Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Emitterkondensator


von Tamer M. (kaffee89)


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GUten Morgen ;)

ich hab eine Frage zur Funktion des Emitterkondensators:

Wenn ich ein zu verstärkendes Signal in die Emitterschaltung einspeise, 
dann überlagern sich die Größen die zur Arbeitspunkteinstellung gedacht 
sind, also die Gleichgrößen mit den Wechselgrößen. Am Basispotenzial 
geht mein Wechselsignal ein und am Emitterpotenzial verursacht der 
Emitterstrom einen Spannungsabfall, sodass mein Signal um diesen 
Spannungsabfall verringert ist, die Verstärkung nimmt ab. Schalte ich 
nun einen Emitterkondensator parallel zum Emitterwiderstand mit einer 
hohen Kapazität, dann will ich ja damit die Abnahme der Verstärkung 
kompensieren und die Gleichstromgegenkopplung beibehalten. Kondensatoren 
wirken wie eine Unterbrechung für den Gleichstrom also bleibt die 
Gleichstromgegenkopplung problemlos erhalten. Der Wechselstrom 
allerdings wird über den Emitterkondensator kurzgeschlossen und hier 
fängt mein Problem an:

Wenn das Eingangssignal, das ich verstärken möchte "nahezu 
widerstandslos" mit der Masse verbunden wird, dann fließt der gesamte 
Wechselstrom doch wieder zurück zur Signalquelle.  Irgendwie kann ich 
diesen Widerspruch nicht auflösen. Denn wenn ich den Pfad kurzschließe, 
wie soll dann jemals das verstärkte Signal an der Last ankommen?

: Bearbeitet durch User
von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Das funktioniert nur in der Emitter-Schaltung. Denn dort hast du den 
Spannungsabgriff über dem Kollektor. Ist das Eingangssignal maximal ist 
dort die Spannung am kleinsten und umgekehrt.
Auch wenn der Transistor voll ausgesteuert wird, so fallen über ihm 
immer noch eine kleine Spannung ab.

Da der Widerstand am Emitter ja auch das Eingangssignal (Wechselstrom) 
belastet reduziert er die maximal mögliche Verstärkung.
Schaltet man den Kondensator parallel, dann passiert genau das, was du 
beschrieben hast und man hat den Arbeitspunkt stabilisiert UND man kann 
eine hohe Verstärkung realisieren.

von spontan (Gast)


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> dann fließt der gesamte Wechselstrom doch wieder zurück zur Signalquelle.

Ströme fließen immer im Kreis. Wo ist da Problem?

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Da ich gerade nicht editieren kann:
Durch die Emitter-Schaltung wird das Signal also invertiert.
Eingangsspannung maximal, Spannung an der Läßt minimal.
Eingangsspannung minimal, Spannung an der Läßt ist maximal.

Versuch das mal mit LTSPICE zu simulieren, das hilft oftmals auch bei 
gedanklichen Blockaden.

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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spontan schrieb:
>> dann fließt der gesamte Wechselstrom doch wieder zurück zur Signalquelle.
>
> Ströme fließen immer im Kreis. Wo ist da Problem?

Denke, nach seiner Logik sollte bei maximaler Spannung am Eingang auch 
die maximale Spannung am Ausgang anliegen.

Da verweise ich an meine Erklärungen...

von mrkaffee (Gast)


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Ich versuch es mal kürzer zu fassen, vielleicht versteht man mich dann 
besser: Wenn das gesamte Wechselsignal kurzgeschlossen wird und die Last 
von Gleichspannung abgekoppelt ist, weil man das Wechselsignal 
verstärken will, wie kommt dann eine Verstärkung an der Last an?
Irgendwie kann ich diesen Widerspruch nicht auflösen, der Wechselstrom 
würde sich dann doch im Kreis drehen

von Purzel H. (hacky)


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> der Wechselstrom würde sich dann doch im Kreis drehen

.. irgendwie fehlt da ein Stueck Theorie. Ein grosses stueck Theorie. 
Vergiss es, vielleicht nach ein paar Semestern Studium dann.

von ArnoR (Gast)


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Tamer M. schrieb:
> Wenn das Eingangssignal, das ich verstärken möchte "nahezu
> widerstandslos" mit der Masse verbunden wird, dann fließt der gesamte
> Wechselstrom doch wieder zurück zur Signalquelle.  Irgendwie kann ich
> diesen Widerspruch nicht auflösen. Denn wenn ich den Pfad kurzschließe,
> wie soll dann jemals das verstärkte Signal an der Last ankommen?

Du musst hier beachten, dass sich im Emitterkreis 2 verschiedene 
Wechselströme überlagern, nämlich der Eingangswechselstrom, der von der 
Quelle durch die Basis und den Emitter zurück zur Quelle fließt und der 
Lastwechselstrom, der von der Versorgung durch den Kollektorwiderstand 
in  den Kollektor und durch den Emitter wieder zur Versorgung zurück 
fließt.

von Tamer M. (kaffee89)


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Erstmal danke für die Antworten und:

Sorry, ich glaub ich war heute morgen etwas verwirrt. Also ich denke ich 
habs jetzt raus:

Der Emitterkondensator stellt sicher, dass die Stromgegenkopplung nur 
mit statischen Größen an der Steuerstrecke erfolgt, also an der 
Basis-Emitter-Diode. Die Wechselspannung wird durch die hohe Kapazität 
kurzgeschlossen, sodass der Wechselstrom zur Quelle zurückfließt. Und 
jetzt hab ich da auch den Dreh raus: Der Kollektorstrom wird ja durch 
die Basis gesteuert (der von der Kollektorstrecke kommt). Das heißt der 
Kollektorstrom der in den Kollektor reinfließt, dürfte dann nur ein 
Gleichstrom sein, da bei der Inbetriebnahme des Verstärkers der 
Kondensator sich auf eine bestimmte Gleichspannung auflädt und den 
Gleichstrom nicht mehr durchlässt, aber für den Wechselstrom einen 
Kurzschluss darstellt, muss sich  der dynamische Anteil in die Last oben 
aufteilen und der statische Anteil fließt weiter über die 
Kollektor-Emitter-Strecke bis zur Masse.

So ... ich hoffe jetzt hab ich alles richtig verstanden! Ist das so in 
Ordnung?

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Nicht ganz. Die Theorie dahinter ist etwas komplizierter. Du solltest 
dir die Gleichungen reinziehen. zB vom Tietze-Schenk oder aehnlich.

von Tamer M. (kaffee89)


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Beim Überfliegen lese ich gerade, was ich für einen Mist geschrieben 
habe:

Also klar ist, dass der statische Kollektorstrom nach dem der 
Kondensator ihn nicht mehr durchlässt in den Kollektor reinfließt, dem 
muss aber natürlich noch ein Wechselstrom überlagert sein. Die Last die 
mit dem verstärkten Signal gespeist wird, ist ein Teil des 
Kollektorstroms (Stromteiler) der nur ein Wechselstrom ist. Außerdem 
sollte der Kollektorwiderstand RC möglichst hochohmig sein, damit der 
größte Anteil des verstärkten Signalstroms die Last speisen kann. So ... 
ich denke das war der einzige Fehler, oder?

Edit: Ich hab hier die Reihe von Schmusch, ist die in Ordnung?

: Bearbeitet durch User
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