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Berechnungsbeispiel


Hier wurde die Stromgegenkopplung bei einer Emitterschaltung beschrieben. Da stellt sich oft die Frage, wie man nun die ganzen Widerstände berechnet? Damit man das ganze wirklich versteht, sollte man zumindest selbst einmal eine solche Emitterstufe für mit einer Stromgegenkopplung berechnen. Ich habe das einmal gemacht und habe so immer eine Vorlage, nach der man gehen kann.



Berechnungsbeispiel Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung

Da diese am häufigsten angewendet werden, wird eine Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung benutzt. Die Betriebsspannung Ub wird auf 9 Volt festgelegt.


transistor6.gif

Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung


Als Transistor kommt der BC 548 zum Einsatz. Aus der Kennlinie des Transistors wird zunächst der gewünschte Kollektorstrom IC bestimmt. Wichtig ist hier, daß man immer im geraden Teil der Kennlinie arbeitet.


bc548kenn1.gif

IC - UCE Kennlinien des Transistors BC 548


Wir sehen das die Kennlinie bei einem Kollektorstrom IC von 10 mA z. B. sehr gerade nach rechts verläuft, die anderen verlaufen mit zunehmenden Kollektorstrom immer mehr schräge nach oben. Wir wählen für unser Beispiel einen Kollektostrom von 10 mA. Der dazugehörige Basisstrom IB beträgt 50µA. oder 0,05 mA. Die Stromverstärkung V beträgt damit 200fach.

Zuerst wird der Emitterwiderstand RE bestimmt. Bei Kleinsignaltransistoren liegt er üblicherweise zwischen 10 Ohm und 1 Kiloohm. Bei kleinen Betriebsspannungen bis 12 Volt sollen etwa 1 bis 2 Volt an ihm abfallen. Wir nehmen hier einen Wert von 100 Ohm. Der Spannungsabfall an RE beträgt damit:

transistorb1.gif

Es ist natürlich unsinnig, wenn wir für RE einen Spannungsabfall von z. B. 6 Volt erhalten. In diesem Fall muß der Wert für RE reduziert werden. Andersherum ist bei einem errechneten Spannungsabfall von z. B. 0,1 Volt an RE dieser zu vergrößern.

Um genau zu sein wurde in der Formel oben der Basisstrom IB weggelassen. Der Emitterstrom IE besteht nämlich aus der Summe von Kollektorstrom IC und Basisstrom IB. Allerdings ist der Basisstrom IB mit 50µA so klein, daß er die Berechnung kaum beeinflußt. Daher wird meist IE = IC gesetzt, wie es hier auch gemacht wurde.

Zurück zur Berechnung: Am Emitterwiderstand RE fallen also 1 Volt ab. Dem Transistor sollen weiterhin etwa 1 Volt Kollektor-Emitterspannung (UCE) bleiben. Für den Kollektorwiderstand RC bleiben damit:

transistorb2.gif

Für RC bleiben also 7 Volt übrig. Da wir hier einen Wechselspannungsverstärker haben, muß an RC die halbe Spannung abfallen, allerdings um genau zu sein nicht die halbe Betriebsspannung, also 4,5 Volt, sondern die halbe Spannung, die nach Abzug von URE und UCE übrig bleibt, also die Hälfte von 7 Volt was 3,5 Volt macht! Damit können wir RC berechnen:

transistorb3.gif

Nun berechnen wir den Widerstand R2 im Basisspannungsteiler. An diesem muß die Spannung UBE von 0,7 Volt abfallen, plus die Spannung URE, die in unserem Beispiel 1 Volt beträgt. Der Querstrom Iq durch R2 soll etwa 10mal höher wie der Basisstrom IB sein, was in unserem Beispiel 500µA sind:

transistorb4.gif

Wir nehmen hier 3,3 Kiloohm.

Bei der Berechnung von R1 muß man berücksichtigen, daß durch R1 nicht nur der Querstrom Iq, sondern zusätzlich auch noch der Basisstrom IB fließt!

transistorb5.gif

Hier nehmen wir 12 Kiloohm.


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