Wiederstände

[Stromus]

Auch wieder richtig, aber mit einem weiteren Nachteil:

Die Schaltung hätte somit einen geringeren Eingangswiderstand.

Besser: Ein Emitterwiderstand (@Spökenkieker Widerstand zwischen Emitter und Masse vorausgesetzt npn)

Also: die Grundschaltung im Bild ist eine Emitterschaltung (wenn npn) mit:

Vorteil: hohe Verstärkung
Nachteil: thermisch instabil

Durch den Emitterwiderstand geht aber die Verstärkung zurück.

Abhilfe???

[kalledom]

Einen Kondensator parallel zum Emitter-Widerstand, damit der Wechselspannungsanteil besser verstärkt wird, der Gleichspannungs-Arbeitspunkt aber bleibt.

[Stromus]

E voila! Die schaltung ist fast fertig. Zum rekapitulieren:

Indem der R1 statt an Plus am Collektor angeschlossen wird

Nennt sich Spannungsgegenkopplung. etwas stabiler thermisch, aber mit geringem Eingangswiderstand aber auch einen geringen Ausgangswiderstand

Ein Emitterwiderstand (@Spökenkieker Widerstand zwischen Emitter und Masse vorausgesetzt npn)

Nennt sich Stromgegenkopplung. Stabiler als mit Spannungsgegenkopplung, mit einem viel größeren Eingangswiderstand und einem nicht viel größeren Ausgangswiderstand als die Spannungsgegenkopplung. Im allgemeinen als Variante zu bevorzugen, zumal der Ausgangswiderstand durch einen Nachgeschalteten Impedanzwandler (Bsp. Emitterfolger) bei Bedarf reduziert werden kann.

Jatzt fehlt nur noch eine Kleinigkeit:

Wie wird die zu verstärkende Wechselspannung an die Basis angebunden und warum?
Wie wird eine Last angebunden und warum?
Wie werden die Kondensatoren berechnet?

[einballimwasser]

Für was ist denn der Kollektorruhestrom nochmak gut ?

[Stromus]

Bevor die zu verstärkende Signalquelle (Wechselspannung) an die Basis angeschlossen wird, versucht man den Transistor zu seinem sog. Arbeitspunkt zu fahren. Es wird meistens (für diese Schaltungsart) die Mitte des Kennlinienfeldes gewählt (i.d.Regel halbe Betriebsspannung). Dafür ist ein Kollektrostrom notwendig = Ruhestrom. Die Größe des Ruhestromes bestimmt die Größe des Kollektorwiderstandes (sh. Berechnung mit R0 = 1,2kOhm). Je kleiner der Ruhestrom desto größer der Kollektorwiderstand und damit desto höher die Spannungsverstärkung der Emitterschaltung. Übertreiben sollte man aber mit der Größe des Kollektorstromes (in Richtung kleine Kollektorströme) auch nicht, damit z.B. die Stromverstärkung nicht zurückgeht und noch aus einer Menge anderer Gründe. Prinzipiell liegt der Ruhestrom zwischen etwa 1mA....10mA.
Damit hat der Transistor die Möglichkeit, die Kollektor-Emitterspannung zu vergrößern oder zu verkleinern im Gegentakt mit der Wechselspannung (Der Ausgang =verstärkte Wechselspannung stellt die Invertierung des Eingangs = zu verstärkende Wechselspannung dar). Das bedeutet die Wechselspannung wird um ein vielfaches verstärkt, invertiert und an eine Last abgegeben. Ohne Ruhestrom würde sich die Kollektor-Emitter Spannung nur zwischen Sperren (12V in dem Beispiel) und eine kleinere Spannung bewegen, so dass nur die halbe Periode (die positive Halbwelle) der Wechselspannung verstärkt wäre. Wir wollen aber sowohl die positive als auch die negative Halbwelle verstärken.

[kalledom]

Wie wird die zu verstärkende Wechselspannung an die Basis angebunden und warum?

Über einen Kondensator, damit nur Wechselspannung an die Basis gelangt und der Arbeitspunkt nicht verändert werden kann.

Wie wird eine Last angebunden und warum?

Ebenfalls über einen Kondensator, damit nur die Wechselspannung "raus" kann und der Collektor- bzw. Emitter-Widerstand "gleichspannungsmäßig" nicht beeinflußt wird (Arbeitspunkt) und die Ausgangs-Wechselspannung wieder positiv und negativ ist.

Wie werden die Kondensatoren berechnet?

Dazu kann ich nur aus der Praxis sagen, welchen Wert ein Kondensator oder Elko (Polarität beachten) in welcher Schaltung haben sollte:
Vorverstärker-Eingang 100 nF ... 1 uF
Vorverstärker-Ausgang 1 uF ... 10 uF
Endstufen-Eingang 1 uF ... 10 uF
Endstufen-Ausgang je nach Leistung 100 uF ... 10.000 uF
In welchen meiner Bücher die Berechnungen zu finden sind, kann ich auch noch sagen.

Ich stelle fest, Du kennst Dich aus und kannst gut erklären und berechnen; Super. Dann weiss ich ja, an wen ich mich wenden kann. Besuch mal meine Homepage.

[Stromus]

OK! Als Überlegung ganz gut. Zu den Berechnungsbestimmungen:

Im Zweifelsfall dürfen alle drei Kondensatoren so groß wie möglich dimensioniert werden. Nach oben gibt es nur die Preisbestimmung. Aber um das ganze eleganter zu gestalten geht man wie folgt vor:

Sei die bekannte Impedanz eines Kondensators Xc = 1/(2 x Pi x Frequenz x C)

Emitterkondensator:

soll den Emitterwiderstand so weit kurzschliessen, dass die Wechselspannungsverstärkung (Spannungsverstärkung) als Vu = R_Kollektor/re angenommen wird, mit re als EmitterEIGENwiderstand des Transistors re = 25mv/Ic_Arbeitspunkt (lässt sich Schokley Formel für pn-Übergänge herleiten. Bei Interesse kann ich zeigen wie). In unserem Fall wäre das 25mV/5mA = 5Ohm

Wohl gemerkt: ohne C||R_Emitter wäre die Verstärkung auf Vu = R0/(R_Emitter + re)

Über den Daumen reicht Xc = 1/10 aus R_Emitter bei der kleinstmögliche Übertragungsfrequenz (Bass).
Beispiel: mit einem gewählten Emitterwiderstand von 500Ohm wäre Xc = 50Ohm. Soll die Frequenz 100Hz....XKHz betragen, so wird C = 1/(50 x 2 xPi x 100Hz)

Koppelkondensator Eingang:

bildet mit dem Eingangswiderstand der Transistorschaltung einen Hochpass => Spannunsteiler aus C_Koppel und Eingangswiderstand der Transistorschaltung. Logisch: C_Koppel soll viel kleiner sein als der Einganswiderstand (wieder z.B. ein zehntel). Der Eingangswiderstand der Transistorschaltung beträgt:

R_Eingang = R1||R2||R_Transistor_Eigen

R_Transistor_Eigen ist: (re+R_Emitter) * Beta

(Beta = besser als hfe bekannt und re = 25mV/Ic_Arbeitspunkt)

Wenn R_Eingang ermittelt wurde, so ist Xc = 1 zehtel und das Spielchen geht wie oben.


C_Ausgang bildet wieder mit der Last und mit dem Kollektorwiderstand (dieser ist als Ausgangswiderstand der Transistorschaltung bekannt) eine Dreierbeziehung:

1. Die Last soll viel größer sein als der Kollektorwiderstand. Diese Last kann übrigens auch eine weitere Transistorstuffe mit Ihrem Eingangswiderstand sein.
2. Der Kondensator bildet mit der Last einen Spannungsteiler. Somit soll Xc wieder ein zehntel des Lastwiderstandes bei der kleinst zu übertragenden Frequenz sein....das gleiche Spielchen wie oben......

[kalledom]

Hallo Stromus,
das, was Du hier berechnest und beschreibst, finde ich toll, daß Du das kannst, toll wenn sich jemand dafür interessiert. Ich habe genau deshalb nie eine höhere Schule besucht; das ist mir alles viel zu theoretisch und zu trocken.
Ich wollte nie einen Transistor entwickeln, sondern eine funktionierende Transistor-Schaltung. In der Zeit, wo andere studiert haben, konnte ich durch eigene praktische Experimente ein Gefühl für die Größen der Widerstände und Kondensatoren aneignen.
Es gibt so gut wie für Alles einen Schaltplan, außerdem viel Software zur Berechnung von Schaltungen. Das Rad muß ich nicht ein zweites mal erfinden. Häufig nehme ich schlicht und einfach Excel und baue mir damit erforderliche Listen und Tabellen auf.
Aber erkläre es ruhig weiter für andere Forums-Teilnehmer und -Besucher. Ich werde es weiter verfolgen.

Kleiner Nachsatz noch:
es ärgert nicht nur mich, was den Studenten heute beigebracht wird; die gehen doch nicht alle in die Forschung und Entwicklung. Der größte Teil landet in Fabriken und Betrieben und da wissen die nicht mal, was man mit einer Aderendhülse macht :-( oder wie ein Transistor angeschlossen wird :-((

[Stromus]

Hallo Karl,

freut mich zu lesen, dass Du diese Art in Ordnung findest. Es wäre hier das erste Mal! Ansonsten streiten wir hier immer wieder zu diesem Thema

Diese einfache Transistorschaltung kann einem ungeübten aber auch einem erfahrenen ganz schöne Leberflecken bereiten. Mit 4 Widerständen, 3 Kondensatoren und einem ziemlich komplizierten Baustein sind es insgesamt 8 Schrauben an denen man bis zum jungsten Tag drehen kann bis eine Lösung in Sicht ist. Ich beherrsche auch einige Simulationsprogramme, aber denen sage ich selber wohin sie laufen sollen.
Ich habe des öfteren bei Kollegen gesehen, wie wild eine Schaltung geändert und gedreht wird bis es funktioniert...oder auch nicht. Wenn dazu aber auch noch eine Worst-Case Analyse zwecks Serienabsicherung ansteht, dann ist es vorbei. Im Bastelbereich mag das kein Problem sein.
Und was ist, wenn eine Verbundschaltung entworfen werden soll, wo zusätzlich auch über Rückkopplungen, Bootstraping usw. die Verbesserung der Eigenschaften stattfinden soll?
Ist doch eleganter, die Schaltung innerhalb von kürzester Zeit auf der Hand zu haben...und so reichlich Zeit für dieses Forum zu haben ?
Und als letzte Krönung: wenn man an diese Schaltung gedreht hat bis es doch passt, dann ist das letzte Wort noch nicht gesprochen... in Form von KLIRR Ha ha!

[kalledom]

@Stromus

Mit 4 Widerständen, 3 Kondensatoren und einem ziemlich komplizierten Baustein sind es insgesamt 8 Schrauben an denen man bis zum jungsten Tag drehen kann bis eine Lösung in Sicht ist.

Da sagst Du was, Theorie an der Uni beigebracht kriegen, ist eine Sache (ein gewisses Grundwissen ist auch erforderlich), aber wer vermittelt den Studenten das Gefühl für Werte und Größen (technisch gesehen) ?

Ich habe einigen "frischen" Ingenieuren und Diplom-Ingenieuren beibringen dürfen, was man mit einer Aderendhülse macht; ich habe es gerne getan und es wurde auch bereitwillig angenommen. Studenten rufen bei mir an und fragen, wie man z.B. LED's am besten in ihrer Helligkeit regelt. Weiss ein Professor an der Uni was ein 555 ist ? Ich habe mir sagen lassen, es wird noch Assembler für Z80 unterrichtet ???
Ich möchte hier Niemandem zu Nahe treten, aber der Wissensstand vieler Menschen erschreckt mich; was denen allerdings nicht beigebracht wurde, können die auch nicht wissen. Wie groß der Wissens-Durst jedes Einzelnen ist, steht dabei auf einem anderen Blatt. Deshalb versuche ich den ganz "Durstigen" ihren "Durst" zu stillen.
Wissen ist Macht; Wissen nix, Macht nix.

[Stromus]

Da sagst Du was, Theorie an der Uni beigebracht kriegen, ist eine Sache (ein gewisses Grundwissen ist auch erforderlich), aber wer vermittelt den Studenten das Gefühl für Werte und Größen (technisch gesehen) ?

Tja das hört sich an als wäre die Theorie an der Uni sogar nachteilig.
Die Uni ist kein Kindergarten und so bleibt es jedem überlassen, was er daraus macht. Ich habe bereits gesagt im professionellen Entwicklungsbereich greift jeder auf „Gefühl“, wenn seine theoretischen Kenntnisse am Ende sind.

Studenten rufen bei mir an und fragen, wie man z.B. LED's am besten in ihrer Helligkeit regelt

Diese Studenten haben eine Menge verpasst. In jeder Branche gibt es halt gute und schlechte.

Weiss ein Professor an der Uni was ein 555 ist ?

Das ist eine pauschale Frage. Oder kannst Du sie beantworten? Mir zumindest liegen keine Statistiken vor!

Ich habe mir sagen lassen, es wird noch Assembler für Z80 unterrichtet ???

Auch dazu kann ich kaum etwas vernünftiges sagen!

Ich möchte hier Niemandem zu Nahe treten, aber der Wissensstand vieler Menschen erschreckt mich; was denen allerdings nicht beigebracht wurde, können die auch nicht wissen.

Ja und nein! Wenn Du wieder so im allgemeinen beurteilst, dann ist es wieder pauschal. Hier im Forum? Dazu bräuchtest Du auch noch die Statistik zu den jeweiligen Abschlüssen.
Um etwas zu wissen braucht man nicht unbedingt einen Wissensvermittler. Geht auch alleine oder?

[kalledom]

Ich würde gerne mit Dir weiter diskutieren, das Thema hier war und ist Widerstände.

[Voegelchen]

Hallo Karl,

freut mich zu lesen, dass Du diese Art in Ordnung findest. Es wäre hier das erste Mal! Ansonsten streiten wir hier immer wieder zu diesem Thema

mag wohl daran liegen das sich deine art und weise der argumentation doch verbessert hat :]

nebenbei angemerkt, wie wärs wenn ihr euch nen eigenen diskutier thread aufmacht

[kalledom]

Meinte ich doch so.

[einballimwasser]

Oh ja, jetzt hat´s bei mir geschnackelt
Danke für die Hilfe