Nachdem in der vergangenen Folge der Aufbau und die Funktionsweise von Bipolartransistoren erläutert wurde, geht es heute um den Aufbau und die Funktionsweise einer Verstärkerschaltung.
Für Verstärkerschaltungen nimmt man im NF-Bereich häufig die Emitterschaltung. Zum NF-Bereich (Niederfrequenz-Bereich) gehören die hörbaren Signale, also beispielsweise Sprachsignale.
Eine Anwendung der Emitterschaltung wäre daher zum Beispiel die Verstärkung eines Mikrophonsignals, um es auf einem Lautsprecher ausgeben zu können.
Die Emitterschaltung heißt so, weil Eingangssignal und Ausgangssignal als gemeinsamen Bezugspunkt den Emitteranschluss des Transistors haben.
Denkt man sich die Koppelkondensatoren weg, kann man das sehr leicht am Schaltbild erkennen. Das Eingangssignal liegt dann zwischen Basis und Emitter, währende das Ausgangssignal zwischen Kollektor und Emitter abgegriffen wird.
Bei dieser einfachen Schaltung ist dieser Zusammenhang noch sehr schön zu erkennen.
Bei Schaltungen, die wir in Zukunft analysieren, ist das leider nicht mehr ganz so einfach.
Der Aufbau der Emitterschaltung
Im Video wird zunächst einmal der Aufbau einer Emitterschaltung erläutert.
Der gewünschte Arbeitspunkt wird über den Basis-Vorwiderstand und den Kollektorwiderstand eingestellt. Über Kondensatoren wird das Eingangsignal ein- und das Ausgangssignal ausgekoppelt.
Mit Hilfe von PSpice sieht man sehr gut den Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangssignal.
Das Eingangssignal, ein Sinussignal mit einer Amplitude von 10mV, wird in der Beispielschaltung umd den Faktor 17 verstärkt, so dass am Ausgang eine Spannung mit 170mV Amplitude zu messen ist.
Sehr schön ist auch die Phasenverschiebung von 180° zwischen Ein-und Ausgangsspannung zu sehen. Genau genommen handelt es sich nämlich um eine Verstärkung um den Faktor -17.
Die Ausgangsspannung ist nämlich dann maximal, wenn die Eingangsspannung den kleinsten Wert erreicht hat. Denn dann ist die Eingangsspannung minimal und der Transistor leitet nur schlecht, so dass an der Kollektor-Emitter-Strecke die größte Spannung abfällt.
Umgekehrt ist die Ausgangsspannung minimal, wenn die Eingangsspannung ihren größten Wert erreicht hat. Denn dann ist die Eingangsspannung maximal und der Transistor leitet gut, so dass an der Kollektor-Emitter-Strecke nur eine geringe Spannung abfällt.
Über den Kollektorwiderstand kann man den gewünschten Arbeitspunkt im Ausgangskennlinienfeld festlegen. Die Spannung UCE wir häufig auf die Hälfte der Betriebsspannung eingestellt. Der Transistor arbeitet dann im sogenannten A-Betrieb.
Die im Video verwendete Schaltung kann hier heruntergeladen und für eigene Simulationen verwendet werden.
Das Video
