Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Darlington Verstärkerschaltung berechnen


von Korbinian S. (scko)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

Ich hänge gerade bei einer Schaltungsberechnung komplett fest. U_be ist 
generell mit 0,6V anzunähern, beta wohl mit ~200. Mehr Infos hab ich 
leider nicht dazu. Hab mal eingetragen worauf ich gekommen bin. Nun wär 
meine Frage wie man auf die Spannung im Knoten C bzw. den 
Spannungsabfall über R5 mit Näherungen berechnen kann. Da mir Ic1 fehlt 
finde ich auch keinen Ansatz über die Stromverstärkung um Ib2 
auszurechnen.

Auch ist die Spannungsverstärkung bei 1kHz gefragt. Allerdings bin ich 
da auch leider schon am Ansatz komplett überfragt, da ich als 
Emitterwiderstand der Darlington Schaltung ja nur die unbekannten 
Widerstände aus dem Ersatzschaltbild habe.

Wäre super wenn ihr mir helfen könntet :)

: Bearbeitet durch User
von THOR (Gast)


Lesenswert?

Deine 6V am Eingangsspannungteiler stimmen schonmal nicht, das ist ein 
belasteter Spannungsteiler.

Fang mal an, Gleichungen aufzustellen.

von Korbinian S. (scko)


Lesenswert?

THOR schrieb:
> Deine 6V am Eingangsspannungteiler stimmen schonmal nicht, das ist ein
> belasteter Spannungsteiler.
>
> Fang mal an, Gleichungen aufzustellen.

Dadurch das Ic1 sich nur im zweistelligen uA Bereich befindet, wird Ib1 
ja maximal ~0,1...0,2 uA betragen. Damit ist Iquer klar = 5...10* Ib. 
Und damit wäre doch der Spannungsteiler näherungsweise als unbelastet 
anzusehen, oder irre ich mich da?

von voltwide (Gast)


Lesenswert?

Das ist mitnichten eine Darlington-Schaltung.

Der Vorspannungsteiler wird in der Tat nur wenig belastet.
Ich würde mich folgendermaßen annähern:
Nimm 1/2 Betriebsspannung an der pnp-Basis an.
Der pnp-Emitter ist dann um 0,6V positiver.
Schätze den Kollektorstrom des npn ab, über dem Kollektorwiderstand 
fällt weniger als die halbe Betriebsspannung ab.
Berechne hieraus den npn-Basisstrom.
Berechne den Strom, der durch den npn-Basisableitwiderstand fließt - an 
ihm fallen bekanntlich 0,6V ab.
Beides zusammengenommen ergibt den pnp-Kollektorstrom.
Dieser durchfließt den pnp Emitterwiderstand und erzeugt ein 
zusätzliches Spannungsgefälle, um das die npn-Kollektorspannung nach 
"oben" verschoben werden muss. Damit hättest Du eine erste Näherung an 
den DC-Arbeitspunkt.

Die Wechselspannungsverstärkung ergibt sich aus dem Gegenkoppelnetzwerk 
am pnp-Emitter

V=1+R5/R3

von Korbinian S. (scko)


Lesenswert?

Okay, mit dem Abschätzen komm ich dann auf ~7Volt. Dass weniger als die 
Hälfte abfällt ist n guter Tipp, vielen dank :)

Aber wie kommt man darauf dass der Wechsel-Rüxkkopplungszweig die 
Verstärkung einstellt? Hab ja offensichtlich die komplette Schaltung 
fehlinterpretiert als Darlington...

von voltwide (Gast)


Lesenswert?

Du nimmst an, dass die AC-Spannung am pnp-Emitter gleich ist der 
Wechselspannung an dessen Basis.
Zweitens ist die Wechselspannung am Verbindungspunkt R3/C2 Null, weil 
der Kondensator einen Wechselspannungskurzschluss darstellt.
Damit kannst Du den Strom durch R3 bestimmen.
Drittens vernachlässigst Du den pnp-Emitterstrom.
Daraus folgt, dass der Strom durch R3 allein vom npn-Kollektor geliefert 
wird, also durch R5 fließt.
Daraus folgt das Spannungsgefälle über R5 und der Rest....

von Michel M. (elec-deniel)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hier nocheinmal die Schaltung zum simulieren und berechnen

: Bearbeitet durch User
von Elektrofan (Gast)


Lesenswert?

DC-mässig bilden T1 und T2 eine Darlington-Schaltung, halt mit 
komplementären Transistoren, s. 3. Schaltung in:
http://www.electronicdeveloper.de/Images/Darlington_all-3.PNG

Berchnung der Stufe:
Näherungsweise beträgt die Spannung zwischen Basis und Emitter von T1 
konstant 0,6 V (eben die Basis-Emitterspannung des Transistors).

Bei DC ergibt der Spannungsteiler R3, R5, C2 den Wert 1, koppelt also 
die gesamte DC-Spannung des Ausgangs auf den Emitter von T1 zurück.

Bei AC (mit genügend hoher Frequenz, abhängig von R3, C2) wird nur 1/23 
der Ausgangsspanung zurückgekoppelt, die Ausgangsspannung muss also 
23-mal so gross sein, damit die 0,6 V immer eingehalten sind.
Solange die Schaltung nicht übersteuert ist, hat man also diese 
Verstärkung.

von Klaus R. (klara)


Lesenswert?

Elektrofan schrieb:
> DC-mässig bilden T1 und T2 eine Darlington-Schaltung, halt mit
> komplementären Transistoren, s. 3. Schaltung in:
> http://www.electronicdeveloper.de/Images/Darlington_all-3.PNG

Das sehe ich aber nicht so. Die 3. Schaltung unterscheidet sich schon 
noch etwas.

Im übrigen, ich musste früher solche Schaltungen auch berechnen. Früher 
gab es sogar mal Rechenschieber. Ich frage mich ernsthaft, welcher 
Entwicklungsingenieur hat dafür heute noch Zeit (und Lust). Heute wird 
simuliert. Das ist dann trotzdem noch aufwändig genug (und spannender).
mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von chris (Gast)


Lesenswert?

Korbinian S. schrieb:
> Auch ist die Spannungsverstärkung bei 1kHz gefragt. Allerdings bin ich
> da auch leider schon am Ansatz komplett überfragt, da ich als
> Emitterwiderstand der Darlington Schaltung ja nur die unbekannten
> Widerstände aus dem Ersatzschaltbild habe.

Xc = Blindwiderstand Kondensator aussrechnen den ich mal pi * Daumen 
recht klein einschätze aber rechnen wir mal

geg:
C = 47µF
f = 1Khz
R1k = 1Kohm
r22k = 22Kohm

Lös

Xc = 1/(2*pi*F*C) = 1(2*pi*1000Hz*0,000047F) = 3,39Ohm!!!!!!

also wie vermutet nicht wirklich Groß
nun brauchst du nur den 1kOhm im Rückkopplungszweig + Xc rechnen machen 
denn
1003,39 Ohm.
Damit ist Vu= 22K/1003,39Ohm = 21,92.

Heißt wenn du am Eingang 0,1V Dunst schiebst macht der Ausgang
0,1 * 21,92 = 2,1V

berchne mal selber bei den Eckpunkten 20Hz und 20KHZ den Xc... wirst was 
feststellen;)


Schau mal im Net unter Klasse A B  AB  C  D Betrieb bei 
Audioverstärkern

von voltwide (Gast)


Lesenswert?

Elektrofan schrieb:
> DC-mässig bilden T1 und T2 eine Darlington-Schaltung, halt mit
> komplementären Transistoren, s. 3. Schaltung in:
> http://www.electronicdeveloper.de/Images/Darlington_all-3.PNG

Was nur belegt, das sich auf dem Internet für jeden Unsinn mindestens 
eine Quelle eines selbsternannten Experten finden läßt.

von Michel M. (elec-deniel)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

... nochmal geändert,
jetzt einfach simulieren.... den letzten kl. K-Fehler beseitigt
viel Spaß

von Elektrofan (Gast)


Lesenswert?

> DC-mässig bilden T1 und T2 eine Darlington-Schaltung, halt mit
> komplementären Transistoren, s. 3. Schaltung in:
http://www.electronicdeveloper.de/Images/Darlington_all-3.PNG

Es handelt sich natürlich um die 4. Schaltung;
zwischen Emitter von T1 und Kollektor von T2 liegt hier noch ein 
Widerstand.

von voltwide (Gast)


Lesenswert?

Ok, ich gebe mich geschlagen. Es scheint sich inzwischen die Bezeichnung 
"Sziklai Darlington Pair" hier durchgesetzt zu haben.

von Klaus R. (klara)


Lesenswert?

Elektrofan schrieb:
>> DC-mässig bilden T1 und T2 eine Darlington-Schaltung, halt mit
>> komplementären Transistoren, s. 3. Schaltung in:
> http://www.electronicdeveloper.de/Images/Darlingto...
>
> Es handelt sich natürlich um die 4. Schaltung;
> zwischen Emitter von T1 und Kollektor von T2 liegt hier noch ein
> Widerstand.

Nicht ganz richtig. Denk mal R5 weg. Dann hast Du mit T1 eine 
Emitterschaltung und T2 ist die zweite Emitterschaltung. R5 ist Teil der 
Gegenkopplung und versorgt noch T1 mit Gleichstrom für den Arbeitspunkt.
Die klassische Darlington-Schaltung hätte kein C2, kein R3 und R5 wäre 
kurzgeschlossen.
mfg Klaus

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.