Alternativer Spannungsabgriff bei Emitterschaltung

Gast #5124530
Lesenswert?

Hallo Leute.

Ich habe eine Frage zur Emitterschaltung.
Hier mal das Bild:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm

Warum greift man die Spannung nicht über dem Arbeitswiderstand RC ab? 
Also rechts und links an Widerstand RC. Diese Spannung ist doch 
ebenfalls verstärkt, weil durch den Widerstand ein hoher Strom fließt.


Gruß
Gast #5124537
Lesenswert?

Winzer schrieb:
> Warum greift man die Spannung nicht über dem Arbeitswiderstand RC ab?

Weil U(RC) = U - U(CE) ist, ist U(CE) dasselbe nur mit anderem 
Vorzeichen.

Die Schaltung ist ohne expliziten Emitterwiderstand aber sowieso nicht 
als Linearverstärker brauchbar sondern wird nur im Schaltbetrieb 
benutzt.
#5124582
Lesenswert?

Jens meinte den Betrag der Wechselspannung.

Nun zu deiner Frage warum nicht die Spannung an Rc. Natürlich wäre es 
besser direkt die Spannung an Rc zu messen damit die Versorgungsspannung 
keinen direkten Einfluss auf die Ausgangsspannung hat. Dafür benötigt 
man aber einen nachfolgenden Differenzverstärker. Den hat man halt 
meistens nicht zur Verfügung.
Gast #5124588
Lesenswert?

Aber bei einer Messung kontaktiere ich doch auch nur rechts und links 
vom Widerstand. Dann kann man doch einfach die Signalleitungen rechts 
und links für die Weiterverarbeitung der Spannung nutzen.


Gruß
Gast #5124591
Lesenswert?

Messen kannst du da ja auch. Aber überleg doch mal was du an deinem 
"Vorverstärker" so alles anschließen könntest und ob es nicht sinnvoll 
wäre beide Schaltungen auf selben Potential zu haben um sie z.B. mit der 
selben Quelle versorgen zu können.
#5124592
Lesenswert?

Winzer schrieb:
> Aber bei einer Messung kontaktiere ich doch auch nur rechts und links
> vom Widerstand. Dann kann man doch einfach die Signalleitungen rechts
> und links für die Weiterverarbeitung der Spannung nutzen.

Bei einer nachfolgenden Schaltung müsstest du dann z. B. einen 
PNP-Transistor verwenden. Da wäre dann der Emitter an der 
Versorgungsspannung und die Basis am unteren Ende von Rc.
#5125414
Lesenswert?

Winzer schrieb:
> Verstehe aber nicht, warum die Spannungen gleich sind vom Betrag.

Nochmal: Der Betrag der Spannungsänderung ist gleich, nicht der 
Absolutwert der Spannung (bzw. die absolute Spannungsänderung ist in 
beiden Fällen gleich, nur mit anderem Vorzeichen).

Wie Mawin schon schrieb, ist U(RC) = U - U(CE).
Wird U(RC) größer, dann wird U(CE) eben um denselben Betrag kleiner, 
weil U ja konstant ist.
Rein signaltechnisch betrachtet ist es also irrelevant, ob Du über den 
R, oder über den Transistor das Ausgangssignal abgreifst.
Gast #5125448
Lesenswert?

Jens G. schrieb:
> Rein signaltechnisch betrachtet ist es also irrelevant, ob Du über den
> R, oder über den Transistor das Ausgangssignal abgreifst.

Nur wenn man eine ideale Stromversorgung voraussetzt, was meistens nicht 
der Fall ist. Wegen:

MaWin schrieb:
> U(RC) = U - U(CE)

hat man die Betriebsspannung, bzw. den Dreck da drauf, mit im Signal, 
wenn man gegen Masse abgreift. Das ist oft die Ursache für miserable 
Betriebsspannungsunterdrückung oder sogar Schwingneigung. Wenn man das 
Signal nur über Rc abgreift (Komplementärschaltungstechnik), hat man das 
Problem nicht. Die Frage des TO ist also berechtigt.
#5125451
Lesenswert?

>Nur wenn man eine ideale Stromversorgung voraussetzt, was meistens nicht
>der Fall ist. Wegen:

Deswegen schrieb ich ja "rein signaltechnisch", um nicht auf solche 
Dreckeffekte eingehen zu müssen  ...

>Problem nicht. Die Frage des TO ist also berechtigt.

Ob das aber der Hintergedanke seiner Frage war? Bis jetzt habe ich die 
Frage nur rein theoretisch betrachtet.
Gast #5127575
Lesenswert?

Vielen Dank für die hilfreichen Antworten.

Eine Kleinigkeit noch zum Emitterfolger.

Wenn ich rechts und links am Emitterwiderstand abgreife, müsste ich doch 
eine verstärkte Spannung messen, denn es fließt doch der verstärkte 
Kollektorstrom durch den Emitterwiderstand.

Die Eingangsmasche zeigt jedoch, dass die Spannung am Emitterwiderstand 
der Eingangsspannung folgt (abzüglich der Spannung zwischen Basis und 
Emitter.

Wie lassen sich diese beiden Erklärungen in Einklang bringen?

Gruß
Gast #5127597
Lesenswert?

Winzer schrieb:

> Wenn ich rechts und links am Emitterwiderstand abgreife, müsste
> ich doch eine verstärkte Spannung messen,

"Verstärkte Spannung" im Vergleich wozu?

> denn es fließt doch der verstärkte Kollektorstrom durch den
> Emitterwiderstand.

"Verstärkter Kollektorstrom" im Vergleich wozu?

> Die Eingangsmasche zeigt jedoch, dass die Spannung am
> Emitterwiderstand der Eingangsspannung folgt (abzüglich der
> Spannung zwischen Basis und Emitter.

Ja.

> Wie lassen sich diese beiden Erklärungen in Einklang bringen?

Na: Welcher Strom fließt in der Eingangsmasche? Welcher Strom
fließt in der Ausgangsmasche?
#5127615
Lesenswert?

Winzer schrieb:
> Wie lassen sich diese beiden Erklärungen in Einklang bringen?

Eine muss wohl falsch sein.

Der Emitterfolger ist kein Spannungsverstärker, sondern nur ein 
Stromverstärker.

Und wenn der Strom durch den Emitterwiderstand durch eben diesen 
Widerstand und die Spannung darüber definiert ist, dann bleibt nur eine 
Veränderliche: Der Basisstrom, also Eingangsstrom. Der wird so klein, 
daß nicht mehr als der benötigte Emitterstrom durch den 
Emitterwiderstand fliesst.
#5127626
Lesenswert?

Ist eigentlich recht einfach - vor allem, wenn man's doppelt nimmt.

Über alles steht Dir UB zur Verfügung.

Stellst Du Dir jetzt den Transistor als Schalter vor, so ergeben sich 
folgende Extreme:
1. Der Schalter ist offen
   D.h. UA = UB
2. Der Schalter ist geschlossen
   D.h. UA = 0
Das gilt aber nur, wenn die Spannungsmesser zwischen 0 und UA liegt.

Misst Du aber zwischen UB und UA (URc), so liegen die Verhältnisse genau 
umgekehrt.
1. Der Schalter ist offen
   D.h. URc = 0
2. Der Schalter ist geschlossen
   D.h. URc = UB
Es kehrt sich also irgendwie das Vorzeichen um.

Viele interessieren sich für die Spannung gegen Masse (0V). Deshalb geht 
man üblicherweise vom ersten Fall aus.

Die Erbsenzähler werden Dir Richtigerweise erklären, dass ein Transistor 
kein Schalter ist, und somit beide Extreme nie erreicht werden.
Auch werden die Dir erklären: Schließt Du den Spannungsmesser anders 
herum an, so ist das Vorzeichen falsch.
Gast #5127669
Lesenswert?

Possetitjel schrieb:
> "Verstärkte Spannung" im Vergleich wozu?

Im Vergleich zur Signalspannung an der Basis.

Possetitjel schrieb:
> "Verstärkter Kollektorstrom" im Vergleich wozu?

Im Vergleich zum Basisstrom.


Im Prinzip ist es mir klar durch die Maschengleichung.
Aber wenn ich überlege, dass der Kollektorstrom durch den 
Emitterwiderstand fließt, dann müsste doch über dem Widerstand eine 
verstärkte Spannung abfallen wie bei der Kollektorschaltung.

Gruß
Gast #5127696
Lesenswert?

Winzer schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> "Verstärkte Spannung" im Vergleich wozu?
>
> Im Vergleich zur Signalspannung an der Basis.

Nicht falsch - aber zu ungenau. Zwischen welchen Punkten
liegt die Spannung an, die den Transistor wirklich
steuert?
Eine Seite ist die Basis; das stimmt. Andere Seite?

> Possetitjel schrieb:
>> "Verstärkter Kollektorstrom" im Vergleich wozu?
>
> Im Vergleich zum Basisstrom.

Ja. Richtig.

> Im Prinzip ist es mir klar durch die Maschengleichung.
> Aber wenn ich überlege, dass der Kollektorstrom durch
> den Emitterwiderstand fließt, dann müsste doch über
> dem Widerstand eine verstärkte Spannung abfallen

Nee, nicht unbedingt.

Du darfst nicht nur Kollektorstrom in Relation zum
Basisstrom betrachten, sondern musst auch die absolute
Größe der Ströme berücksichtigen!

Wenn Du die Last direkt (ohne Transistor) an die Quelle
anschließt, fließt ein bestimmter Strom, und es liegt eine
bestimmte Spannung an der Last an.

Wenn Du die Last im Emitterzweig eines Transistors hast,
ist die Spannung an der Last dieselbe wie vorher, also muss
auch der Strom derselbe sein wie bei direktem Anschluss.

Der Laststrom ist aber der Kollektorstrom -- der Basisstrom
ist viel kleiner!
Die Quelle wird als absolut gesehen weniger belastet als bei
direktem Anschluss der Last.

> wie bei der Kollektorschaltung.

Tippfehler? Soll wohl "Emitterschaltung" heissen.
#5127835
Lesenswert?

Winzer schrieb:

> Eine Kleinigkeit noch zum Emitterfolger.
>
> Wenn ich rechts und links am Emitterwiderstand abgreife, müsste ich doch
> eine verstärkte Spannung messen, denn es fließt doch der verstärkte
> Kollektorstrom durch den Emitterwiderstand.

Nein.

> Die Eingangsmasche zeigt jedoch, dass die Spannung am Emitterwiderstand
> der Eingangsspannung folgt (abzüglich der Spannung zwischen Basis und
> Emitter.
>
> Wie lassen sich diese beiden Erklärungen in Einklang bringen?

Ganz einfach. Daraus, daß im Emitter-Kreis ein höherer Strom fließt, 
folgt nicht, daß da auch eine höhere Spannung anliegt. Spannung ist 
Strom mal Widerstand. Und an der Basis ist der (Eingangs)Widerstand der 
Schaltung nun mal deutlich größer als der Emitterwiderstand. Deswegen 
reicht dort ein kleinerer Strom. Und daraus ergibt sich dann die Eignung 
des Emitterfolgers als Impedanzwandler.
Gast #5127935
Lesenswert?

Winzer schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Eine Seite ist die Basis; das stimmt. Andere Seite?
>
> Die Spannung am Emitterwiderstand.

???

Winzer schrieb:
> Treibt der Transistor den Kollektorstrom auch durch den
> Emitterwiderstand?

"Durchtreiben" ist der falsche Ausdruck, aber abgesehen
davon: Ja -- der Strom, der zum Kollektor in den Transistor
hineinfließt, fließt am Emitter wieder heraus. Das verlangt
Kirchoff mit seinem Knotensatz so.

> Wo ist denn dann der Unterschied bezüglich der
> Spannungsverstärkung zur Emitterschaltung?

Ich weiss nicht, ob es Dir etwas hilft, wenn ich es Dir
vorkaue; ich hatte gehofft, Du siehst es selber:

Steuernd für den Transistor wirkt immer nur die Spannung
zwischen Basis und Emitter (genauer: der Basisstrom, der
von dieser Spannung hervorgerufen wird).

Bei der Emitterschaltung ist die Eingangsspannung der
gesamten Verstärkerstufe auch direkt die Eingangsspannung
am Transistor . Deswegen hat eine kleine Spannungsänderung
am Eingang eine große Strom- (und auch Spannungs-)Änderung
am Ausgang zur Folge.

Bei der Kollektorschaltung ist die Eingangsspannung der
gesamten Verstärkerstufe aber mit der Ausgangsspannung
der Stufe verkoppelt, denn der Emitterwiderstand gehört
sowohl zur Eingangs- wie auch zur Ausgangsmasche.
Als Eingangsspannung für den Transistor wirkt also
nur die Differenz von Stufeneingangs- und Stufenausgangs-
spannung.

Der Transistor selbst hat dieselbe Verstärkung wie vorher,
er sieht aber von der (Stufen-)Eingangsspannung zwischen
Basis und Masse nur den kleinen Teil, der (nach Abziehen
der Ausgangsspannung) zwischen Basis und Emitter übrigbleibt.

Der Ausgangskreis wirkt (definiert und gewollt) auf den
Eingangskreis zurück; das ist das Wesen der Gegenkopplung.
Gast #5127949
Lesenswert?

Winzer schrieb:
>Wo ist denn dann der Unterschied bezüglich der
>Spannungsverstärkung zur Emitterschaltung?

Bei der Kollektorschaltung gibt es eine Gegenkopplung,
bei der Emitterschaltung gibt es keine Gegenkopplung.
Gast #5128627
Lesenswert?

> Ich weiss nicht, ob es Dir etwas hilft, wenn ich es Dir
> vorkaue; ich hatte gehofft, Du siehst es selber:
>
> Steuernd für den Transistor wirkt immer nur die Spannung
> zwischen Basis und Emitter (genauer: der Basisstrom, der
> von dieser Spannung hervorgerufen wird).
>
> Bei der Emitterschaltung ist die Eingangsspannung der
> gesamten Verstärkerstufe auch direkt die Eingangsspannung
> am Transistor . Deswegen hat eine kleine Spannungsänderung
> am Eingang eine große Strom- (und auch Spannungs-)Änderung
> am Ausgang zur Folge.
>
> Bei der Kollektorschaltung ist die Eingangsspannung der
> gesamten Verstärkerstufe aber mit der Ausgangsspannung
> der Stufe verkoppelt, denn der Emitterwiderstand gehört
> sowohl zur Eingangs- wie auch zur Ausgangsmasche.
> Als Eingangsspannung für den Transistor wirkt also
> nur die Differenz von Stufeneingangs- und Stufenausgangs-
> spannung.
>
> Der Transistor selbst hat dieselbe Verstärkung wie vorher,
> er sieht aber von der (Stufen-)Eingangsspannung zwischen
> Basis und Masse nur den kleinen Teil, der (nach Abziehen
> der Ausgangsspannung) zwischen Basis und Emitter übrigbleibt.
>
> Der Ausgangskreis wirkt (definiert und gewollt) auf den
> Eingangskreis zurück; das ist das Wesen der Gegenkopplung.

Vielen Dank,

jetzt ist der Groschen gefallen.
Es ist also eine Strom-Spannungs-Gegenkopplung.

Gruß
Gast #5128816
Lesenswert?

Bei der Emitterschaaltung ist die Ube die zu verstärkende Spannung. 
Wieso ändert sich die Ube nicht, wenn eine Wechselspannung anliegt 
(Kollektorschaltung)? Ok, sie liegt nicht direkt an der Ube. Aber warum 
ändert sich die Ube nicht?


Gruß
Gast #5128851
Lesenswert?

Der Witz beim bipolaren Transistor ist, man kann es nicht oft genug 
sagen, daß er ein Stromverstärker ist. Die Eingangsspannung der 
Emitterschaltung induziert ihm diesen Strom durch den 
Basisvorwiderstand. Die Spannung selbst interessiert den Transistor 
nicht.

Bei der Kollektorschaltung fließt der steuernde Strom direkt rein, bis 
infolgedessen (CE leitet) die BE-Diffusionsspannung unterschritten wird. 
Dort schwebt er dann bei Ue-0,7V am Ausgang "halb"-leitend.
Gast #5128888
Lesenswert?

Die Kollektorschaltung wird im einfachsten Falle ganz ohne 
Basisvorwiderstand betrieben. Der Transistor selbst baut einen hohen 
Basis(strom)widerstand auf, wenn die Spannung über der BE-Diode an die 
Grenze zum Sperrbereich (<0,7V) runterfährt. Er zieht dann nur (max.) 
soviel Strom von der Basis, wie zum Erreichen dieses Zustands nötig ist, 
also ca. Ic/hfe.
#5129212
Lesenswert?

Ich sehe in diesem Thread teilweise grundsätzliche Verständnisprobleme 
wie ein Transistor funktioniert - es lohnt sich, hier etwas 
nachzuarbeiten. Eine für mich sehr umfassende und abschließende 
Beschreibung liefert z.B. der "Tietze-Schenk" in den Kapiteln 1 (Diode) 
und 2 (Bipolartransistor) (Kapitel der aktuellen Auflage, in meiner 5. 
Auflage von 1980 sind es die Kapitel 3 & 4). Wenn man die Zusammenhänge 
verstanden hat, kann man im Schlaf jede Transistorschaltung 
dimensionieren.
http://www.tietze-schenk.de/Tietze-Schenk-Gamm_A15_Inhalt.pdf
Verfügbar in jeder guten Bibliothek, ansonsten eine Anschaffung für's 
Leben (s.o.). Man auch jede ältere Auflage nehmen, die Theorie ist seit 
Jahrzehnten stabil :)
Zum Einstieg hilft aber auch schon die allwissende Müllhalde: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor

Ciao, Martin

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren