Schönen guten Abend, ich habe ein kleines Verständnisproblem bei einer einfachen Emitterfolger-Schaltung (siehe test.png). Wenn R4=10 dann ergibt sich für die Spannung links und rechts von C2 das Bild in R4_10.png (grau: links von C2, grün: rechts von C2). Grau bewegt sich im Bereich 1.7797 V - 1.7988 V, grün im Bereich -8.7466 mV bis 10.284 mV (peak to peak also jeweils ca. 19 mV). Wenn R4=1M dann ergibt sich das Bild in R4_1M.png. Grau bewegt sich im Bereich 1.7620 V - 1.8109 V, grün im Bereich -24.47 mV bis 24.47 mV (peak to peak also jeweils ca. 49 mV). Einen kleinen Unterschied im DC-Anteil zwischen den beiden Szenarien könnte ich mir noch erklären (höheres Ic => höheres Vbe), unklar ist mir aber: * Wie kommt der Unterschied bei den peak to peak Werten zustande (19 mV vs. 49 mV)? Wie lässt sich das prinzipell erklären und wie kommt man rechnerisch auf diese Werte? * Wie kommt es bei R4=10 zu der Asymmetrie (-8.7466 mV bis 10.284 mV)? Irgendwie stehe ich nun schon seit geraumer Zeit auf dem Schlauch. Bevor ich da noch länger grübel frag ich lieber Euch, ihr wisst sowas bestimmt auf Anhieb.
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Schau dir mal den Innenwiderstand deiner Transistorstufe an.
>Wie lässt sich das prinzipell erklären
Hallo,
mit 10 Ohm ist der Verstärkerausgang überlastet. Deshalb erscheint nur
eine sehr kleine Amplitude.
Mit 1 MOhm ist der Ausgang praktisch unbelastet gegenüber dem relativ
geringen Ausgangswiderstand der Kollektorschaltung.
Im hochohmigen Fall ist das Bild korrekt. Der Elko lädt sich auf die
Spannung auf, die der DC-Arbeitspunkt vorgibt und von da ausgehend wird
der Ausgang ins positive wie ins negative ausgelenkt.
Die Unsymmetrie bei 10 Ohm Last kann ich mir nur erklären durch das
Unglichgewicht zwischen dem 1k-Widerstand, der das Potential nach unten
ziehen soll und dem Ausgangswiderstand der Kollektorschaltung, die nach
oben zieht. Mit einer Push-Pull-Stufe dürfte dieser Effekt nicht mehr
auftreten.
Außerdem ist bei der Überlastung mit 10 Ohm mit Verzerrung der
Signalform am Ausgang zu rechnen.
mfG
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Vielen Dank schonmal fürs Feedback. Auf diesem Abstrakionslevel war mir die Sache schon noch halbwegs klar. Unklar ist mir aber vor allem wie man rechnerisch auf die Werte kommt. "Schau dir mal den Innenwiderstand deiner Transistorstufe an." => Das ist der Punkt, wie genau ermittel ich diesen im konkreten Fall? Welche Angaben im Datenblatt des 2N2222 sind dafür relevant, wie ist die Berechnung dazu? Vielleicht noch als Zusatzfrage: Ich meine mich zu erinnern, dass ich ähnliche Schaltungen schon als Vorschlag für einen sehr einfachen Kopfhörer-Verstärker gesehen habe. Die sind ja auch ähnlich niederohmig. Ist die Schaltung daher grundsätzlich für so etwas nicht geeignet oder müsste man andere Werte wählen?
Ich glaube, hier wird es ganz gut gezeigt: https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/collect.html und hier etwas kürzer: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm wobei die Stromverstärkung vom Arbeitspunkt und vom eingesetzten Transistortyp abhängt. hier z.B. https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/p2n2222a-d.pdf Figure 3. mfG
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Dass die Verstaerkung im besten Fall eins ist, ist aber klar ?
Der R3 (1k) kann kaum Strom in R4 (0,01k) treiben, wenn Q1 sperrt.
Da Du auch noch einer rechnerischen Antwort fragst: Die Verstärkung des Emitterfolgers ist V=gm*Re/(1+gm*Re)=Re/(1/gm + Re), also logischerweise immer (ein wenig) kleiner als "1". Dabei ist Re der effektive Widerstand im Emitterkreis - also R3||R4 (natürlich oberhalb der durch C verursachten Grenzfrequenz), und gm ist die Steilheit - identisch mit der Steigung der Kennlinie Ic=f(Vbe). Also gm=d(Ic)/d(Vbe). Wegen der exponentiellen Charakteristik dieser Kennlinie ist gm schnell anzugeben und zu berechnen: gm=Ic/Ut (Temp.spannung Ut=26mV bei 25 Grad). Es ist also ganz logisch, dass die Verstärkung bei R4=10 Ohm deutlich kleiner ist im Vergleich zu R4=1Mohm (da 1/gm sich viel stärker auswirkt). Achtung: Wenn man von "Verstärkung" redet, ist immer die Kleinsignalverstärkung gemeint - also ohne Einfluss von durch Nichtlinearitäten verursache Verzerrungen und Unsymmetrien. Zur rechnerischen Ermittlung/Überprüfung musst Du also den Ruhestrom Ic zunächst finden. Abschätzung dafür: Vbasis=2,5V (Basisstrom vernachlässigen). Vemitter=Ic*Re=(2,5-0,7)V. Mit dem so gefundenen Strom Ic kannst Du in einem 2. Schritt (wenn Du möchtest) bei bekanntem Wert B-Wert (Ib=Ic/B) den Basisstrom durch den oberen Teilerwiderstand berücksichtigen und so etwas genauer werden. Normalerweise reicht diese erste Iteration dann aus.
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Lutz V. schrieb: > Achtung: Wenn man von "Verstärkung" redet, ist immer die > Kleinsignalverstärkung gemeint - also ohne Einfluss von durch > Nichtlinearitäten verursache Verzerrungen und Unsymmetrien. Und Emitterfolger sind Spannungsfolger, das heißt i.d.R. liegt die Ausgangspannung gleich der Eingangspannung (Wird gerne zb. bei Linearnetzteile oder in Bipolarer Version bei Audioverstärker so verwendet. Die Leistung (mA oder A) werden den Daten des 2N2222 wie angegeben, schon "Verstärkt".
Mike schrieb: > Unklar ist mir aber vor allem wie man rechnerisch auf die Werte kommt. Betrachte dazu einfach den Ruhestrom vs. Ausgangsstrom. Letzerer kann nicht größer werden als ersterer, zumindest nicht ohne das Signal zu verzerren. Im Ruhezustand liegt am Ausgang der Stufe eine Spannung von ca. 1.8V. Durch R3=10K fließen also ca. 180µA. An 10Ω Lastwiderstand ergibt das ca. 1.8mV (Spitzenspannung). Das Doppelte, wenn du Spitze-Spitze mißt.
Lutz V. schrieb: > Vemitter=Ic*Re=(2,5-0,7)V. Kleine Ergänzung (Korrektur): Zuvor war Re der effektiv für Signale wirkende Emitterwiderstand Re=R3||R4. In der o.a. Formel geht es aber um den Ruhestrom, also ist hier nur R3=1kOhm gemeint: Ve=Ic*3kOhm=(2,5-0,7)V.
Patrick L. schrieb: > ...Emitterfolger sind Spannungsfolger, das heißt i.d.R. liegt die > Ausgangspannung gleich der Eingangspannung.... Möchtest du diese Aussage eventuell noch ein wenig korrigieren? :-) Wie wäre es mit "folgt".... ?
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Michael M. schrieb: > Patrick L. schrieb: >> ...Emitterfolger sind Spannungsfolger, das heißt i.d.R. liegt die >> Ausgangspannung gleich der Eingangspannung.... > > Möchtest du diese Aussage eventuell noch ein wenig korrigieren? :-) > Wie wäre es mit "folgt".... ? ...und vor allem gilt die Aussage "Ausgangsspannung gleich Eingangsspannung" ja auch nur ungefähr - und dann auch nur für relativ große Emitterwiderstände (Re>>1/gm).
Michael M. schrieb: > Möchtest du diese Aussage eventuell noch ein wenig korrigieren? :-) > Wie wäre es mit "folgt".... ? Dank hast du jetzt ja getan ;-) Ich wollte nicht DICH korrigieren, sondern dem TO, der da eventuell eben nicht die Kenntnisse hat klar legen, und jetzt verwende ich Korrekt nach deiner Vorgabe: Ein Emitterfolger ist ein Spannungsfolger und kein Spannungsverstärker. :-)
Ja, dass die Spannung nicht verstärkt wird ist vermutlich das Einzige, was mir 100% klar war ;-D Vielen Dank für die vielen hilfreichen Informationen. Ich werde mir das alles erstmal gründlich anschauen und mich dann demnächst nochmal melden :-)
Mike schrieb: > Ich werde mir das > alles erstmal gründlich anschauen und mich dann demnächst nochmal melden Der Tietze&Schenk erklärt in der 11. Auflage die Grundlagen sehr ausführlich. Allerdings sind die 150 Seiten ziemlich harte Kost. Ich habe hier noch die 5. Auflage liegen. Das steht auf rund 50 Seiten eigentlich alles, was man so braucht - inklusive der wichtigsten Grundschaltungen und vor allem praxisbezogen. IMHO sehr empfehlenswert.
kann weiterhelfen, wenn LTspice-Schaltung Daten eingestellt werden :-) Beitrag "Transistor Biasing und Simulation in LTSpice" Beitrag "Großsignalverhalten und Kleinsignalverhalten des Transistors" https://www.instructables.com/How-to-Design-Common-Emitter-Amplifier/ https://www.electronics-lab.com/article/common-emitter-amplifier/
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Soo... ich habe inzwischen den Rat von jo befolgt und mir kostengünstig die 9. Auflage des Tietze/Schenk geholt. Ich denke ich kann nun die meisten der Kommentare hier (insb. auch die Formeln von Lutz) ganz gut nachvollziehen. 1-2x werde ich das entsprechende Kapitel wohl noch durchgehen müssen, aber zumindest komme ich jetzt rechnerisch auf die 19mV peak to peak. Auch die Asymmetrie kann ich nun nachvollziehen, die Ausgangswiderstände sind an den Peaks aufgrund der unterschiedlichen Kollektorströme 9 Ohm unterschiedlich, was bei 10 Ohm Last natürlich viel ausmacht. Vielen Dank nochmal für die vielen hilfreichen Hinweise! Zum Tietze/Schenk muss ich sagen: Mich stört nicht so sehr, dass es staubtrocken ist. Viel mehr stört mich, dass oft Begriffe in den Raum geworfen werden, die vorher nirgends erklärt wurden. Auch werden oft Formeln hingeschrieben, ohne zu erklären wo diese herkommen. Beispiel: "Die Diodenkennlinie läßt sich nach der Theorie durch eine e-Funktion beschreiben". Dann folgt die zugehörige Formel und dann "Darin ist [...] Ut [...] die Temperaturspannung", gefolgt von der Formel für Ut. Und anschließend "Der Korrekturfaktor m berücksichtigt die Abweichung von der einfachen Shockleyschen Diodentheorie.". Als unbedarfter Leser auf S. 24 des Buches fragt man sich: * "nach der Theorie" => Welcher denn? * Wie kommt die Formel zustande? Es muss ja keine vollständige Herleitung sein, aber ein paar erklärende Worte warum welche Parameter welchen Einfluss auf I haben wäre schon nett. * "die Temperaturspannung" => als ob ich sie kennen würde ;-) Was soll das sein? Warum gibt es sie? Warum hat sie Einfluss? Wieder muss man Google fragen. * "einfache Shockleysche Diodentheorie" => Sollte ich die kennen? Erwähnt wurde sie bislang nicht. Und wieder hilft uns Google um den Bezug zur vorherigen Formel herzustellen. Man hat das Gefühl, dass ständig relevante Informationen fehlen, was die Lektüre ziemlich mühsam macht weil man ständig recherchieren muss. Ich weiß nicht ob das in den neueren Auflagen anders ist. Vielleicht liegt es auch einfach am fehlenden Grundwissen, was mich zur abschließenden Frage bringt: Der Tietze/Schenk ist ja ein Standardwerk. Welches andere Standardwerk liest man denn üblicherweise vor dem Tietze/Schenk, um ihn verstehen zu können? Es bezieht sich ja speziell auf Halbleiter und setzt ja durchaus schon diverses Wissen voraus (was ist Spannung, was ist Strom, usw.). Würde mich mal interessieren, ob es da sozusagen noch ein vorgelagertes Standardwerk gibt.
Mike schrieb: > Ich werde mir das > alles erstmal gründlich anschauen und mich dann demnächst nochmal melden > :-) Man da bin ich aber froh...
Mike schrieb: > Würde mich mal interessieren, ob es da sozusagen noch ein vorgelagertes > Standardwerk gibt. Das Grundstudium inklusive dem Fach 'Bauelemente...' Für 28€ gibt es 'Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik' ISBN-10 3446444971 ISBN-13 978-3446444973 Das ist bekömmlich und hat ein Quellenverzeichnis von wo aus du fast alles findest.
Mike schrieb: > Der Tietze/Schenk ist ja ein Standardwerk. Welches andere Standardwerk > liest man denn üblicherweise vor dem Tietze/Schenk, um ihn verstehen zu > können? Es bezieht sich ja speziell auf Halbleiter und setzt ja durchaus > schon diverses Wissen voraus (was ist Spannung, was ist Strom, usw.). > Würde mich mal interessieren, ob es da sozusagen noch ein vorgelagertes > Standardwerk gibt. Ja - ich gebe Dir teilweise durchaus recht. Ein typisches Lehrbuch ist der Tietze-Schenk eigentlich nicht - ähnlich zu "Art of Electronics". Beides sind eher ausführlich gestaltete Nachschlag-Werke. Du sprichst von "relevanten Informationen", die fehlen würden. Da muss man natürlich frage: Relevant wofür? Vergiss nicht, dass der Titel des Buches lautet: Halbleiter-Schaltungstechnik (und nicht Halbleiter-Physik). Alles was für die Schaltungstechnik "relevant" ist, findet man ja durchaus (meine ich), oder? Andererseits wäre die gesamte Theorie zum Beispiel zur Ableitung der Shockley-Gleichung so kompliziert und umfangreich, dass die Lesbarkeit des Buches darunter doch sehr leiden würde - dabei gehts ja tief in die Teilchenphysik rein. Wer da genau sich informieren möchte, sollte eher ein Buch zu den physikalischen Grundlagen der Halbleiter-Elektronik suchen (deutschsprachig schwer zu finden). Dazu gibt es aber im Internet sehr ausführliche Darstellungen von US-Universitäten (Berkeley, Harvard, Stanford).
Mike schrieb: > Welches andere Standardwerk liest man denn üblicherweise vor dem > Tietze/Schenk, um ihn verstehen zu können? > 'Elemente der angewandten Elektronik' von Erwin Böhmer kann ich sehr empfehlen! Ist sehr praxisorientiert, aber auch viele Formeln werden kurz aber anschaulich hergeleitet. Gibt's auch antiquarisch.
Rainer V. schrieb: > Mike schrieb: >> Ich werde mir das >> alles erstmal gründlich anschauen und mich dann demnächst nochmal melden >> :-) > > Man da bin ich aber froh... https://www.google.com/search?client=opera&q=melatonin+spray&sourceid=opera&ie=UTF-8&oe=UTF-8 (Cannabis Blüten incl. THC würden wohl noch mehr erreichen.)
Mohandes H. schrieb: > >> 'Elemente der angewandten Elektronik' > > von Erwin Böhmer kann ich sehr empfehlen! Ist sehr praxisorientiert, > aber auch viele Formeln werden kurz aber anschaulich hergeleitet. Gibt's > auch antiquarisch. Na ja - das mit der "Herleitung" kann ich nicht so ganz bestätigen, aber das ist auch nicht das Haupt-Anliegen des Buches. ABER: Sehr positiv ist folgendes: Dieses Buch ist eines der wenigen deutschsprachigen Werke, wo richtigerweise gesagt wird, dass der Kollektorstrom "durch die Spannung Ube gesteuert wird" (und der Basisstrom nur eben ein Beiprodukt ist). Daher kommt dann auch die Bezeichnung "Injektions-Transistor". Für den Praktiker (nicht für den Theoretiker) wirklich ein gutes und sauber gegliedertes Werk zum Nachschlagen, wenn es um das Verhalten von Bauelementen und Grundschaltungen geht.
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Lutz V. schrieb: > Dieses Buch ist eines der wenigen deutschsprachigen Werke, wo > richtigerweise gesagt wird, dass der Kollektorstrom "durch die Spannung > Ube gesteuert wird" (und der Basisstrom nur eben ein Beiprodukt ist). Auch hier im Forum finden sich hartnäckige Glaubenskriege dazu...
Rainer V. schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Dieses Buch ist eines der wenigen deutschsprachigen Werke, wo >> richtigerweise gesagt wird, dass der Kollektorstrom "durch die Spannung >> Ube gesteuert wird" (und der Basisstrom nur eben ein Beiprodukt ist). > > Auch hier im Forum finden sich hartnäckige Glaubenskriege dazu... Besser: Glaubenskrieger !
Beitrag #6791930 wurde von einem Moderator gelöscht.
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