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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor-Schaltung


Autor: Matti (Gast)
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Hallo,

es geht um die Verstärkerschaltung im ersten Bild. Vielleicht kann mir 
jemand etwas Verständnis verschaffen ;) Ich habe die Musterlösung 
vorliegen, es geht mir nur ums Verstehen.

1) Zuerst soll das Kleinsignalersatzschaltbild angefertigt werden. Dazu 
schließe ich Spannungsquellen kurz und ersetze den Transistor durch eine 
Stromquelle mit Vor- und Nachwiderstand. Das ist soweit klar, bis auf 
das, dass meine Schaltbilder bei solchen Aufgaben oft riesig und ein 
Durcheinander werden. Hat jemand vllt einen allgemeinen Tipp für mich? 
(Herangehensweise)

2) Anschließend sollen die Grundschaltungen bestimmt werden, also liegen 
die einzelnen Transistoren als Kollektor-/Emitter-/Basisschaltung vor? 
Wenn ich richtig verstanden habe: Der jeweilige Name beschreibt ja immer 
das Bezugspotenzial und zwischen den beiden anderen findet die 
Verstärkung statt (z.B. Emitterschaltung: Emitter Bezugspotenzial, von 
Basis nach Kollektor Verstärkung...) Das ist schön und gut, nur wie 
erkenne ich in einer solchen (oder auch komplexeren) Schaltung mit 
mehreren Transistoren, welche Grundschaltung da nun vorliegt? (beim 
einzelnen Transistor ist es mir klar, aber nicht in einer 
Verschaltung...)

3) Als nächstes soll man die Kleinsignalparameter bestimmen, 
Vorwiderstand und Steilheit. Das ist nicht das Problem, das Problem 
liegt darin, dass als nächstes die Verstärkung  =  bestimmt werden soll.
In der Musterlösung, die ich vorliegen habe, wird das Ersatzschaltbild, 
das im zweiten angehängten Bild zu sehen ist, für weitere Berechnungen 
verwendet:

Weiterhin wird die Gesamtverstärkung gleich dem Produkt der einzelnen 
Transistorenverstärkungen gesetzt. Da der zweite Transistor als 
Kollektorschaltung eingesetzt ist, ist außerdem dessen 
Spannungsverstärkung = 1, sodass nur noch die Verstärkung des ersten 
Transistors berechnet werden muss. Dann geht alles einfacher, jedoch 
verstehe ich nicht, wie man
a) auf das obige ESB kommt bzw.
b) darauf kommt, dass die Gesamtverstärkung das Produkt der beiden 
einzelnen Transistorenverstärkungen ist...das kenne ich sonst eigtl. nur 
von einer Darlingtonschaltung....gilt das allgemein bei zwei 
nacheinandergeschalteten Transistoren?

Bitte helft mir, auch wenn ihr nur einen Teil beantworten könnt...ich 
finde einfach nix genaues zu meinen Problemen (zu den Themen gibt es 
genug, aber nicht zu dem, wo ich genau hänge...wie so oft...)

Vielen Dank schonmal im Voraus!!

Autor: Jens G. (jensig)
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>Weiterhin wird die Gesamtverstärkung gleich dem Produkt der einzelnen
>Transistorenverstärkungen gesetzt. Da der zweite Transistor als
>Kollektorschaltung eingesetzt ist, ist außerdem dessen
>Spannungsverstärkung = 1, sodass nur noch die Verstärkung des ersten
>Transistors berechnet werden muss. Dann geht alles einfacher, jedoch


Nein - beides sind Emitterschaltungen. Nur das der zweite T ein pnp ist, 
also der Emitter oben ist (also anders gepolt).
ALso multipliziert sich praktisch die Verstärkung beider T's.
Wie bei Operationsverstärkern ist es quasi die innere Verstärkung.
Jetzt kommt die Rückkopplung (R5 und R4) ins Spiel. Deren Verhältnis 
bestimmt die effektive Verstärkung der Schaltung.
Wenn also der Eingang z.B. 1mV (als Delta) sieht, dann würde sich diese 
Spannung am C des T2 um die Gesamtverstärkung verstärken. Diese kommt 
abgeschwächt um den Faktor R5/R4 am E des T1 an. Also verringert sich 
damit die effektive Differenzspannung am T1 zw. B und E - also 
Gegenkopplung.
Wenn die innere Verstärkung hoch genug ist, verglichen mit dem 
Verhältnis R5/R4, kann man letztendlich die effektive Gesamtverstärkung 
gleich R5/R4 setzen (eigentlich (R5+R4)/R4). Der E des T1 folgt somit 
der B des T1.

Ich gebe zu, es ist vielleicht nicht ganz so abstrakt dargestellt, wie 
es Dein Lehrer haben möchte, aber es ist zumindest praxisorientiert ;-)

Autor: Matti (Gast)
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Dankeschön...solche Erklärungen sind mir sowieso lieber, ich will es ja 
verstehen ;)

Wenn also der T2 auch in Emitterschaltung steht, scheint meine 
Musterlösung falsch zu sein, die ich bekommen habe...

zwei Fragen habe ich daher gleich noch!
1) Wie siehst du genau, dass es sich um Emitterschaltungen handelt? Dazu 
muss das Bezugspotenzial am E liegen und die "Übertragung" des 
Potenzials ja quasi von B nach C erfolgen...in Wikipedia und im Elko etc 
findet man wunderschöne Erklärungen, nur leider sieht man darin immer 
nur den einen Transistor, aber in dieser Schaltung, wie sehe ich da, 
"wohin der Weg geht" und was der Bezug ist?

2)
Jens G. schrieb:
> Jetzt kommt die Rückkopplung (R5 und R4) ins Spiel. Deren Verhältnis
> bestimmt die effektive Verstärkung der Schaltung.

okay, da muss ich nochmal nachhaken, das ging mir jetzt etwas zu 
schnell. R5 und R4 sind die Rückkopplung, weil es der Weg zur Masse ist 
oder warum? zum E des T1 kommen wir ja auch nur über den R5 
zurück....das mit den Kopplungen ist mir noch nicht ganz klar....

Danke schonmal für die Hilfe!!

Autor: Leonardo W. (krangel)
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Hi,

Matti schrieb:

> 1) Wie siehst du genau, dass es sich um Emitterschaltungen handelt?

Der Emitter liegt an UB, Plus und Minus der Versorgung ist 
gleichberechtigtes Bezugspotential.



> okay, da muss ich nochmal nachhaken, das ging mir jetzt etwas zu
> schnell. R5 und R4 sind die Rückkopplung, weil es der Weg zur Masse ist
> oder warum? zum E des T1 kommen wir ja auch nur über den R5
> zurück....das mit den Kopplungen ist mir noch nicht ganz klar....

Genau ist nur R5 der Gegenkopplungswiderstand, da er aber einen Wert von 
Unendlich hat, ist er in der realen Welt ohne Wirkung.

R4 ist der Stromgegenkopplungswiderstand für T1. Wenn R5 ein reellen 
Wert hat, fließt ein Strom vom Ausgang über R5 und R4 mach Masse, 
dadurch erhöht sich die Spannung über R4, und dadurch wird die 
Verstärkung von T1 vermindert.
  GN8

Autor: Matti (Gast)
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Danke! Das mit der Gegenkopplung erscheint mir nun logisch - die 
Verstärkung vermindert sich, sobald mehr Spannung über R4 abfällt (was 
wir ja mit R5 steuern können...)

Leonardo W. schrieb:
> Der Emitter liegt an UB, Plus und Minus der Versorgung ist
> gleichberechtigtes Bezugspotential.

Okay, dadurch wird mir klar, dass Transistor T2 in Emitterschaltung ist 
- denn der Emitter liegt fest auf Potenzial UB.
Nur wie erkenne ich jetzt, dass auch T1 in Emitterschaltung ist? Weder 
B, C, noch E liegen auf Masse oder auf dem festen Potenzial einer 
Versorgung...

Autor: Michael (Gast)
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Matti schrieb:
> Nur wie erkenne ich jetzt, dass auch T1 in Emitterschaltung ist? Weder
> B, C, noch E liegen auf Masse oder auf dem festen Potenzial einer
> Versorgung...

R5 geht ja gegen unendlich, somit kann man ihn sich mal wegdenken. Und 
nun kann man ohne Gewissensbisse den R4 in den Basiskreis transformieren 
mit (B+1)*R4. R4 ist ja "nur" die Stromgegenkopplung von T1.

Autor: Matti (Gast)
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Das mit der Transformation in den Basiskreis ist mir glaube ich zu heavy 
;) Heißt das (in einfachen Worten ;) ), dass der Weg über R4 und R3 zur 
Basis zurückführt und man nimmt zusätzlich eine Verstärkung mit an?

Zu den Grundschaltungen - korrigiert mich bitte unbedingt, wenn ich 
falsch liege:
Ich suche mir den Weg vom Potenzial des Eingangs zum Potenzial des 
Ausgangs. Der Weg durch den Transistor definiert die 
Grundschaltungsart...vom Eingang gehe ich also zuerst in die Basis des 
T1 hinein und zum Kollektor hinaus, sodass der Emitter der Bezug ist, es 
sich also um eine Emitterschaltung handelt. Verfolge ich den Weg weiter 
bis zum Ausgangspotenzial, gehe ich analog dazu durch den T2, damit ist 
auch der eine Emitterschaltung. Stimmt das so?

Autor: Leonardo W. (krangel)
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Moin,

Matti schrieb:
> Ich suche mir den Weg vom Potenzial des Eingangs zum Potenzial des
> Ausgangs. Der Weg durch den Transistor definiert die
> Grundschaltungsart...vom Eingang gehe ich also zuerst in die Basis des
> T1 hinein und zum Kollektor hinaus, sodass der Emitter der Bezug ist, es
> sich also um eine Emitterschaltung handelt. Verfolge ich den Weg weiter
> bis zum Ausgangspotenzial, gehe ich analog dazu durch den T2, damit ist
> auch der eine Emitterschaltung. Stimmt das so?

Das ist korrekt!

Grüße Leo

Autor: Matti (Gast)
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Dankeschön! Wieder einen Schritt weiter :)

Jetzt würde mich momentan eigentlich nur noch interessieren, wie man auf 
das obige Ersatzschaltbild (angehängtes Bild 2) kommt, denn

1) ist da ja nur noch ein einziger Transistor mit be-Widerstand 
eingefügt (wo ist der ce-Widerstand, wo sind Stromquelle und Widerstände 
des zweiten Transistors?? Sind die irgendwie zusammengefasst worden??

2) warum fällt die Ausgangsspannung hier auf einmal über R3 ab? im 
Schaltbild fällt der über R6 ab....

Autor: Leonardo W. (krangel)
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wenn ich das richtig sehe ist Abb.6 nur das Ersatzschaltbild von T1.

Grüße Leo

Autor: Matti (Gast)
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Leonardo W. schrieb:
> wenn ich das richtig sehe ist Abb.6 nur das Ersatzschaltbild von T1.

Jetzt wird ein Schuh draus!
In meiner vorliegenden "Musterlösung" wird angegeben, dass T2 in 
Kollektorschaltung steht, was wir ja schon als falsch festgestellt 
haben.
In der Kollektorschaltung wäre die Spannungsverstärkung = 1 gewesen und 
somit wären wir bereits vor dem T2 (wäre er tatsächlich in 
Kollektorschaltung) am Ausgangspotenzial angekommen, da dieses von einer 
Kollektorschaltung ja unverändert geblieben wäre... daher wurde der T2 
im ESB weggelassen - am R3 wäre ja bereits unser Ausgangspotenzial 
gelegen... so müsste es sein, oder?

Danke für alle Hilfen!!

Autor: Leonardo W. (krangel)
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ich glaub du hast die verkehrte Musterlösung für deine Aufgabe.

Grüße Leo

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