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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistorschaltung - Vorteile und Nachteile


Autor: Felix Heinz (felix83)
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Hallo liebe Forumleser,

ich habe eine generelle Frage bezüglich der Nachteile und Vorteile der 
bekannten Transistorschaltungen (Basis-, Kollektor-, Emitterschaltung)

Es geht nicht darum, wie diese man diese zu zeichnen hat oder wie man 
die elemtentare Sachen dieser Schaltungen ausrechnen kann.
Nach langer Recherche habe ich eine halbwegs vernünftige Tabelle 
gefunden (siehe Anhang).
Jedoch weiß ich nun nicht genau, welche dieser aufgelisteten 
Eigenschalten gut/schlecht für den allgemeinen Gebrauch sind. Ich habe 
des öfteren gelesen, dass die meist einzusetztende Schaltung die 
Emitterschaltung ist und die seltenste die Basisschaltung. Aber warum 
ist das so?
Die Tabelle zeigt, dass zum Beispiel die Emitterschaltung eine große 
Temperaturabhängigkeit aufweist, was meiner Meinung nach doch schlecht 
ist.
Ist eine Phasenverschiebung (180 grad) etwas gutes ? Wie sieht es mit 
der Grenzfrequenz aus, sollte diese groß oder klein sein, wenn ja warum? 
Was ist besser, eine hohe Spannungs - oder eine hohe 
Gleichstromverstärkung ? etc.

Ich finde bei uns in der Vorlesung wurden die Vorteile und Nachteile 
dieser Transistorschaltungen nur am Rande besprochen.

Ich bitte um Verständnis, dass es am Ende doch einige Fragen sind,
die ich nicht beantworten kann. Ich hoffe ihr könnt mit weiterhelfen.

Danke im vorraus!

Autor: Frank W. (frankw) Benutzerseite
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Da stellt sich die Frage - was ist der "allgemeine Gebrauch".

Wieso willst Du die Schaltungen bzw. die Eigenschafen in "Gut" und 
"Schlecht" einteilen.

Die verschiedenen Schaltung sind für verschiedene Anwendungszwecke.
Ist es "GUT" eine HF-Verstärker bauen zu wollen oder ist es "Schlecht" ?
Ist es "GUT" eine Schaltstufe bauen zu wollen oder ist es "Schlecht" ?
Eine Phasenverschiebung ist toll, genial, traumhaft - wenn man die 
gerade braucht. Wenn man die gerade nicht brauchen kann, dann ist sie 
schlecht.

Mann muss immer Fragen "Gut - für was" "Passt sie für meine Anwendung".

Autor: Michael (Gast)
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Gut oder schlecht kann man so pauschal nicht sagen, das kommt auf die 
Anwendung an. Braucht man eine hohe oder eine niedrige Grenzfrequenz, 
baut man einen Hoch oder einen Tiefpass, wo kommt das Signal her und wo 
soll es hin (für Antennenanwendung zum Empfang ist die Basisschaltung 
recht gut, zum Senden die Kollektorschaltung). Deine Tabelle ist von 
daher sehr schön, da sie die Schaltungen gegenüber stellt und man es so 
einfacher hat zu wählen. Sie ist nicht für die Entscheidung gedacht, 
dass z.B. eine Emitterschaltung generell besser ist als eine 
Kollektorschaltung.

Autor: Franzi (Gast)
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Grenzfrequez der Kollektorschaltung ist aber hoch.

Autor: Michael (Gast)
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Naja, hoch ist relativ. In der Tabelle steht bei der Emitterschaltung 
auch, dass die Grenzfrequenz niedrig ist und direkt die Zeile drunter, 
dass sie für NF und HF Verstärker geeignet ist. Sowas regt schon ein 
wenig zum Schmuzeln an ;)

Autor: Felix Heinz (felix83)
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Hallo, ich bins wieder ;-)

vielen Dank für eure Antworten.

Naja, es stimmt schon. Man kann Vieles aus dem Anwendungsgebieten 
ableiten. Kennt ihr noch andere Anwendungsgebiete außer die ihr 
aufgelistet sind? Zum Bespiel die Basisschaltung... ich meine hier steht 
diese als HF-Verstärker, aber die Emitterschaltung ja auch!
Wozu brauche ich dann noch eine Basisschaltung?
Kollektorschaltung als Impedanzwandler, ist mir nun klar, da wir einen 
sehr hohen Eingangswiderstand aber gleichzeitig einen niedrigen 
Ausgangswiderstand benötigen. Für welchen Zweck wird aber die 
Temperaturabhängigkeit und die hohe Grenzfrequenz benötigt?
Das ist mir noch unklar.
Wenn ich nachdem Zweck dieser Schaltungen frage, dann würde ich doch 
behaupten, dass die Emitterschaltung als ein Leistungsverstärker, die 
Basisschaltung als Spannungsverstärker und die Kollektorschaltung als 
Gleichstromverstärker diene.Ich meine, so stehts ja in der Tabelle! Gibt 
es noch andere Art von Verstärkung wo eine dieser Schaltung am besten 
wäre ?

Autor: Michael (Gast)
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>Wozu brauche ich dann noch eine Basisschaltung?

Antennenanwendungen: So ein Abschlusswiderstand an der Antenne sollte 
zum Beispiel bei 50 Ohm (oder beim Fernsehen bei 75 Ohm) liegen, das ist 
mit der Basisschaltung sehr einfach zu realisieren. ;)

>Für welchen Zweck wird aber die
>Temperaturabhängigkeit und die hohe Grenzfrequenz benötigt?

Temperaturabhängigkeit ist, denke ich mal, weniger erwünscht (bei mir 
zumindest so) aber die hohe Grenzfrequenz kann schon interessant sein, 
auch gepaart mit der hohen Spannungsverstärkung. Und so eine 
Emitterschaltung ist doch auch noch sehr einfach aufzubauen und zu 
verstehen, die Kollektorschaltung ist da schon etwas komplizierter wie 
man selbst hier im Forum immer wieder sehen kann bei den Fragen so 
mancher Besucher.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Felix Heinz wrote:

> Naja, es stimmt schon. Man kann Vieles aus dem Anwendungsgebieten
> ableiten. Kennt ihr noch andere Anwendungsgebiete außer die ihr
> aufgelistet sind? Zum Bespiel die Basisschaltung... ich meine hier steht
> diese als HF-Verstärker, aber die Emitterschaltung ja auch!
> Wozu brauche ich dann noch eine Basisschaltung?

Bei der Emitterschaltung gibt es die sog. Miller-Kapazität. Das ist ein 
parasitärer Kondensator, der das invertierte Ausgangssignal vom 
Kollektor zur Basis zurück- bzw. gegenkoppelt. Dadurch wird die 
HF-Verstärkung erheblich beeinträchtig. Bei der Basisschaltung erreicht 
man eine wesentlich höhere Grenzfrequenz, weil das Ausgangssignal 
phasengleich ist und es daher keine kapazitive Gegenkopplung gibt. 
Natürlich kann man HF-Verstärker auch in Emitterschaltung aufbauen, aber 
man benötigt dafür Transistoren, deren Transitfrequent ein Vielfaches 
der gewünschten Grenzfrequenz beträgt. Diesen Luxus kann man sich im 
MHz-Bereich noch leisten, im GHz-Bereich meistens nicht mehr.

Jörg

Autor: sepp (Gast)
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Haallo!
> Wenn ich nachdem Zweck dieser Schaltungen frage, dann würde ich doch
> behaupten, dass die Emitterschaltung als ein Leistungsverstärker, die

Ich denke, du verwechselst die Bezeichnung Emitterfolger mit 
Emitterschaltung. Ich weis, ein wenig verwirrend ;-) Ich schätze mal, du 
meinst die Kollektorschaltung, die gemeinhin auch als Emitterforlger 
bezeichnet wird. Warum die Bezeichnung Emitterfolger??
Weil die Spannung am Emitter einfach um die UBE kleiner ist, als ddie 
Spannung an der Basis. Du siehst, das hier keine Spannung verstärkt 
wird. Der Sinn hinter dieser Schaltung ist (wirklich nur) die 
Stromverstärkung. Ist auch die Standard - Ausgangsstufe aller OPVs.

> Basisschaltung als Spannungsverstärker und die Kollektorschaltung als
> Gleichstromverstärker diene.

Die Kollektoerschaltung ist das, was ich im Absatz vorher beschrieben 
habe ;-)

Die Basisschaltung als Spannungsverstärker zu bezeichnen ist nicht 
direkt falsch, aber wenn du sie wirklich verstanden hast, würdest du sie 
nicht so bezeichnen...

Die Basisschaltung ist so etwas wie der Emitterfolger, nur in der 
Stromdomäne. Die Spannungsverstärkung am Ausgang ergibt sichnur durch 
den Widerstand am Ausgang, der ist allerdings optional, je nachdem wofür 
du deine Schaltung verwenden möchtest........

Díe Basisischaltung wird auch gemeinhin als Stromfolger (sprich: kleiner 
Eingangswiderstand, großer Ausgangswiderstand) bezeichnet.

Somit kommen wir auch schon zum großen Vorteil der Basisschaltung:
Current-Mode -> wenn dein Signalparameter Strom anstatt Spannung ist, so 
musst du keine parasitären Kapazitäten (wie der Verfasser des 
vorhergegangenen Berichtes richtig vermutete) umladen (also Mille 
Kapazität). Da die parasitären Induktivitäten im Vergleich zu den 
parasitären Kapazizäten oft klein sind, hast du somit sozusagen einen 
Bandbreitengewinn (Miller-Killer;-).

Die Anwendungen dafür sind z.B. "alternative" OPVs wie der current 
conveyor, die ein (viel) höheres GBW aufweisen, als herkömmliche 
(VV-)OPVs.

Autor: sepp (Gast)
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P.S.: Die Zeile in der Tabelle mit Leistungsverstärkung würde ich nicht 
ganz für bare Münze nehmen!

Autor: Felix Heinz (felix83)
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He Leute, vielen Dank für die zahlreichen Bemerkungen und Antworten :)

Autor: Thomas (Gast)
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möchte eine Frage auch von mir zum Thema bzw. zur Basisschaltung 
beisteuern:
wird die Basisschaltung eigentlich alleine verwendet? Anwendungsfall?
bisher ist mir hier eher die Kaskodeschaltung (Emitterschaltung zur 
geringen Belastung der Signalquelle + eben nachfolgende Basisschaltung 
zur Vermeidung des Millereffekts) bekannt.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>wird die Basisschaltung eigentlich alleine verwendet? Anwendungsfall?

Ja wird sie. In Vhf und Uhf Tuner wird sie als Vorverstaerker genutzt.

Gruss helmi

Autor: oszi40 (Gast)
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Es gibt jedoch auch einige Transistoren, die auf Grund ihres inneren 
Aufbaus (Kapazitäten) weniger für die Basisschaltung geeignet sind. Das 
steht aber im jeweiligen Datenblatt.

Kurz gesagt nicht jeder Transistor ist für alle Lebenslagen einsetzbar.

Autor: M. Köhler (sylaina)
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oszi40 wrote:
> Es gibt jedoch auch einige Transistoren, die auf Grund ihres inneren
> Aufbaus (Kapazitäten) weniger für die Basisschaltung geeignet sind. Das
> steht aber im jeweiligen Datenblatt.
>
> Kurz gesagt nicht jeder Transistor ist für alle Lebenslagen einsetzbar.

Richtig, auch hier muss man immer wieder schaun, wo man welchen 
Transistor einsetzen möchte. Es gibt Transistoren, die sind für die 
Signalübertragung geeignet aber können kaum was Leistungsmäßig. Dann 
gibt es welche, mit denen kann man ordentlich Leistung schalten, aber 
Datenübertragung ist bei denen sowas von mies. Dann gibt es welche, die 
kann man ohne Probleme bei 120 °C Tu betreiben und welche, die sind nur 
für 10°C Tu geeignet. Es kommt halt drauf an, was man wo machen möchte.

Autor: Jens G. (jensig)
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>kann man ohne Probleme bei 120 °C Tu betreiben und welche, die sind nur
>für 10°C Tu geeignet. Es kommt halt drauf an, was man wo machen möchte.

10°C ??? Besteht der aus Butter? ;-)

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