Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor Verstäker


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von chianti (Gast)


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Hallo Leute
Ich beschäftige mich gerade mit Transistoren und komme langsam an meine 
Grenzen. Und zwar habe ich die Schaltung im Anhang gegeben. Transistoren 
sind ideal, V_BE ist 0.7V für npn und -0.7V für pnp. V_CEsat sei 0.2V. 
VDD 5V und R1 bzw RL sind 1k.

Nun gut, ich würde jetzt gerne wissen, was ich für eine Ausgangsspannung 
habe, wenn Vin 0V oder 5V ist.

Mein Problem: Ich habe Mühe zu verstehen, wo genau die ganzen Ströme 
fliessen und wo welcher Spannungsabfall stattfindet. Kann mir jemand 
erklären, wie ich mit solchen Schaltungen umgehe? Bzw wo ich überhaupt 
anfangen soll? Ich sehe nicht einmal, wie Vin einen Einfluss auf Vout 
hat, die Ströme fliessen doch alle runter?

Ich danke euch vielmals!!

: Verschoben durch Moderator
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Das ist kein analoger Verstärker. Diese Schaltung taugt nur in einer 
digitalen Schaltung.

Wenn T0 nicht angesteuert wird, zieht R1 die Spannung auf VDD hoch. Die 
Ausgangsspannung von T1 ist 0,7V niedriger, denn nur dann fließt ein 
Strom in seine Basis.

Wenn T0 angesteuert wird, zieht er die Spannung an seinem Kollektor auf 
annähernd 0V herunter. Die Ausgangsspannung von T2 ist 0,7V höher denn 
nur dann fließt ein Strom auf seiner Basis heraus.

Dass heißt, die Ausgangsspannung wird zwischen VDD-0,7V und GND+0,7V 
umgeschaltet.

Denke immer daran, unter welchen Bedingungen der Ausgang des Transistors 
leitet. Nämlich, wenn zwischen Basis und Emitter 0,7V anliegen. Wenn man 
den Emitter als Ausgang verwendet ist daher die Ausgangsspannung immer 
0,7V geringer, als die Versorgungsspannung. Und das von beiden Seiten 
aus betrachtet.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Stefan U. schrieb:
> Das ist kein analoger Verstärker. Diese Schaltung taugt nur in
> einer
> digitalen Schaltung.

TO schrieb "wenn Vin 0V oder 5V ist", also nix von analogem Verstärker 
;)

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Grob überschlagen mit Ube=0,7V und Ucesat=0,2V:
0V -> ca. 4,3V (5V-Ube)
5V -> ca. 0,9V (Ube+Ucesat)

: Bearbeitet durch Moderator
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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". Kann mir jemand erklären, wie ich mit solchen Schaltungen umgehe? Bzw 
wo ich überhaupt anfangen soll? "

Hallo,

es ist zwar nicht klar, welche Motivation Dich antreibt, aber hier z. B. 
werden Grundlagen erklärt:

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm


mfG

von chianti (Gast)


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Vielen Dank schonmal für eure raschen Antworten! Aber achherje, es ging 
mir grad ein bisschen zu schnell.

Könnt ihr mir vielleicht nochmals erklären, was genau abläuft wenn ich 
0V oder 5 Volt anschliesse?

Ich verstehe noch immer nicht wie genau ich so schnell auf Vout komme.
(0V -> ca. 4,3V (5V-Ube), 5V -> ca. 0,9V (Ube+Ucesat))

Wieso "zieht" R1 die Spannung auf VDD hoch?

Entschuldigt bitte, irgendwie will es nicht klick machen bei mir :(

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Wieso "zieht" R1 die Spannung auf VDD hoch?

Weil er Strom leitet. Der Transistor leitet keinen Strom, solange er 
nicht angesteuert wird.

von chianti (Gast)


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Aber über dem Widerstand würde ja auch Spannung abfallen? Wieso habe ich 
dann trotzdem die 5V an der Basis von T1?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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chianti schrieb:
> Aber über dem Widerstand würde ja auch Spannung abfallen?
Es wurde angesichts fehlender genauerer Spezifikationen eine 
Stromverstärkung von 100000 angenommen. Und deshalb ist der Basisstom 
vernachlässigbar...

Wenn dein Transistor eine geringere Stromverstärkung hat, dann müsste 
man noch wissen, welcher Emitterstrom fließt und welcher 
Übersteuerungsfaktor genommen werden soll.

: Bearbeitet durch Moderator
von Ach Du grüne Neune (Gast)


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chianti schrieb:
> Aber über dem Widerstand würde ja auch Spannung abfallen?

Nein , solange kein Strom durch den Widerstand fließt, fällt auch keine 
Spannung an ihm ab. Deswegen bekommt T1 die vollen 5V zur Verfügung 
gestellt.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

für den Fall einer Ausgangsspannung nahe der positiven Betriebsspannung 
fällt über dem Widerstand trotzdem noch eine geringe Spannung ab, da ein 
Basistrom fließen muß, der Ie / Stromverstärkung entspricht. Das ist 
dann eine ganz normale Kollektorschaltung. IRL = Ua / RL
Durch RL fließt dann natürlich Strom.
Die anderen Transistoren seien als sperrend angenommen.

MfG

von Possetitjel (Gast)


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chianti schrieb:

> Aber über dem Widerstand würde ja auch Spannung
> abfallen?

Vor 192 Jahren hat ein Gymnasiallehrer herausgefunden,
dass U~I gilt (und ist von seinem Direktor für diese
"sinnlose Zeitverschwendung" gerügt worden).

Das bedeutet: Spannung fällt nur ab, wenn auch Strom
fließt. U=R*I.

Wenn gar kein Strom fließt, sind die Spannungen "vor"
und "hinter" dem Widerstand gleich groß.


> Wieso habe ich dann trotzdem die 5V an der Basis
> von T1?

Du hast in der Praxis minimal weniger als die 5V.
Beispiel:
R1 = 2kOhm
Ib = 50µA
--> U_r1 = 2kOhm*50µA = 100mV

--> an der Basis von T1 liegen 4.9V (5V-0.1V) an.

HTH

von chianti (Gast)


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Vielen Dank für die ausführlichen Erklärungen!
Ich glaube ich habe jetzt begriffen was passiert, wenn 0V am Eingang 
anliegen.

Nun muss ich aber noch einmal nachhacken, was bei 5V passiert.
Es fliesst ja dann Strom durch den Transistor. Wie weiss ich dann, wie 
viel Strom durch den T1 und wie viel durch den T0 fliesst?

Lothar Miller hat ja geschrieben, man kann dann einfach VCE_sat + VBE 
rechnen.
Verstehe ich das richtig, dass wenn ein Transistor voll durch gesteuert 
wird, genau diese VCE_sat anliegen? Dh. ich hätte am Kollektor 0.2V. Und 
das VBE kommt vom T2, weil sonst kein Strom fliessen würde.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bei 5V am Eingang wird nur der obere Transistor T1 eingeschaltet.

Der Strom hängt von RL ab und der Spannung, die RL sehen wird.
Wenn wir von einem idealen Transistor mit unendlich hoher Verstärkung 
ausgehen, fällt an R1 keine Spannung ab. Die Ausgangsspannugn ist daher 
0,7V geringer als VDD. Damit kannst du den Strom berechnen:

I = (VDD - 0,7V) / RL

> Verstehe ich das richtig, dass wenn ein Transistor voll durch gesteuert
> wird, genau diese VCE_sat anliegen? Dh. ich hätte am Kollektor 0.2V

Bei einem idealen Transistor hast du eine Sättigungsspannung von 0,0V. 
Bei einem realen Transistor hängt die Spannung vom Laststrom und dem 
Basis-Strom ab. Sie liegt beim maximal zulässigen Strom typischerweise 
zwischen 0,3 und 1 Volt. Ohne Laststrom bist du hingegen nahe bei 0,0 
Volt.

> Und das VBE kommt vom T2

Von T2 kommt gar nichts. Spannung kommt von der Spannungsquelle. VBE 
meint wohl den Spannungsabfall an der Basis-Emitter Strecke.

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


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Stefan U. schrieb:

> Bei 5V am Eingang wird nur der obere Transistor T1
> eingeschaltet.

Bist Du GANZ sicher?!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Sorry, anders herum. Bei 5V am Eingang wird nur der T2 eingeschaltet. 
Der Ausgangsstrom ist dann logischerweise 0.

von Joachim B. (jar)


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Stefan U. schrieb:
> Bei 5V am Eingang wird nur der obere Transistor T1 eingeschaltet.
Stefan U. schrieb:
> Sorry, anders herum.

dafür das du nicht sattelfest bist ist deine Antort immer schnell, warum 
nur?

von chianti (Gast)


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Ok..also aber woher kommen jetzt genau die VCE_sat? Schon von T0? Weil 
dieser voll durchgestöbert wird? Und dann noch 0.7 vom T1?

Vielleicht eine blöde Frage, aber wieso steuert denn der T1 nicht auch 
voll durch und ich hätte dort auch noch ein VCE_sat?

von Teo D. (teoderix)


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Joachim B. schrieb:
> dafür das du nicht sattelfest bist ist deine Antort immer schnell, warum
> nur?

Bei so simplen logischen Zusammenhänge ist er einfach übertaktet, da 
kommts schon mal zu Bitdrehern. ;)

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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"die VCE_sat"

Hallo,

Vce sat ist die Spannung an einem stromdurchflossenen und voll 
durchgestöberten Transistor, die aufgrund der Halbleiterphysik noch 
zwischen C und E anliegt.

Wenn Du satt bist, bist Du ja auch nicht ganz dünn. Siehe Schlange.


" aber wieso steuert denn der T1 nicht auch voll durch"
Weil er doch ein NPN ist und den Strom weg genommen bekommt.


Kaufe Dir die Teile und probiere es selbst aus.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> dafür das du nicht sattelfest bist ist deine Antort immer
> schnell, warum nur?

Genau deswegen: Weil ich zu schnell los geplappert habe, in Kombination 
mit nicht erkannter Übermüdung. Du hast absolut Recht, dass ich mir beim 
Antworten mehr Zeit nehmen soll, sonst richte ich mehr Schaden als 
Nutzen an.

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