Transistor richtig dimensionieren

[s.o.]

Hallo zusammen.

Ich bin schon seit mehreren Tagen auf der Recherche, aber ich finde einfach nicht das gewollte.

Ich will bei einer Emitterschaltung (siehe Bild unten), den Arbeitspunkt und die Verstärkung einstellen können, und wissen wie ich dann die Widerstände zu wählen habe. (Anmerkung: Der BC547C wird als Transistor verwendet.)

Emitterschaltung:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/11021611.gif

Es wäre sehr hilfreich für mich, wenn ihr mir einige Gleichungen posten könnt!

Vielen Dank für Eure Hilfe.

[Manf]

Hier steht etwas über die Berechnung von Verstärkern.
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Kleinsignalverst%C3%A4rker
Manfred

[s.o.]

Hallo Manf,

ich habe mir den Artikel durchgelesen. Aber leider bin ich dadurch auch nicht schlauer geworden. Ich habe die Formel auch schon in einem Elektronikbuch gefunden, ich verstehe sie aber nicht, u.a. da mir viele Angaben fehlen. (le? Was ist das? Is? Was dafür einsetzen? Um nur einige meiner Fragen zu nennen.)

Kennt jemand zufällich ein "Kochrezept", dass alles Schritt für Schritt erklährt? Das würde mir extrem helfen!

Grüße

[Hubert.G]

Hier sind einige Formeln. Was willst du dir eigentlich ausrechnen?

[Manf]

Zu den Daten, was herauskommt ist:

Damit gilt r1 = 1 / S = 30mV / Ie.
Der differenzielle Widerstand der Basis - Emitterstrecke ist etwa 30mV geteilt durch den mittleren Emitterstrom.
Da im im Kollektorzweig und im Emitterzweig etwa der gleiche Strom fließt ist die Verstärkung gleich (minus) dem Verhältnis der Widerstände.

Grundsätzlich ist das die Beschreibung der Schaltung als Kleinsignalverstärker.


Der BC547C wird als Transistor verwendet.
Was hast Du denn mit der Schaltung vor?, dass der BC547 als Transistor verwendet wird ist ja nicht so außergwöhnlich.

[Hubert.G]

Den Link sollte man auch einfügen www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm

[deSilva]

Hmm... Ich habe sowas zwar vor 25 Jahren zuletzt gemacht, aber mal sehen...

Du hast da eine Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung. Der Sinn ist, dass die Spannung zwischen Basis und Emitter tendenziell gesenkt wird, wenn der Kollektorstrom zu hoch wird. Das geschieht ganz offensichtlich dadurch, dass die speisende Spannung vom Punkt C abgegriffen wird. Leitet der Transistor "gut", dann geht es dort gegen Null..
Hierdurch wird - wie bei jeder Gegenkopplung - die effektive Verstärkung reduziert.

Soweit so gut .

Nur noch mal zur Erinnerung: Ein (bipolarer) Transistor ist ein STROMVERSTÄRKER: Er verstärkt den Basis strom IMMER um den Faktor beta zum Kollektorstrom. Der kann natürlich auch nicht beliebig wachsen, was umgekehrt heißt: Der Basisstrom wird dann eben so klein wie er dazu eben sein muss.

Nun müssen wir das Ganze nur noch konsistent machen!

Fangen wir mit dem Ende an: Der Kollektrostrom! Wieviel hätten's denn gerne? 100mA?
O.k. Dann können wir HÖCHSTENS Rc = Ub/100mA gebrauchen. Nehmen wir mal der Einfachheit wegen Ub = 10 V, also Rc = 1k (bei 6V und 200mA dann etwa 330 Ohm)

Weiter im Text: Wir wollen jetzt die Schaltung - als Verstärker - auf einen MITTELWERT einstellen: Ua = Ub/2 = 5 V, Ic = 50mA.

Wieviel Basisstrom muss hierfür fließen? Klar: 50mA/beta; beta ist vielleicht 250; das kann man mit fast jedem Multimeter bestimmen...

Wie kommen wir nun zum Basisstrom 50mA/250 =0,2mA? Durch den Widerstand R2! Der liegt an Ua = 5V und müsste dementsprechend
R2 = 5V/0,2mA = 25k groß werden (also 22k)

So, gleich sind wir fertig!

Wir müssen uns nur noch erinnern, wie es bei den Operationsverstärkern mit der "invertierenden Verstärkung" war: R2/R1

Wenn wir also eine Spannungsverstärkung von 10 haben wollen, dann müssen wir jetzt R1 = 2k2 wählen.

Diese etwas "geringen" Werte liegen an der starken Gegenkopplung, die für diesen Arbeitspunkt gültig ist. Wenn wir aber gar keine negativen Signale haben, können wir den Arbeitspunkt auch in einen "sparsameren" Bereich schieben.

Wir können dann den Eingangswiderstand R1 FESTLEGEN (z.B. 22k); bei einer gewünschten (Spannungs-)Verstärkung von 100 dürfte die Gegenkopplung dann nur noch 2M2 betragen - wir ahnen schon, dass das nicht so richtig klappen wird!

Bei kurzgeschlossenem Eingang haben wir eine Basis-Emitter Spannung von R1/(R1+R2) * 10V = 0,1V Bis die Basis -Emitterstrecke durchschaltet (0,7V) ist es noch ein ganzes Stück.

Diese Überlegungen gelten aber vor allem für den linearen verstärkungsbereich. Für einen "Schalter" sieht die Sache prinzipiell etwas anders aus.

Die Überlegungen gelten auch nur für hohe beta-Werte (also C-Typen), bei A-Typen muss der konkrete beta-Wert genau beachtet werden.