Transistor Arbeitspunktstabilisierung

Da Mo schrieb:

> Wie gehe ich am besten dabei vor?

Datenblatt und rechnen

>
> Meine ersten Versuche mit PSpice.

PSpice nimmst du dann her um deine Rechnung zu kontrollieren. Wenn du 
dir erwartest damit den Punkt zu finden, an dem dein Arbeitspunkt 
möglichst mittig im linearen Teil der Kennlinie liegt, dann hast du mit 
Zitronen gehandelt.


Mit Google in 10 Sekunden gefunden
http://www.hobby-bastelecke.de/halbleiter/transistor_arbeitspunkt.htm

Hallo Da Mo
Der Emitterwiderstand RE ist in der vorhandenen Dimensionierung in Bezug 
zum Kollektorwiderstand RE viiiieel zu groß! Wenn man diesen RE 
verwendet soll an ihm maximal 5% von Uce, also ca. 0,6V - eher weniger- 
abfallen. RE dient zur Gleichspannungs-Gegenkoppelung, also zur 
thermischen Stabilisierung von Ic.
Unbedingt erforderlich ist ein Elko z.B. 100µF parallel zu RE da 
ansonsten die Wechselspannungsverstärkung stark verringert ist.

Berechnung der Widerstände - ich würde das so machen:
Verstärkung laut Datenblatt 2N2222
                          hfe
IC = 0.1 mA  VCE = 10 V    35
IC = 1 mA    VCE = 10 V    50
IC= 10 mA    VCE= 10 V     75
IC = 150 mA  VCE = 10 V    100
IC= 500 mA   VCE= 10 V     30
IC = 150 mA  VCE = 1 V     50

Also nehme ich mal diese Daten:
Ubat = 12V, IC 10mA und Verstärkung 75, Uce sat <0,1V
Am Kollektor soll Ubat/2, also 6V anliegen
RC = 6V/0,01A = 600 Ohm, nächstgrößeren Normwert 680 Ohm
also ist Ic 6:680 Ohm =8,9mA
bei hfe 75 muss der Basisstrom = 0,0089A/75 = 0,000133A = 133µA 
betragen.
für RE (wenn er denn sein muss) rechnen wir:
0,6V/(0,0089A+0,000133)= 66 Ohm nächstniedriger Normwert 56 Ohm

für den Basisspannungsteiler nehmen wir als Strom durch R1-R2 ca. den 
10fachen Basisstrom als0 1,33mA
Berechnen wir zuerst UB-GND
Ub= Ube+URE = 0,65V+0,6V =1,05V
durch R2 fließt dieser Strom 10 x Ib - Ib also 0,00133A-0,000133A = 
0,001197A
R2 = 1,05V/0,001197AA =741 Ohm nächstgrößeren Normwert 820 Ohm
für R1 gilt: (12V-1,05V) / 0,00133A = 8233 Ohm nächster Normwert 82kOhm

Damit die zu verstärkende Wechselspannung an die Basis gelangt wird 
diese über einen Elko z.B. 10-100µF am Verbindungspunkt R1-R2 
eingespeist.
Uc wird wohl in der Praxis nicht bei Ubat/2 liegen, aber doch irgendwi 
zwischen diesem Wert und Ubat. Der Verstärkungsfaktor ist nie ein 
exakter Wert sondern liegt immer irgendwo zwischen min und max im 
Datenblatt.

Evtl. muss RC geringfügig vergrößert bzw. RE verkleinert werden. Am 
einfachsten ist es ein Trimmpoti zwischen R2 und den Verbindungspunkt 
R1-Basis zu schalten um über die Spannung Ub den Basisstrom und damit Uc 
auf (Ubat - URE)/2 einzustellen. Dann kann man den größtmöglichen 
Aussteuerungsbereich am Kollektor ausnutzen. Ich habe das mal kurz in 
LTspice zusammengebaut.

Bau das Ganze mal in PSpice nach, spiele mit den Widerstandswerten und 
dem Wert von CRE!

mfG Ottmar

Da Mo schrieb:
> Wo liegt die max. Gleichstromverstärkung bei einem IB = 10mADC(es ist
> nur die min. Verstärkung angegeben)?

Die Hersteller machen dazu in den Datenblättern keine exakte Angaben. In 
der Regel geben Sie an: Mindest- typischer- maximaler Wert der 
Verstärkung. Für den 2N2222 bei Uc=10V und IC1=10mA eben: min. 75, typ. 
nix,  max. 300.
Es ist Sache des Entwicklers, die Schaltung so auszulegen, dass sich der 
gewünschte Verstärkungsfaktor/Arbeitspunkt - immer ausgehend vom 
schlechtesten Fall !-  für die vorgesehene Anwendung einstellt.
Dazu dienen Änderungen z.B. beim Emitterwiderstand /-kondensator, evtl. 
das Einfügen einer negative Mitkoppelung (auch Gegenkoppelung genannt) 
u.a.

Das kann man alles zwar gut planen - aber nicht bis ins letzte Detail 
berechnen. Man muss da eben die Schaltung wie berechnet als Prototyp 
aufbauen, dann aber mit entsprechenden Änderungen an den passiven 
Bauteilwerten die Schaltung fertig entwickeln.

mfG Ottmar