Hallo! ich beschäftige mich gerade mit Transistorschaltungen und hänge gerade etwas bei der Dimensionierung einer Emitterschaltung. Um meine Berechnungen zu überprüfen, wollte ich das ganze auch in MultiSim simulieren, aber die Ergebnisse stimmen leider nicht überein. Als Transistor habe ich den 2SC1815 npn gewählt, weil ich von dem auch ein Datenblatt gefunden hab. Hier das Datenblatt: http://www.farnell.com/datasheets/25636.pdf Ziel soll sein, erstmal ohne Stromgegenkopplung ein Wechselsignal mit Amplitude 0.1 V zu verstärken. Idealerweise auf den Bereich +- 8V. Laut Datenblatt ist die Gleichstromverstärkung typ. B=100. Uf hab ich mit 0.7V angenommen und Ut = 26mV. Versorgungsspannung: V3 = 8V Festgelegt habe ich den Ic mit 10mA und die Ausgangsruhespannung Va0 = 4V. Daraus ergibt sich: R2 = 400 Ohm Ib = 100 µA R1 = 73 kOhm Für das Kleinsignalersatzschaltbild hab ich dann rm zu 2.6 Ohm und die Spannungsverstärkung vu = -R2/rm = - 154 berechnet. Laut Simulation (siehe Bild) hab ich aber nur eine Verstärkung von vu = 53. Außerdem ist das verstärkte Signal unsymmetrisch und teilweise abgeschnitten. Woran liegt das? Hab ich was falsch gemacht? Lg, Athlon
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Athlon N/a schrieb: > Außerdem ist das verstärkte Signal unsymmetrisch und teilweise > abgeschnitten. Weil die Stufe übersteuert ist. Ohne Gegenkopplung kannst du nur einige mV einigermassen sauber verstärken. Versuch es mal mit 2..3 mV
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Helmut Lenzen schrieb: > Athlon N/a schrieb: >> Außerdem ist das verstärkte Signal unsymmetrisch und teilweise >> abgeschnitten. > > Weil die Stufe übersteuert ist. Ohne Gegenkopplung kannst du nur einige > mV einigermassen sauber verstärken. Versuch es mal mit 2..3 mV Danke! Mit 2mV bekomme ich eine Verstärkung von gut vu= 110 hin. Ist die Abweichung von gut 43 auf Exemplarstreuung zurückzuführen, oder lässt sich das ohne Gegenkopplung nicht besser machen? Dann hätte ich noch eine grundlegende Frage. Wie beeinflusst das Wechselsignal den Transistor, sodass dieser das Signal verstärkt? Verstehe ich es richtig, dass das Wechseleingangssignal (+- 2mV) die Basis Emitterspannung Ube beeinflusst und sich schon kleine Änderungen auf Grund des exponentiellen Anstiegs (wie an der Engangskennlinie zu sehen) auf Ib und somit auch auf Ic auswirken?
Athlon N/a schrieb: > Mit 2mV bekomme ich eine Verstärkung von gut vu= 110 hin. Ist die > Abweichung von gut 43 auf Exemplarstreuung zurückzuführen, oder lässt > sich das ohne Gegenkopplung nicht besser machen? > Die Shockly Gleichung die die Kennlinie beschreibt ist ja für einen idealen Transistor. Im Realen Transistor gibt es auch noch Bahnwiderstände und die sorgen dann für eine kleinere Verstärkung > Dann hätte ich noch eine grundlegende Frage. Wie beeinflusst das > Wechselsignal den Transistor, sodass dieser das Signal verstärkt? > Verstehe ich es richtig, dass das Wechseleingangssignal (+- 2mV) die > Basis Emitterspannung Ube beeinflusst und sich schon kleine Änderungen > auf Grund des exponentiellen Anstiegs (wie an der Engangskennlinie zu > sehen) auf Ib und somit auch auf Ic auswirken? So isses. Die andere Gleichung von dir beschreibt das Kleinsignalverhalten des Transistors um einen Arbeitspunkt herum. Und die wird als linear angenommen. Um die Aussteuerung bei grossen Signalen zu beschreiben gilt eigentlich nur die Shocklygleichung. Wenn du als Arbeitswiderstand jetzt eine Stromquelle einsetzt geht die Spannungsverstärkung gegen einen Maximalwert den die interne Kollektorimpedanz vorgibt. Die Arbeitspunktgerade wird dann durch die Earlyspannung beschrieben.
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Helmut Lenzen schrieb: > Die Arbeitspunktgerade wird dann durch die > Earlyspannung beschrieben. Wie ist das zu verstehen? Auf Grund des Early Effekts funktioniert der Transistor im Stromquellenbereich ja nicht ideal und hat abhängig von Ib immer noch eine leichte Steigung. Wie wird nun die Arbeitspunktgerade von der Earlyspannung beeinflusst? Wie zeichne ich die Arbeitspunktgerade überhaupt in das Ic(Uce) Diagramm ein? Stimmt das so wie ich das gemacht habe? Was nützt mir diese Gerade?
Vergiss doch mal die Simulation! Schau Dir doch einfach mal an, was Du überhaupt machst! Du feierst eine Wechselspannungsparty auf einer Diodenkennlinie. Etwas anderes ist die B-E-Strecke nämlich nicht. Dein R1 schiebt den Arbeitspunkt, auf selbiger, ein bisschen hoch und runter. Oberhalb von 0,6V oder so geht sowieso nichts mehr. Außer vielleicht das der Bruder warm wird. Das Du da Verzerrungen hast ist eigentlich normal.
Athlon N/a schrieb: > Wie ist das zu verstehen? Auf Grund des Early Effekts funktioniert der > Transistor im Stromquellenbereich ja nicht ideal und hat abhängig von Ib > immer noch eine leichte Steigung. Wäre das nicht so würde die Verstärkung ja gegen unendlich gehen bei einer Stromquelle. Diese Steigung ist ja auf die endliche Kollektorimpedanz zurückzuführen. Wenn du jetzt im Kollektorzweig eine Stromquelle mit einem Transistor einsetzt bedenke auch der hat eine Impedanz. Und die liegt parallel zur anderen. Athlon N/a schrieb: > Wie wird nun die Arbeitspunktgerade von der Earlyspannung beeinflusst? > Wie zeichne ich die Arbeitspunktgerade überhaupt in das Ic(Uce) Diagramm > ein? Stimmt das so wie ich das gemacht habe? Wenn du diese Steigung jetzt nach links im Diagramm fortsetzt findest du auf der UCE Achse eine Spannung und das ist die Earlyspannung. Die gibt die die Steigung vor. http://de.wikipedia.org/wiki/Early-Effekt
amateur schrieb: > Oberhalb von 0,6V oder so geht sowieso nichts mehr. Außer > vielleicht das der Bruder warm wird. > Das Du da Verzerrungen hast ist eigentlich normal. Du meinst unterhalb von 0.6V oder? Naja aber woher kommen die Verzerrungen? Helmut Lenzen schrieb: > Wenn du diese Steigung jetzt nach links im Diagramm fortsetzt findest du > auf der UCE Achse eine Spannung und das ist die Earlyspannung. Die gibt > die die Steigung vor. > > http://de.wikipedia.org/wiki/Early-Effekt Aja danke! Zurzeit ab ich bei meiner Schaltung aber einen Basisstrom von 100µA. Laut Ausgangskennlinie sollte hier die Early Spannung noch keine große Auswirkung haben oder doch? Was ich nicht verstehe, wenn ich die Arbeitspunktgerade einzeichne, wie im Bild in meinem vorigen Post, was sagt mir diese Gerade? Kann ich daraus irgendwie ablesen wie groß mein Ausgangssignal ist?
Athlon N/a schrieb: > Du meinst unterhalb von 0.6V oder? Naja aber woher kommen die > Verzerrungen? Die Shockley Gleichung beschreibt doch deine Verzerrungen. http://de.wikipedia.org/wiki/Shockley-Gleichung Die Funktion IC von UBE ist ja schliesslich eine e-Funktion. Und damit kann man ausrechnen wie gross die Verzerrungen werden bei einer bestimmten Signalspannung. Athlon N/a schrieb: > Laut Ausgangskennlinie sollte hier die Early Spannung noch keine > große Auswirkung haben oder doch? Die hat immer eine Auswirkung sonst hättes du ja einen rc von Unendlich.
Helmut Lenzen schrieb: > Die Shockley Gleichung beschreibt doch deine Verzerrungen. > > http://de.wikipedia.org/wiki/Shockley-Gleichung Ja stimmt. Damit kann ich mir die Verzerrungen im positiven Signal erklären (abgeflachter Sinus). Wieso aber wird das negative Ausgangssignal bei -5V abgeschnitten? Weil Ic zu groß wird und der Transistor diesen begrenzt? > > Die Funktion IC von UBE ist ja schliesslich eine e-Funktion. > > Und damit kann man ausrechnen wie gross die Verzerrungen werden bei > einer bestimmten Signalspannung. > > Athlon N/a schrieb: >> Laut Ausgangskennlinie sollte hier die Early Spannung noch keine >> große Auswirkung haben oder doch? > > Die hat immer eine Auswirkung sonst hättes du ja einen rc von Unendlich. Wieso? Der Early Leitwert wird ja nur Parallel zum rc geschaltet. Im Idealfall ist die Earlyspannung unendlich und somit hat der Transistor im Stromquellenbereich ein konstantes Ic. Gut ich hab mich falsch ausgedrückt, ohne Early Spannung kann ich keine Aussage treffen. Bei einem Ib von 100µA kann ich aber annehmen dass Early Spannung unendlich ist und somit außer acht lassen. Stimmt das so? Danke für deine Hilfe!
Betrachte den Transistor als Stromverstärker. Du Speist eine Wechselspannung an einer Diodenkennlinie ein. Eine Diode hat einen sehr stark gekrümmten Innenwiderstand. Nahe 0V hoch, in der Nähe von 0,6V sehr viel niedriger. Entsprechend überproportional verhält sich der Basisstrom. Selbst wenn die Stromverstärkung super linear wäre, kannst Du Dir anhand dieser Fakten leicht den krummen Hund Ic und damit auch den zugehörigen Uc (R2) vorstellen.
Athlon N/a schrieb: > Bei > einem Ib von 100µA kann ich aber annehmen dass Early Spannung unendlich > ist und somit außer acht lassen. Wieso soll die unendlich sein? Es gibt im realen Betrieb da nix unendliches. Also kannst du die nicht einfach weglassen. Ausserdem ist ein realen Schaltungen da keine Stromquelle sondern ein Widerstand der viel kleiner ist.
Helmut Lenzen schrieb: > Athlon N/a schrieb:> Bei> einem Ib von 100µA kann ich aber annehmen dass Early Spannung unendlich> ist und somit außer acht lassen.Wieso soll die unendlich sein? Es gibt im realen Betrieb da nix unendliches. Also kannst du die nicht einfach weglassen. Ausserdem ist ein realen Schaltungen da keine Stromquelle sondern ein Widerstand der viel kleiner ist. Die Early Spannung beschreibt ja den realen Fall. http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Early-Spannung.svg&page=1&filetimestamp=20071201170747 Im Idealfall laufen die Kennlinien horizontal. LG
amateur schrieb: > Betrachte den Transistor als Stromverstärker. Du Speist eine > Wechselspannung an einer Diodenkennlinie ein. Eine Diode hat einen sehr > stark gekrümmten Innenwiderstand. Nahe 0V hoch, in der Nähe von 0,6V > sehr viel niedriger. Entsprechend überproportional verhält sich der > Basisstrom. Selbst wenn die Stromverstärkung super linear wäre, kannst > Du Dir anhand dieser Fakten leicht den krummen Hund Ic und damit auch > den zugehörigen Uc (R2) vorstellen. Danke amateur, mittlerweile ist mir schon klar geworden, weshalb das Signal so verzerrt ist. Zumindest der positive Teil der Ausgangsspannung. Wieso aber wird das negative Ausgangssignal bei -5V abgeschnitten? Weil Ic laut Shockley Gleichung zu groß wird und der Transistor diesen begrenzt? Helmut Lenzen schrieb: > Wieso soll die unendlich sein? Es gibt im realen Betrieb da nix > unendliches. Also kannst du die nicht einfach weglassen. Ausserdem ist > ein realen Schaltungen da keine Stromquelle sondern ein Widerstand der > viel kleiner ist. Laut Ausgangskennlinie ist bei einem Ib von 0.2 mA die Early Spannung - wie oldeurope sagt - beinahe horizontal und deshalb hab ich diese als unendlich angenommen. Aber du hast recht. Wenn mans genau wissen will kann man nix weglassen. Deshalb hab ich mit Hilfe der Ausgangskennlinie den Earlywidertsand bestimmt. Der scheint bei Ib = 0.2mA rund Rce = 1000 Ohm zu betragen. Mit Stromquelle meinte ich den Bereich in dem sich der Transistor befindet. Also der aktive Bereich und nicht der übersteuerte. Ich habe nun im Kleinsignalersatzschaltbild Rce parallel zu R2 geschaltet und dann nochmal mit den korrigierten Werten die Spannungsverstärkung berechnet. Und tatsächlich das gibt einiges aus. Bin nun bei einer berechneten Verstärkung von vu=109.8. Also fast exakt dem, was auch simuliert wird!
Athlon N/a schrieb: > Der scheint bei Ib = 0.2mA rund Rce = 1000 > Ohm zu betragen. 1000 Ohm Kollektorimpedanz ist etwas niederohmige, da sollte schon einige 100kOhm rauskommen. Die Earlyspannung liegt so im Bereich von einige 100V. Aber die ist ja nur ein rechnerischer Wert. Athlon N/a schrieb: > beinahe horizontal und deshalb hab ich diese als > unendlich angenommen. beinahe Horinzontal trifft sich immer noch links irgendwann mit der 0 Linie. Im normalen Einsatzbereich, also mit Kollektorarbeitswiderstaenden im gaengigen Bereich und Gegenkopplungen spielt ehrlich gesagt die Earlyspannung praktisch keine Rolle. Die wird erst dann interessant wenn man eine exakte Stromquelle bauen will.
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Um bei dem Diodenbild zu bleiben: R1 bewirkt eine Verschiebung des Arbeitspunktes auf der Diodenkennlinie. Kurz vor 0V (Ube), einem negativen Teil der Eingangswechselspannung, sperrt die Diode praktisch. Von da aus läuft, auf der negativen Schiene, nichts mehr. Die Schaltung arbeitet nicht mit negativen Spannungen (Ube). Die Basis-Emitter-Diode sperrt hier. Am linken Teil der Grafik kannst Du sehen woher deine Verzerrungen kommen. Rechts sieht man, erstens das im negativem Bereich nichts läuft und zweitens, dass oberhalb von 0,6V nur noch geheizt wird (praktisch exponentieller Anstieg des Stromes).
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Helmut Lenzen schrieb: > 1000 Ohm Kollektorimpedanz ist etwas niederohmige, da sollte schon > einige 100kOhm rauskommen. Die Earlyspannung liegt so im Bereich von > einige 100V. > Aber die ist ja nur ein rechnerischer Wert. Habs jetzt nochmals etwas genauer bestimmt und komme auf einen Widerstandswert von Rce = 3.9kOhm. Rce wird doch durch dUce/dIc bestimmt oder etwa nicht? amateur schrieb: > R1 bewirkt eine Verschiebung des Arbeitspunktes auf der Diodenkennlinie. > Kurz vor 0V (Ube), einem negativen Teil der Eingangswechselspannung, > sperrt die Diode praktisch. > Von da aus läuft, auf der negativen Schiene, nichts mehr. > Die Schaltung arbeitet nicht mit negativen Spannungen (Ube). Die > Basis-Emitter-Diode sperrt hier. > Am linken Teil der Grafik kannst Du sehen woher deine Verzerrungen > kommen. > Rechts sieht man, erstens das im negativem Bereich nichts läuft und > zweitens, dass oberhalb von 0,6V nur noch geheizt wird (praktisch > exponentieller Anstieg des Stromes). Ja das ist mir alles klar, danke für deine Mühe. Aber in dem Bereich über 0.6V wird die negative (wegen Invertierung) Ausgangskennlinie bei etwa -5 V abgeschnitten. Hier das Oszibild http://www.mikrocontroller.net/attachment/157789/emitterschaltung_Messung.gif . Passiert das, weil Ic begrenzt wird?
Athlon N/a schrieb: > Aber in dem Bereich > über 0.6V wird die negative (wegen Invertierung) Ausgangskennlinie bei > etwa -5 V abgeschnitten. Hier das Oszibild Dein Transistor ist doch voll durchgesteuert. Weiter geht es nicht. Ausserdem ist dein Pegel an der Basis fuer einen nichtgegengekoppelten Verstaerker schon viel zu hoch.
Annahme: Am Emitter liegt 0V an. Jetzt ersetze mal die Strecke C-E durch die folgenden Stati (Extreme): 1. Strecke total gesperrt (Schalter offen) --> Uc = Ubatt; Ic = 0 2. Transistor maximal ausgesteuert (Schalter fast geschlossen) --> Uce min. ca. 0,2V (siehe Datenblatt). Ic = (Ubatt - 0,2)/R2 Bei der Simulation, ohne Simulator liegt die Kollektorspannung zwischen etwa 0,2V und Ubatt. Irgendwie bekomme ich einfach keine negative Spannung hin. Sollte Deine Steuerspannung (U1) ins Negative driften, so sollten, sowohl die Basis-Emitter-Strecke, als auch die Basis Kollektorstrecke sperren, zumindest bis zum Durchbruch (-Ube max.).
Uups! Habe ich eben erst gesehen! Tut mir leid, dass meine Antwort ein bisschen spät eintrifft, aber ich bin nicht immer an einem meiner Rechner bzw. Schreibtische ;-)
Ich danke euch! Das mit der Begrenzung ist mir nun klar. Ich hätte aber trotzdem noch eine Frage zum Earlywiderstand. Wie lässt sich der bestimmen wenn im Datenblatt kein Uy gegeben ist? Hier nochmal mein Post: Beitrag "Re: Emitterschaltung Verstärkung" Lg
Athlon N/a schrieb: > Ich danke euch! Das mit der Begrenzung ist mir nun klar. > Ich hätte aber trotzdem noch eine Frage zum Earlywiderstand. > Wie lässt sich der bestimmen wenn im Datenblatt kein Uy gegeben ist? > Hier nochmal mein Post: > Beitrag "Re: Emitterschaltung Verstärkung" > > Lg Es gibt keinen Earlywiderstand, das heist Earlyspannung und läst sich aus dem Ausgangskennlinienfeld bestimmen.
> Es gibt keinen Earlywiderstand, das heist Earlyspannung
Das ist natürlich richtig, aber ich denke Athlon hat eigentlich den Rce
gemeint, also den (inneren) Ausgangswiderstand, und der ist Rce=Uy/Ic.
Na gut danke! Hab schon gemerkt, dass man die Early Spannung besser durch die Tangente und dem Schnitt der Abszisse bestimmt als mit dem Quotienten dUce/dIc. Gut das wars erstmal. Ich danke euch, mir sind einige Dinge klarer geworden! Lg
> Hab schon gemerkt, dass man die Early Spannung besser > durch die Tangente und dem Schnitt der Abszisse bestimmt als mit dem > Quotienten dUce/dIc. Genau das Gegenteil ist der Fall. Die Kurven schneiden sich leider nicht in dem Punkt -Uy, so dass es keine feste Uy gibt. Es ist besser, Uy aus dem Quotienten dUce/dIc am vorgesehenen Arbeitspunkt zu bestimmen.
Mhm, das hab ich hier versucht: Beitrag "Re: Emitterschaltung Verstärkung" Da komm ich aber nur auf ein Rce von 3.9kOhm. Sollte doch viel größer sein oder?
Athlon N/a schrieb: > Da komm ich aber nur auf ein Rce von 3.9kOhm. Sollte doch viel größer > sein oder? Du hast ihn nach dem Verfahren hier bestimmt? http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Early-Spannung.svg&page=1&filetimestamp=20071201170747
Wie sonst soll ich aus der gegebenen Kennlinie den Wert ablesen? Denn wie bereits ArnoR geschrieben hat, ein Schnittpunkt ist da nicht zu finden.
> Wie sonst soll ich aus der gegebenen Kennlinie den Wert ablesen? Gar nicht, denn all die Überlegungen, die du hier anstellst, sind in der Praxis vollkommen irrelevant. So eine Schaltung kann man aus mehreren Gründen nicht stabil betreiben: Beitrag "Problem bei Arbeitspunkteinstellung für 2N3904 NPN Transistor" Solange die Kollektor-Emitter-Spannung in der Schaltung <<Uy, solange wird der Ausgangswiderstand nur durch Rc bestimmt. Viel besser werden die Verhältnisse, wenn eine (ohnehin immer nötige) Gegenkopplung angewendet wird.
Na gut danke dir! Jap Gegenkopplung ist natürlich nötig. Wollte nur mal irgendwo anfangen und das gemachte auch verstehen. Bis zu welcher Eingangsspannung kann man Signale in der Regel mit solchen normalen npn Tranistoren verstärken? Selbst mit Gegenkopplung bekomme ich für Amplituden größer 200mV als Eingangssignal, verzerrte Ausgangssignale. Also wie kann ich beispielsweise einen Mehrstufigen Verstärker aufbauen?
Deine Schaltung ist sowieso riesengroßer Mist. Du mußt jeden Transistor einmessen. Besser ist da mit Emmitterwiderstand und Basisspannungsteiler. Ist ziemlich parameterunabhängig. Athlon N/a schrieb: > Jap Gegenkopplung ist natürlich nötig. Wollte nur mal irgendwo anfangen > und das gemachte auch verstehen. Geht mit einer Stufe nicht! Athlon N/a schrieb: > Also wie kann ich beispielsweise einen Mehrstufigen Verstärker aufbauen? Indem du mehrere Stufen hintereinanderschaltest. Athlon N/a schrieb: > Bis zu welcher Eingangsspannung kann man Signale in der Regel mit > solchen normalen npn Tranistoren verstärken? Selbst mit Gegenkopplung > bekomme ich für Amplituden größer 200mV als Eingangssignal, verzerrte > Ausgangssignale. Psst! Geheimtip bitte nicht weitersagen! Am Kollektor die halbe Betriebsspannung mit dem Basisstrom einstellen. Für Wechselspannungsverstärkung ist es besser, dazu die h-Parameter zu verwenden.
Michael_ schrieb: > Deine Schaltung ist sowieso riesengroßer Mist. Du mußt jeden Transistor Nein, die ist rail to rail*. > einmessen. Bei einem Einzelstück bzw. Selbstbau kein Aufwand. > > Besser ist da mit Emmitterwiderstand und Basisspannungsteiler. Ist nicht rail to rail und hat bei bester Auslegung weniger Verstärkung. LG Darius *Ausgangssignal kann bis an die Betriebsspannungsgrenzen gehen.
> Bis zu welcher Eingangsspannung kann man Signale in der Regel mit > solchen normalen npn Tranistoren verstärken? Eine nicht gegengekoppelte Emitterschaltung macht 1% Klirr bei 1mV Eingangsspannung. Mit Gegenkopplung steigt die 1%-Eingangsspannung quadratisch mit dem Gegenkopplungsfaktor, da die Verstärkung aber linear zum GK-Faktor abnimmt, steigt die nutzbare Ausgangsspannung ebenfalls nur linear zum GK-Faktor. > Selbst mit Gegenkopplung bekomme ich für Amplituden größer 200mV > als Eingangssignal, verzerrte Ausgangssignale. Dann hast du die Schaltung nicht richtig dimensioniert oder übertriebene Anforderungen an den Klirrfaktor. Ein Verstärker verzerrt immer etwas. > Also wie kann ich beispielsweise einen Mehrstufigen Verstärker aufbauen? Indem du mehrere Stufen sinnvoll, d.h. unter Beachtung der Impedanzen und der statischen und dynamischen Pegel, hintereinander schaltest und sowohl partielle wie auch Über-Alles-GK anwendest.
Michael_ schrieb: > Athlon N/a schrieb: > >> Bis zu welcher Eingangsspannung kann man Signale in der Regel mit > >> solchen normalen npn Tranistoren verstärken? Selbst mit Gegenkopplung > >> bekomme ich für Amplituden größer 200mV als Eingangssignal, verzerrte > >> Ausgangssignale. Die Spannungsgegenkopplung vermindert uBE entsprechend und verzerrt uBE derart, dass die Verzerrungen sich im Ausgangssignal aufheben. > Psst! Geheimtip bitte nicht weitersagen! Am Kollektor die halbe > > Betriebsspannung mit dem Basisstrom einstellen. Das ist Berufsschulwissen. Der "Geheimtip" ist UCE so klein wie notwendig zu halten. Grund: vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird. (Math. Beweis mit Hilfe von Ut trivial.) Das bedeutet, dass man für die gleiche Gesamtverstärkung dann stärker gegenkoppeln kann oder eben mit weniger Stufen auskommt. LG Darius
> Die Spannungsgegenkopplung vermindert uBE entsprechend und verzerrt uBE > derart, dass die Verzerrungen sich im Ausgangssignal aufheben. Aha. Eine supereinfache verzerrungsfreie Schaltung. Oh man. > Das ist Berufsschulwissen. Der "Geheimtip" ist UCE so klein wie > notwendig zu halten. vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird. > (Math. Beweis mit Hilfe von Ut trivial.) Stimmt auch nicht. Liegt nicht am Verhhältnis Ub/Uce, sondern am Verhältnis Ra/Rd (Ausgangswiderstand/Diffusionswiderstand).
ArnoR schrieb: > Aha. Eine supereinfache verzerrungsfreie Schaltung. Oh man. Leider nicht. Grund: Die Kompensation ist nicht vollständig.
ArnoR schrieb: >> Das ist Berufsschulwissen. Der "Geheimtip" ist UCE so klein wie > >> notwendig zu halten. vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird. > >> (Math. Beweis mit Hilfe von Ut trivial.) > > > > Stimmt auch nicht. Liegt nicht am Verhhältnis Ub/Uce Dann beweise uns das mal mathematisch.
>> Stimmt auch nicht. Liegt nicht am Verhhältnis Ub/Uce > > Dann beweise uns das mal mathematisch. Die Eingangsspannung Ue liegt am Diffusionswiderstand Rd=UT/Ic und erzeugt dadurch einen Kollektorstrom dIc=Ue/Rd. Dieser Kollektorstrom fürt am Ausgangswiderstand Ra zur Ausgangsspannung Ua=dIc*Ra=Ue(Ra/Rd).
ArnoR schrieb: >> Das ist Berufsschulwissen. Der "Geheimtip" ist UCE so klein wie > >> notwendig zu halten. vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird. > >> (Math. Beweis mit Hilfe von Ut trivial.) > > > > Stimmt auch nicht. Liegt nicht am Verhhältnis Ub/Uce Du behauptest, dass vu NICHT mit dem Quotienten Ub/UCE größer wird. DAS sollst Du nun mathematisch beweisen. Nichts anderes mein Freund!
> Du behauptest, dass vu NICHT mit dem Quotienten Ub/UCE größer wird. Nein, das habe ich nicht gesagt, sondern: > Liegt nicht am Verhhältnis Ub/Uce, sondern am > Verhältnis Ra/Rd (Ausgangswiderstand/Diffusionswiderstand). Und das bedeutet, das die funktionelle Ursache eine andere, nämlich die von mir beschriebene ist. Die Folgerung mit dem Quotienten Ub/Uce ist nur eine mittelbare und nur für bestimmte Schaltungen unter bestimmten Bedingungen gültig.
ArnoR schrieb: > vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird. > >> (Math. Beweis mit Hilfe von Ut trivial.) > > > > Stimmt auch nicht. Nun beweise endlich mathematisch warum das nicht stimmen soll und rede nicht um den heissen Brei!
Ganz ruhig bleiben und bitte nicht dauernd sinnentstellend teilzitieren. Ich habe beschrieben, wie es sich wirklich verhält, wenn du damit nichts anfangen kannst, solls mir auch recht sein.
@ Arno: Kannst Du bestätigen, dass vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird? Ja oder nein?
> Kannst Du bestätigen, dass vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer > wird? Aber lesen kannst du? Die Frage wurde schon beantwortet: > Die Folgerung mit dem Quotienten Ub/Uce ist > nur eine mittelbare und nur für bestimmte Schaltungen unter bestimmten > Bedingungen gültig.
ArnoR schrieb: >> Kannst Du bestätigen, dass vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer > >> wird? > Aber lesen kannst du? Die Frage wurde schon beantwortet: >> Die Folgerung mit dem Quotienten Ub/Uce ist > >> nur eine mittelbare Dann stimmt die Aussge also. >> und nur für bestimmte Schaltungen unter bestimmten >> Bedingungen gültig. Und ich sage Dir sie stimmt für alle Schaltungen unter allen Bedingungen. Das ist Transistor-Grundlagenwissen! Der "Geheimtip" ist UCE so klein wie notwendig zu halten. Grund: vu wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird. (Math. Beweis mit Hilfe von Ut trivial.) Das bedeutet, dass man für die gleiche Gesamtverstärkung dann stärker gegenkoppeln kann oder eben mit weniger Stufen auskommt. LG Darius
> Und ich sage Dir sie stimmt für alle Schaltungen unter allen > Bedingungen. Nein, die Voraussetzung für die Gültigkeit dieser Aussage (Ub/Uce) ist doch, dass die Ausgangs(signal-)spannung Ua vom ohmschen Kollektorwiderstand Rc abhängt. Je größer die Betriebsspannung, desto größer kann man bei gleichem Ic den Rc wählen und wegen dem dIc steigt dann die Ua. Wenn aber Rc durch eine Stromquelle ersetzt wird, deren Innenwiderstand größer als Rce ist (das ist der übliche Fall in OPVs, Endstufen-Spannungsverstärkerstufen, usw.) dann ist die Verstärkung unabhängig von Ub, weil sie eben ursächlich durch das Verhältnis Ra/Rd bestimmt wird.
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Vielleicht wirds mit dem angehängten Bild ja klarer. Die Verstärkungen sind nur von den Impedanzverhältnissen abhängig, aber (näherungsweise) nicht von der Betriebsspannung. Bildquelle: Tietze/Schenk Halbleiterschaltungstechnik, 12. Auflage
ArnoR schrieb: > die Voraussetzung für die Gültigkeit dieser Aussage (Ub/Uce) ist > > doch, dass die Ausgangs(signal-)spannung Ua vom ohmschen > > Kollektorwiderstand Rc abhängt. Nein das ist nicht die Voraussetzung dafür. Deine Argumentation beruht darauf, deshalb erübrigtes sich den Rest zu kommentieren ...) Der Betrag der Spannungsverstärkung vu der Transistorstufe entspricht dem Spannungsabfall am Arbeitswiderstand URc geteilt durch die Thermospannung Ut. (Für diese wurde hier praktischerweise mit 26mV für alle Siliziumtransistoren angenommen.) vu=URc/Ut der ohmsche Wert R des Widerstandes ist egal. (Math. Beweis dafür tivial. Hebt sich...) LG Darius
> Der Betrag der Spannungsverstärkung vu der Transistorstufe entspricht > dem Spannungsabfall am Arbeitswiderstand URc geteilt durch die > Thermospannung Ut. > der ohmsche Wert R des Widerstandes ist egal. (Math. Beweis dafür > tivial. Hebt sich...) Na da bin ich aber mal gespannt, wie du damit die Verhältnisse im von mir angehängten Bild erklären willst. Und wenn du schon mal dabei bist, schicks doch auch gleich den Herren Tietze und Schenk.
Athlon N/a schrieb: > Ut = 26mV. > > Versorgungsspannung: V3 = 8V > > Festgelegt habe ich den Ic mit 10mA und die Ausgangsruhespannung Va0 = > > 4V. > > Daraus ergibt sich: > > R2 = 400 Ohm > > Ib = 100 µA > > R1 = 73 kOhm > > > > Für das Kleinsignalersatzschaltbild hab ich dann rm zu 2.6 Ohm und die > > Spannungsverstärkung vu = -R2/rm = - 154 berechnet. Und nun machen wir das mal mit dieser Formel: vu=URc/Ut URc=8V-4V=4V Ut=26mV vu = 4V/26mV = 154 Also mehr Angaben braucht es nicht. PS: Realistische Werte für Ut sind bei Silizium 40mV und bei Germanium 60mV Bei Spice lässt sich Ut einstellen. Bitte mal prüfen mit welchen Wert für Ut simuliert wird. Real spielt rCE wirklich keine Rolle. Wenn Du die Schaltung real aufbaust wirst Du ein vu von 4V/40mV= etwa 100 bekommen. > Mit 2mV bekomme ich eine Verstärkung von gut vu= 110 Ut(simu)=4V/110 = 36mV LG Darius LG Darius
> Und nun machen wir das mal mit dieser Formel: vu=URc/Ut > Also mehr Angaben braucht es nicht. > Und ich sage Dir sie stimmt für alle Schaltungen unter allen > Bedingungen. Das ist Transistor-Grundlagenwissen! Man, hör doch auf solchen Quatsch zu schreiben. Dann berechnen wir damit mal URc für die Schaltung 4 im angehängten Bild: URc=Vu*Ut=106dB*26mV=200.000*26mV=5,2kV!
ArnoR schrieb: > URc=Vu*Ut=106dB*26mV=200.000*26mV=5,2kV! Ja, passt. Wenn Du mit einem Transistor ein vu von 200000 ha ha erreichen willst, müsstest Du das tatsächlich so machen.
@ Arno Der Schaltung 1 dort http://www.mikrocontroller.net/attachment/158361/Emitterschaltungen.png wird aber ein vu von 100 angedacht und dann kommt man auf 100 x 40mV = 4V Spannungsabfall an RC.
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> Wenn Du mit einem Transistor ein vu von 200000 ha ha > erreichen willst, müsstest Du das tatsächlich so machen. Nein, muss ich nicht und was ist daran so lächerlich? Du hast keine Ahnung, sowas geht problemlos mit einer Stufe. Ich hab mal eine vereinfachte Schaltung simuliert und angehängt. Verstärkung ca. 63.500-fach bei nur 12V und es verstärkt nur der untere Transistor. Der darüber ist die Kaskode fur den und der oben eine einfache Stromquelle. Die Kaskode für die Stromquelle hab ich mir jetzt gespart.
> Der Schaltung 1 dort > http://www.mikrocontroller.net/attachment/158361/E... > wird aber ein vu von 100 angedacht und dann kommt man auf 100 x 40mV = > 4V Spannungsabfall an RC. Ja und? Was ist mit den anderen Schaltungen? Denn es gilt doch angeblich: >> Und ich sage Dir sie stimmt für alle Schaltungen unter allen >> Bedingungen. Das ist Transistor-Grundlagenwissen! Genau, man muss Ut immer nur passend wählen, dann kommt man immer zum gewünschten Ergebnis. So langsam wirds einfach nur noch peinlich.
ArnoR schrieb: > Nein, muss ich nicht und was ist daran so lächerlich? Dass Du das nicht in dieser Schaltung http://www.mikrocontroller.net/attachment/157784/emitterschaltung.gif schaffst. ROTFL
@Arno: Ich habe eine Lösung für Dich. Zähle einfach die Transistoren. Wenn nur einer da ist, passt die Formel. Risikofaktor für Arno: Könnte dann auch ein Emitterfolger sein.
Nee nee, du willst dich auf blöde Art davonmachen, nachdem du stundenlang nur Müll geschrieben hast: > Ich habe eine Lösung für Dich. Zähle einfach die Transistoren. Wenn nur > einer da ist, passt die Formel. Ach ja? Vorhin las sich das noch so: oldeurope schrieb: > Und ich sage Dir sie stimmt für alle Schaltungen unter allen > Bedingungen. Das ist Transistor-Grundlagenwissen! oldeurope schrieb: >> Ja und? Was ist mit den anderen Schaltungen? > Die haben keinen RC. gähn Brauchen die ja auch nicht, denn: oldeurope schrieb: > der ohmsche Wert R des Widerstandes ist egal. (Math. Beweis dafür > tivial. Hebt sich...) Bitte lass es, hier liest vielleicht jemand mit, der noch was lernen will.
ArnoR schrieb: > oldeurope schrieb: > >> Und ich sage Dir sie stimmt für alle Schaltungen unter allen > >> Bedingungen. Das ist Transistor-Grundlagenwissen! So ist das. :-) Der Betrag der Spannungsverstärkung vu der Transistorstufe entspricht dem Spannungsabfall am Arbeitswiderstand URc geteilt durch die Thermospannung Ut. Egal vieviel Ub, egal welcher Transistor, egal welchen Wert der Widerstand R2 hat und egal ob Ub/2 am Transistor abfallen oder nicht. Ich war auch erstaunt als mir das klar wurde. So einfach kann Transistortechnik sein wenn man erkennt wie sich Ut auswirkt. Hier nochmal das Bild von Athlon: http://www.mikrocontroller.net/attachment/157784/emitterschaltung.gif Für den Betrag der Spannungsverstärkung gilt: *vu=URc/Ut* Der "Geheimtip" bei der Auslegung einer Emitterschaltung ist UCE so klein wie notwendig zu halten. Das ist oft weniger als die Ub/2 aus den Lehrbüchern. Grund: vu die Spannungsverstärkung wächst wenn der Quotient Ub/UCE größer wird. (Math. Beweis mit Hilfe von Ut trivial.) Das bedeutet, dass man für die gleiche Gesamtverstärkung dann stärker gegenkoppeln kann oder eben mit weniger Stufen auskommt. LG Darius
ArnoR schrieb: > oldeurope schrieb: > >> der ohmsche Wert R des Widerstandes ist egal. (Math. Beweis dafür > >> tivial. Hebt sich...) > > > > Bitte lass es, hier liest vielleicht jemand mit, der noch was lernen > > will. Für Dich bricht die Technikwelt zusammen wenn Du siehst wie sich Rc im Bruch weg kürzt. ROTFL
> Der Betrag der Spannungsverstärkung vu der Transistorstufe entspricht > dem Spannungsabfall am Arbeitswiderstand URc geteilt durch die > Thermospannung Ut. > Egal vieviel Ub, egal welcher Transistor, egal welchen Wert der > Widerstand R2 hat und egal ob Ub/2 am Transistor abfallen oder nicht. > Ich war auch erstaunt als mir das klar wurde. So einfach kann > Transistortechnik sein wenn man erkennt wie sich Ut auswirkt. Das gilt vereinfacht nur für den Fall der Schaltung 1, für alle anderen moderneren Schaltungen aber nicht. Wie ich oben zeigte (und natürlich auch der Tietze/Schenk) ist es ganz leicht mit ganz kleinen Betriebsspannungen Verstärkungen um 100.000-fach zu machen, und zwar mit nur einer einzigen Verstärkerstufe. Das ist die Realität und deine unsinnigen Behauptungen sind damit nicht zu vereinbaren. Und ich finde, jetzt ist es genug.
ArnoR schrieb: > Das ist die Realität und deine > > unsinnigen Behauptungen sind damit nicht zu vereinbaren. Bitte zeige mir eine "unsinnige Behauptung" von mir.
Helmut Lenzen schrieb: > Ausserdem ist > > ein realen Schaltungen da keine Stromquelle sondern ein Widerstand der > > viel kleiner ist. Das hat auch einen guten Grund. Wenn Du die Transistoren, die für Stromquellen oder die Cascode gebraucht werden, in zusätzliche Verstärkerstufen nach Bild 1 investierst, ist die Gesamtverstärkung höher.
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