Verstärkung eines Differenzverstärkers

[Jenny (Gast)]

Hallo,

Ich habe eine allgemeine Frage zum Differenzverstärker. Ich habe zwei 
Transistoren in Emitterschaltung. Meine Frage ist jetzt zuerst schaut 
man sich ja generell die Basispotentiale an um zu sehen, welcher 
Transistor leitet bzw. sperrt.

Fall1: T1 sperrt der gesamte Strom fließt über T2

Fall 2: T2 sperrt der Gesamte Strom fließt über T1

Fall 3: der Strom teilt sich gleichmäßig auf die beiden Transistoren auf

Wenn ich jetzt die Verstärkung = u_out/u_in berechnen will, ist es dann 
für alle aufgezählten Fälle folgende Formel : v = 1/2*gm*Rc ?

Ich würde mich auf eine Antwort freuen.

[Achim S. (Gast)]

Jenny schrieb:
> Fall1: T1 sperrt der gesamte Strom fließt über T2
>
> Fall 2: T2 sperrt der Gesamte Strom fließt über T1

Das sind die "Extremfälle", wenn der Verstärker übersteuert und der 
Ausgang clippt. Damit bist du im nichtlinearen Bereich, und die Angabe 
eines Verstärkungsfaktors beginnt sinnlos zu werden (wenn du die 
Eingangsspannung nochmal doppelt so groß wählst, bleibt der Ausgang 
trotzdem gleich).

Jenny schrieb:
> v = 1/2*gm*Rc

Das ist der single ended gain, solange der Verstärker im linearen 
Bereich betrieben wird (gilt also nicht bei der oben betrachteten 
Übersteuerung). In deiner Skizze ist die Ausgangsspannung differentiell 
abgegriffen (nicht single ended), damit ist die Verstärkung einen Faktor 
2 größer.

[Jenny (Gast)]

Was mich irritiert ist, ich habe in meinem Skript folgendes stehen:
U_out1/U_in = 1/2*gm*Rc aber auch U_out2/U_in = -1/2*gm*Rc

Welche Formel nehme ich denn jetzt wenn allgemein nach der Verstärkung 
gefragt ist?

[Helmut S. (helmuts)]

Nein. Deine Formel gilt nur bei sehr kleiner Aussteuerung um die Mitte.
Siehe Tietze-Schenk, Halbleiterschaltungstechnik.


Allgemein gilt:

Ua1 = Ub - I0*Rc*(1 + tanh(Ud/(2*Ut))

I0 = (1/2)*Istromquelle

Ud = (U1-U2)

Rc = R1

Ut = k*T/q
Ut ca. 25mV bis 26mV je nach Prof./Lehrbuch

[andi (Gast)]

dass kommt drauf an welchen Anschluss du als invertierenden und welchen 
du als nichtinvertierenden definierst

[Jenny (Gast)]

T2 will ich auf Masse setzen. Was wäre dann?

[Achim S. (Gast)]

Jenny schrieb:
> Was mich irritiert ist, ich habe in meinem Skript folgendes stehen:
> U_out1/U_in = 1/2*gm*Rc aber auch U_out2/U_in = -1/2*gm*Rc
>
> Welche Formel nehme ich denn jetzt wenn allgemein nach der Verstärkung
> gefragt ist?

Wenn du die Differenz von beiden nimmst (U_out2-U_out1)/U_in, dann 
landest du bei -(gm*Rc). In deiner Skizze betrachtest du diese Differenz 
(Ua liegt zwischen U_out2 und U_out1).

Ob das Vorzeichen positiv oder negativ ist, hängt davon ab, in welcher 
Richtung du den Zählpfeil für Ua und in welcher Richtung du den 
Zählpfeil von U_in einzeichnest.

[Helmut S. (helmuts)]

In deinem Bild mit der dort gezeigten Richtung von Ua ist Ua positiv, 
wenn U1>U2. Ua ist dort die Differenzausgangsspannung.

Ua = (U1-U2)*gm*Rc

R1=R2=Rc

[Jenny (Gast)]

Wie wäre es hierfür?

[Helmut S. (helmuts)]

Uout = Ub - Io/2*Rc2 +(1/2)*Uin*gm*Rc2

gm = (I0/2)/Ut

Man muß da immer aufpassen ob die Stromquelle mit I0 oder mit 2*I0 
angegeben wird.

[Jenny (Gast)]

Danke an alle:)