Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung

[Johannes Richard K. (johannes_r_k)]

Hallo liebe Technikerkolleginnen und Technikerkollegen!

Da das mein erstes Posting ist, möchte ich mich kurz vorstellen:
Ich bin der Johannes, 20 Jahre jung, studiere Informationstechnik in 
Klagenfurt/Kärnten/Österreich und bin bisher nur ein beobachtender Fan 
dieser Seite gewesen!

Ich hätte 2 Fragen zur Berechnung von Spannungen und Strömen in einer 
Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung.

Ich habe zu einer Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung bei 
gegebenem Arbeitspunkt die Widerstandswerte ausgerechnet, die 
Basis-Emitter-Spannung war Ube = 0,6 V.
Da es diese Widerstände in der E24-Reihe nicht gibt, habe ich die 
nächstgelegenen genommen und versucht (!) auf die Ströme und Spannungen 
(also den Arbeitspunkt) zurückzurechnen.

Frage 1:
Ist die Basis-Emitter-Spannung Ube jetzt noch immer 0,6 V?

Frage 2:
Ist das Gefüge aus R1, R2 und Rc (Widerstand am Kollektor) ein 
Spannungsteiler? Falls ja, wie stelle ich diesen auf?
(Ich habe nur die Widerstandswerte und den Stromverstärkungsfaktor B 
gegeben, der bleibt ja für den selben Transistor immer gleich, falls ich 
mich nicht irre.)

Meine Idee war zuerst Folgende:

U1/Ub = R1/(R1+(R2//Rc))

Wobei U1 den Spannungsabfall am R1 darstellt und Ub die Betriebsspannung 
ist. "R2//Rc" soll "R2 parallel zu Rc" sein.

Das was mich stutzig macht ist der hohe Spannungsabfall an R1 (fast die 
gesamte Ub) und die vernachlässigte Basis-Emitter-Spannung Ube.


Könnt ihr mir etwas unter die Arme greifen?

(Die Schaltung ist als PNG-Datei angehängt)

Gruß,
Johannes.

[Dennis S. (eltio)]

Hi, ich studiere auch Informationstechnik.. ;-)

Das ist keine Spannungs- sondern eine Stromgegenkopplung.

1. Im glaube dir fehlen einige Grundlagen aus dem 
"Bauelemente-Vorlesungen".
2. Nein, denke ich nicht... Es wäre bestimmt hilfreich wenn du zwischen 
statischer und dynamischer Sicht unterscheidest.

Vielleicht nennst du erst mal die gegebenen und gesuchten Größen?

Gruß Dennis

[ArnoR (Gast)]

Es ist schwer auf deine Fragen zu antworten, weil praktisch alles falsch 
ist:

Die Schaltung hat keine Spannungsgegenkopplung, sondern eine 
Stromgegenkopplung.

> Ist das Gefüge aus R1, R2 und Rc (Widerstand am Kollektor) ein
> Spannungsteiler?

Nein, Rc hat mit R1 und R2 in diesem Sinne wenig bis nichts zu tun.

> U1/Ub = R1/(R1+(R2//Rc))
> Wobei U1 den Spannungsabfall am R1 darstellt und Ub die Betriebsspannung
> ist. "R2//Rc" soll "R2 parallel zu Rc" sein.

Auch dieser Zusammenhang ist nicht existent.

Bitte lies mal im Tietze/Schen oder hier:

http://www.prof-gossner.de/Frameset.html

die Grundlagen nach.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Johannes K. schrieb:
> Frage 1:
> Ist die Basis-Emitter-Spannung Ube jetzt noch immer 0,6 V?
Die war früher "immer" 0,7V.
Heute ist sie leider nicht mehr so konstant und hängt stark vom 
Basisstrom ab. Man darf aber mit Werten zwischen 0,5V und 0,7V rehnen, 
ohne einen zu großen Fehler zu machen. Richtige Füchse rechnen das für 
beide Spannungen und zeigen auf, dass die resultierenden nötigen 
Widerstandsänderungen im Rahmen der E12-Reihe liegen...

> Frage 2:
> Ist das Gefüge aus R1, R2 und Rc (Widerstand am Kollektor) ein
> Spannungsteiler? Falls ja, wie stelle ich diesen auf?
R2 und R2: ja, ein belasteter.
Rc darf da nicht mittun, den spielt aber mit Uce und Re mit...

> Ich habe nur die Widerstandswerte und den Stromverstärkungsfaktor B
> gegeben, der bleibt ja für den selben Transistor immer gleich, falls ich
> mich nicht irre.
Du irrst. Auch B schankt stark und hängt von diversen Spannungen und 
Strömen und Temperaturen ab. In der Schule darf man aber B oft noch als 
konstant annehmen...

[Dennis S. (eltio)]

Da ich in einer ähnlichen Situation stecke wie du wage ich es mal mich 
bei den Experten des Forums unbeliebt zu machen:

1) Schreib dir genau auf was du hast und was du suchst ("gegeben", 
"gesucht", ...) Dass das nach Grundschule aussieht solltest du 
ignorieren. Strukturiertes Arbeiten wird nicht uncool.
2) Bestimme den Arbeitspunkt (statisch).
3) Bestimme die dynamischen Größen.
4) Beherzige den Rat ein Fachbuch zur Hand zu nehmen, auch wenn es für 
die Grundlagen sicher didaktisch Besseres gibt als Tietze / Schenk.

Gruß

[Johannes Richard K. (johannes_r_k)]

Dennis S. schrieb:

> Das ist keine Spannungs- sondern eine Stromgegenkopplung.

Danke für den Hinweis. Ich weiß das eigentlich auch, habe aber aus 
unerklärlichen Gründen ein mal Spannungsgegenkopplung geschrieben und 
copy/paste vervielfältigt.

> 1. Im glaube dir fehlen einige Grundlagen aus dem
> "Bauelemente-Vorlesungen".

Wir haben so etwas nicht. Ich habe vor 2 Wochen das erste Mal etwas von 
Transistoren in der Vorlesung "Schaltungstechnik" gehört, das hier ist 
eine der 8 Aufgaben meines ersten Übungsblattes zu Transistoren.

> 2. Nein, denke ich nicht... Es wäre bestimmt hilfreich wenn du zwischen
> statischer und dynamischer Sicht unterscheidest.

Kannst du mir verraten was das ist?
Ich kann mir nur vorstellen dass Ub, die Widerstände, Stromverstärkung B 
und Ube statisch sind, der Rest dynamisch. Hat das damit zu tun?

> Vielleicht nennst du erst mal die gegebenen und gesuchten Größen?

Also gut:
Gegeben sind
Ube = 0,6 V
Ub = 4,5 V
Uc = 2 V (Achtung, das ist nicht der Spannungsabfall am Rc)
Ib = 2,8 uA
Ic = 0,7 mA
Ue = 1 V (Spannungsabfall am Emitterwiderstand)

Ich habe folgende Widerstände der E24-Reihe ausgewählt:
R1 = 180 kOhm
R2 = 110 kOhm
Re = 1,5 kOhm
Rc = 3,6 kOhm

Gesucht sind
Ib', Ic', Uc'

[Johannes Richard K. (johannes_r_k)]

Also gut, hab jetzt die Angabe und meine Lösung für a) eingescannt.
Ich hoffe man versteht mein Problem jetzt besser :)

(Mal schauen ob das mit den angehängten Dateien funktioniert)

[Johannes Richard K. (johannes_r_k)]

Lothar Miller schrieb:
> R2 und R2: ja, ein belasteter.
> Rc darf da nicht mittun, den spielt aber mit Uce und Re mit...

Ach du liebe Neune... Ich meinte von Anfang an dass R1, R2 und die Last 
Re einen belasteten Spannungsteiler bilden.

U1/Ub = R1/(R1+(R2//Re)) sieht mir aber dennoch seltsam aus, weil da Ube 
nicht dabei ist, es aber sehr wohl in der Masche sein muss.

Hast Du vielleicht eine Formel, die einen Zusammenhang zwischen diesen 
Widerständen und Spannungen aufzeigt?

[patrick (Gast)]

RE ist doch nicht die Last, sondern einfach der Widerstand für die 
Stromgegenkopplung im Arbeitspunkt. Diese Widerstände bilden aber wie 
gesagt nicht einfach einen Spannungsteiler.
Das was du gerechnet hast stimmt für mich auf den ersten Blick. Ich kann 
leider nicht immer erkennen, von wo du die Werte nimmst aber egal.

Was soll U1/Ub sein ? Welche Spannung ist U1 ? Wozu willst du dieses 
Verhältnis überhaupt ? Du hast ja schon alle Widerstände berechnet.

[Alex (Gast)]

Also ich geb' mal eine praktische Dimensionierungsanleitung:

Ic 1mA bis 10mA (gew. 2mA). Spannung über dem Emitterwiderstand 1..5V - 
je nach UB. (damit deutlich größer als Ube) - gewählt 2V. => Re= 1K (Ie 
~ Ic!).
Ube mit 0,7V rechnen, deshalb Spannung an Basis-GND 2,7V.
Basis-Spannungsteiler (2,7V) ausrechnen.
Die Kollektorspannung wird meist auf (Betriebsspannung - Ure)/2 gelegt.
Rc= Urc/Ic(2mA). FERTIG!

Es reicht überschlägig zu rechnen und die Widerstandswerte sind auch 
nicht kritisch - dank der Stromgegenkopplung. Der Arbeitspunkt 
verschiebt sich nur gering, wenn man nicht genau die berechneten Werte 
nimmt.

[Alex (Gast)]

PS: für den Basisspannungsteiler wählt man ungefähr 10*Ib. Als 
Stromverstärkung nimmt man 100 an, so dass Ir1 ~ 1/10 Ic ausgelegt wird.
Dann kann man sogar den Basistrom für die Berechnung Spannungsteilers 
vernachlässigen.