Der Transistor als Impedanzwandler

Ein Transistor als Impedanzwandler ist eine der Grundschaltungen der Elektronik.
Der Begriff Impedanzwandler beschreibt hierbei die Funktion der Transistorschaltung.
Der Aufbau der beschriebenen Schaltung wird eher durch die Bezeichnung Kollektorschaltung deutlich.
Anders als bei der Emitterschaltung, bei der sowohl das Eingangssignal auch als das Ausgangssignal der Emitteranschluss des Transistors das Bezugspotential bildet, ist für die Kollektorschaltung der Kollektoranschluss der gemeinsame Bezugspunkt.
Das Ausgangssignal wird bei der Kollektorschaltung oberhalb des Emitterwiderstandes abgegriffen, während das Eingangssignal wie bei der Emitterschaltung auch dem Transistor über den Basisanschluss zugeführt wird.

Funktionsweise der Kollektorschaltung

Steigt nun das Basispotential des Transistors leitet der Transistor besser.
Dies führt zu einem höheren Kollektor-, bzw. Emitterstrom, der dafür sorgt, dass am Emitterwiderstand eine höhere Spannung abfällt und somit das Emitterpotential ansteigt.
Sinkt das Basispotential des Transistors leitet der Transistor schlechter.
Dies führt zu einem kleineren Kollektor-, bzw. Emitterstrom, der dafür sorgt, dass am Emitterwiderstand eine kleinere Spannung abfällt und somit das Emitterpotential sinkt.
Da die Basis-Emitterspannung nur um sehr kleine Spannungswerte variiert werden kann, folgt also die Emitterspannung der Basisspannung.
Man bezeichnet die Kollektorschaltung daher auch als Emitterfolger. Das Potential am Emitter folgt dem Potential an der Basis.

Spannungsverstärkung der Kollektorschaltung

Da eine Änderung der Eingangsspannung eine annähernd gleiche Änderung der Ausgangsspanung hervorruft wird die Eingangsspannung nicht verstärkt. Der Spannungsverstärkungsfaktor liegt bei knapp unter 1.

Die Kollektorschaltung als Impedanzwandler

Auch wenn die Kollektorschaltung die Spannung nicht verstärkt ist sie in Verstärkerschaltungen durchaus hilfreich.
Da die Basisströme eines Transistors sehr klein sind, werden Signalgeber, die am Eingang der Kollektorschaltung angeschlossen werden, nur wenig belastet.
Der Eingangswiderstand der Kollektorschaltung ist also sehr hoch.
Ausgangsseitig kann die Schaltung jedoch höhere Stromstärken an die nächste Stufe liefern.
Der Ausgangswiderstand ist also klein.
Die Kollektorschaltung wirkt also als Impedanzwandler.

Video zum Transistor als Impedanzwandler

Im folgenden Video wird der Transistor als Impedanzwandler einmal in PSpice aufgebaut und simuliert.
Die Schaltung steht unter folgendem Link für eigene Simulationen zum Download zur Verfügung.

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