In der 4. und letzten Folge dieser Videoserie geht es heute nun um den Transistor in Kollektorschaltung. Diese Schaltung wird auch als Emitterfolger bezeichnet.
Auch hier wird der Arbeitspunkt wie in den bereits vorgestellten Schaltungen, der Emitterschaltung und der Basisschaltung mit einem Spannungsteiler realisiert.
Die Signale werden über Kondensatoren an die Verstärkerschaltung angekoppelt. Als Hochpass lassen die nur die hochfrequenten Signale, die verstärkt werden sollen, bzw. am Ausgang ausgegeben werden sollen passieren. Die Gleichspannung zur Arbeitspunkteinstellung wird geblockt.
Ausgangsseitig wird der Arbeitspunkt über den Emitterwiderstand RE eingestellt. Der Arbeitspunkt wird so eingestellt, dass die Hälfte der Betriebsspannung an RE abfällt.
Das Video zur Kollektorschaltung
Im Video wird gezeigt, wie der Transistor in der entstandenen Kollektorschaltung das Eingangssignal verstärkt.
Weil die Ausgangsspannung am Emitteranschluss der Eingangsspannung folgt wird die Kollektorschaltung auch als Emitterfolger bezeichnet. Ein Emitterfolger hat eine Spannungsverstärkung von knapp unter 1, verstärkt die Eingangsspannung also nicht.
Der Emitterfolger zeichnet sich vielmehr durch eine hohe Stromverstärkung aus. Er hat einen hohen Eingangswiderstand und einen niedrígen Ausgangswiderstand und wird daher als Impedanzwandler verwendet.
Dimensionierung der Bauelemente
Nach einer Vorstellung der grundsätzliche Funktionsweise der Emitterschaltung wird auf die Dimensionierung der Bauteile eingegangen.
Der Emitterwiderstand wird so dimensioniert, dass an ihm im Arbeitspunkt die Hälfte der Betriebsspannung abfällt.
Hieraus ergibt sich der Kollektorstrom Ic. Da der Kollektorstrom maßgeblich für die Verlustleistung des Transistors verantwortlich ist, muss darauf geachtet werden, dass die maximale Verlustleistung Ptot nicht überschritten wird.
Aus dem ermittelten Kollektorstrm wird über die Stromverstärkung der Basisstrom berechnet und anschließend der Basisspannungsteiler dimensioniert.
Zu guter letzt werden die Kopppelkondensatoren dimensoniert.
Simulation der Schaltung mit PSPICE
Auch in diesem Video wird den vergangenen Folgen die Gesamtschaltung mit PSPICE simuliert und analysiert.