Kollektorschaltung mit PNP-Transistor

Es gibt drei grundlegende Transistorschaltungen: die Basisschaltung, die Emitterschaltung und die Kollektorschaltung. Die Kollektorschaltung wird auch Emitterfolger genannt. Dabei dient der Emitter als Ausgang, und die Eingangsspannung wird an die Basis angelegt. Die Ausgangsspannung folgt der Basisspannung mit einer Differenz von ungefähr der Basis-Emitter-Spannung.

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.

Damit der PNP-Transistor leitet, muss die Basisspannung etwas negativer sein als die Emitterspannung. Ein kleiner Basisstrom, der vom Emitter zur Basis fließt, steuert einen deutlich größeren Strom vom Emitter zum Kollektor. Da die Emitterspannung der Basisspannung um die konstante Differenz von U_BE folgt, wird diese Schaltung auch Emitterfolger genannt.

Die Kollektorschaltung zeichnet sich durch einen hohen Eingangswiderstand, einen niedrigen Ausgangswiderstand und eine Spannungsverstärkung von nahezu 1 aus. Sie wird häufig als Impedanzwandler eingesetzt, da sie eine hohe Stromverstärkung liefert.

Um den Transistor vor Überlastung zu schützen, wird der Strom durch geeignete Widerstände begrenzt.

NPN- und PNP-Transistor im Vergleich

Kollektorschaltung mit NPN-Transistor Kollektorschaltung mit PNP-Transistor

Der grundsätzliche Unterschied zwischen einem NPN- und einem PNP-Transistor ist die Potential-Verteilung an den Anschlüssen Kollektor, Basis und Emitter.

Beim NPN-Transistor muss das Potential am Kollektor höher sein als an der Basis und dort höher sein, als am Emitter.
Beim PNP-Transistor muss das Potential am Kollektor niedriger sein als an der Basis und dort niedriger sein als am Emitter.

Spannungs- und Stromverteilung in der Kollektorschaltung mit PNP-Transistor

BILD: Schaltung mit Strom- und Spannungsverteilung

Eine Kollektorschaltung mit einem PNP-Transistor, auch als Emitterfolger bekannt, ist eine Schaltung, bei der der Emitter der Ausgang ist. Der Kollektor bildet den gemeinsamen Bezugspunkt für Eingangs- und Ausgangsspannung. In dieser Schaltung wird der Emitterwiderstand R_E verwendet, um den Arbeitspunkt durch Stromgegenkopplung zu stabilisieren.

Bei einem PNP-Transistor fließt der Strom von der positiven Spannung am Emitter zur negativen Spannung am Kollektor. Die Basis hat eine negative Spannung im Vergleich zum Emitter. Ein kleiner Strom durch den Basis-Anschluss steuert einen größeren Strom durch den Kollektor-Anschluss.

Kollektorschaltung mit NPN-Transistor

Die Kollektorschaltung wird am häufigsten verwendet, auch wenn einem das nicht so vor kommt. Normalerweise geht man bei einer Kollektor-Schaltung davon aus, dass sie mit einem NPN-Transistor betrieben wird.

Kollektorschaltung mit NPN-Transistor

Anwendungen

In jeder Transistor-Grundschaltung herrschen unterschiedliche Bedingungen für die Spannungen und Ströme, weshalb jede Grundschaltung andere Eigenschaften hat, weshalb sie sich für bestimmte Anwendungsfälle eignen.