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Grundlagen |
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| Bei der Ansteuerung des Verstärkers mit kleinen Wechselspannungen verhält sich der Transistor in Emitterschaltung wie ein linearer Verstärker (Kleinsignal-Verhalten). Eingangssignale werden verstärkt und invertiert, d.h. steigende Spannungen am Eingang führen zu fallenden Spannungen am Ausgang, positive Halbwellen werden zu negativen Halbwellen. Die exponentielle Ube/IC-Kennlinie wird nur in so kleinen Bereichen ausgesteuert, dass sie als linear angesehen werden kann. Die „Steilheit“ der Kurve hängt vom jeweiligen Arbeitspunkt, also vom Kollektorstrom ab. |
| Genauer versteht man unter der Steilheit S des Transistor
das Verhältnis von Kollektorstromänderung zur Basis-Emitterspannungsänderung:
S= Delta-Ic/Delta-Ube. Sie beträgt:
Die Steilheit hängt nur vom Kollektorstrom ab und ist völlig unabhängig von verwendeten Transistor. Ein Beispiel soll von einem Kollektorstrom von 1 mA ausgehen. Die Steilheit beträgt also:
Eine Eingangsspannung von 1 mV (Kleinsignal!) würde also einen Kollektor-Signalstrom von 40 µA aussteuern. Das Ausgangssignal wird invertiert, d.h. eine positive Halbwelle am Eingang führt zu einer negativen, verstärkten Halbwelle am Ausgang. |
Innenwiderstand und Spannungsverstärkung in Emitterschaltung
| Mit Hilfe der Steilheit lässt sich die Spannungsverstärkung
Uo/Ui des Transistors bestimmen:
An einem Kollektorwiderstand von 2 kOhm ergibt sich bei Ic=1mA eine Ausgangsspannung von:
Die Spannungsverstärkung ist also 80-fach. |
| Der Kleinsignal-Eingangswiderstand der Schaltung
hängt vom Basisstrom ab. Er beträgt:
Er ist also bei einem gegebenen Arbeitspunkt von der Stromverstärkung der Transistors abhängig. Geht man für das obige Beispiel von einem Transistor mit V=200 aus, dann ergibt sich:
Der Eingangswiderstand berechnet sich damit zu:
Für einen Mikrofon-Vorverstärker ergibt sich daher eine günstige Anpassung, wenn das Mikrofon ebenfalls eine Impedanz von 5 kOhm besitzt. Alle diese Betrachtungen gelten nur für die Emitterschaltung. Völlig andere Verhältnisse ergeben sich bei der Kollektorschaltung und bei der Basisschaltung. Anwendung in einer HF-Schaltung YouTube-Kurzvortrag: Transistor-Steilheit |
