe Eingang- sowie niedrige Ausgangswiderstände, was sie als Impedanzwandler geeignet macht.
Emitterschaltung mit NPN-Transistor
Die Emitterschaltung ist eine Verstärkerschaltung mit einer hohen Spannungsverstärkung im niederfrequenten Bereich. Bei hohen Frequenzen ist die Verstärkung geringer.
Der Arbeitspunkt wird durch Stromgegenkopplung stabilisiert. Eingangs- und Ausgangsspannung sind um 180° phasenverdreht.
Basisschaltung mit NPN-Transistor
Die Basisschaltung zeigt Ähnlichkeiten zur Emitterschaltung und hat eine hohe Spannungsverstärkung von 100 bis 1.000. Die Schaltung eignet sich als Spannungs- und Leistungsverstärker, besonders bei hohen Frequenzen. Der Eingangswiderstand ist niedrig, der Ausgangswiderstand hoch.
Kollektorschaltung mit PNP-Transistor
Eine Kollektorschaltung mit einem PNP-Transistor funktioniert prinzipiell genauso wie die entsprechende Schaltung mit einem NPN-Transistor, jedoch mit umgekehrten Spannungs- und Strompolaritäten. Beim PNP-Transistor wird der Emitter an die positive Versorgungsspannung angeschlossen, während Basis und Kollektor auf einem negativeren Potential liegen.
Weitere Transistorschaltungen
Alle drei Grundschaltungen haben zwei Eingangs- und zwei Ausgangsklemmen. Solche Schaltungen werden als Vierpole bezeichnet. Sie werden mit Hilfe der Vierpolparameter berechnet.
Neben diesen drei Grundschaltungen gibt es noch weitere Transistorschaltungen mit zwei oder mehr Transistoren. Eine davon ist die Darlington-Schaltung mit zwei verketteten Transistoren. Eine weitere ist der Differenzverstärker.
Weitere Transistorschaltungen sind Kleinsignalverstärker, NF-Transistorverstärker und verschiedenartige Anwendungen in der Stromversorgung.
Erweiterungen der Transistor-Schaltungen
Weitere verwandte Themen:
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