Berechnung Transistorschaltung

[Hans S. (xpw33)]

Hallo,

ich habe schon oft hier im Forum gelesen, möchte jetzt aber einmal 
selber eine Frage stellen. Also ein Hallo an die Forengemeinschaft!

Ich habe mir ein wenig Wissen über Transistorschaltungen angelesen und 
möchte jetzt mit einer kleinen Simulation in LtSpice(Schaltung im 
Anhang) meine Rechnung für die Spannungsverstärkung Ua/Ue überprüfen.

Als Arbeitspunkt habe ich eingestellt: Uce=5V ; Ic=2mA

Dann habe ich mir von meiner Schaltung ein vereinfachtes 
Kleinsignalersatzbild (Anhang)gezeichnet und eine Gleichung für vu=Ua/Ue 
aufgestellt.

Vu=-B*(1/Rbe)*(R1*R3/(R1+R3))

Aus dem Datenblatt(Anhang) habe ich B=300 und Rbe=4.8 kOhm entnommen.

Jetzt wollte ich errechnen, welchen Widerstandswert ich am Ausgang (R3) 
wählen muss, um auf vu=-100 zu kommen. Also habe ich die Formel nach R3 
umgestellt:

R3=-(vu*Rbe*R1)/(vu*Rbe+B*R1)

Für R3 erhalte ich dann R3=976Ohm

bei vu=100 müsste ich also bei meiner Eingangsspannungsamplitude von 3mv 
eine Amplitude von 300mV am Ausgang erhalten.

Allerdings erhalte ich bei der Simulation nur eine Amplitude von 150 mV 
am Ausgang.

Kann mir jemand sagen, woran das liegt? Habe ich einen Fehler in der 
Berechnung gemacht oder falsche Daten aus dem Datenblatt genommen? Ich 
verstehe wirklich nicht, wo der Fehler ist.

Schonmal Danke!

Grüße

[Helmut S. (helmuts)]

Vu=-B*(1/Rbe)*(R1*R3/(R1+R3)) (1)

Vu*R1+Vu*R3 = -B/Rbe*R1*R3

R3*(Vu+B/Rbe*R1) = -Vu*R1

R3 = -Vu*R1/(Vu+B/Rbe*R1)

R1=2500, Vu=-100, Rbe=4800
Wichtig ist es hier das Minuszeichen von Vu beachten, weil man in der 
Ausgangsglieichung (1) mit negativem Vu gerechnet hat.

R3 = 4444Ohm


Übrigens wäre Rbe theoretisch (Ut/Ic)*B = B/S
Steilheit S = Ic/Ut
Das ergibt Rbe=3750 Ohm

[Amateur (Gast)]

Ich würde mich nie auf eine Angabe wie (hfe 110 bis 450) hfe=300 
verlassen. Abgesehen davon, dass dieser Wert immer sehr stark mit dem 
Arbeitsstrom verbunden ist, sollte man immer vorsichtig sein, wenn dolle 
Ranzen von rund 400% ins Spiel kommen. Deine Schaltung "verlässt" sich 
aber, indirekt, auf diesen Wert.

[Hans S. (xpw33)]

Hi,

an: helmuts

vielen Dank für deinen Beitrag. Das hat mir sehr geholfen. Ich habe beim 
Rechnen vergessen mit negativen Vu zu rechnen.

Noch eine Frage. Ist der Wert für Ut irgendwo im Datenblatt ersichtlich, 
oder ein allgemeingültiger Wert?

an Gast
ja. Ist mir bewusst, dass es fabrikationsmäßig hohe Schwankungen gibt. 
Ich habe die Schaltung aber bewusst sehr einfach gehalten, um das 
Zusammenspiel von Schaltung und kleinsignalersatzbild besser zu 
verstehen.

Gruß

[Helmut S. (helmuts)]

Ut ist eine "Naturkonstante".

Ut = k*T/e = ca. 25mV bei 20°C

k Boltzmann Konstante
T absolute Temperatur
e Ladung eines Elektrons