Frage zu Emitterschaltung / Transistoren?
Ich bin gerade dabei die Funktionsweise der Emitterschaltung zu verstehen. Ich hab mir jetzt ein einigermaßen funktionierendes Modell in meinem Kopf aufgebaut das soweit logisch ist. Allerdings geht eines noch nicht auf bzw. habe ich eine Schlussfolgerung die ich bestätigt haben muss damit ich weiß das ich richtig liege:
Bei der Emitterschaltung ist das Ausgangssignal immer im DC Bereich. Es ist zwar ein Wechselsignal aber immer mit Positiver Amplitude. Das ist so weil die Kollektor-Emitter Spannung im Ruhe Zustand auf die Hälfte der Versorgungsspannung eingestellt wird.
Beispiel:
Versorgungsspannung 10V
Kollektor Emitterspannung: 5V - ohne Eingangsignal
Jetzt kommt ein AC Eingangssignal-> Die Kollektor-Emitterspannung steigt invertiert auf +10V oder 0V ( bei richtiger Dimensionierung) aber nie auf kleiner 0V.
Stimmen meine Ansichten so?
Danke für eure Hilfe
5 Antworten
Wenn ein AC-Eingangssignal kommt, steigt die Ausgangsspannung nicht nur auf +10V, sondern schwankt je nach Verstärkung und Eingangsamplitude zwischen 0V und maximal 10V, nimmt aber auch Werte dazwischen an.
...
"Das ist so weil die Kollektor-Emitter Spannung im Ruhe Zustand auf die Hälfte der Versorgungsspannung eingestellt wird."
Für einen Verstärker mag das so sein, aber nimmst du ihn als Schalter, dann nicht.
"Jetzt kommt ein AC Eingangssignal-> Die Kollektor-Emitterspannung steigt invertiert auf +10V oder 0V ( bei richtiger Dimensionierung) aber nie auf kleiner 0V."
Überlege mal selber: der Emitter liegt auf Ground, woher soll eine Amplitude kommen, die negativ gegenüber Ground ist?
Nun wird kaum jemand ein AC Signal direkt an die Basis legen, davor sitzt typisch immer ein Kondensator, damit der Gleichspannungsanteil "verschwindet". Die an der Basis liegende Gleichspannung wird überlagert.
Sinngemäß kannst (besser: musst) du das mit dem Kollektor genau so machen, ein Kondensator im Ausgang liefert nur den AC Anteil, die Gleichspannung ist als Idee für einen Lautsprecher nicht sinnvoll.
"Das mit dem Kondensator ist jetzt erstmal um Störende Gleichspannungsanteile im Ein und Ausgang rauszufiltern und spielt erst mal keine Rolle so wie ich das sehe."
Du stellst den Arbeitspunkt ein und benötigst nur noch den AC Anteil. Hab ich auch so geschrieben. Die Gleichspannung kannst du in einfachen Verstärkern nicht gebrauchen, ein Lautsprecher wäre eine zusätzlich Last, wenn er noch DC erhalten würde.
"Wechselspannung -> die Polung des Signals wechselt periodisch die Ploarität,"
Da du dir den Bezugspunkt beliebig denken und setzen kannst, ist das letztlich eine Frage des Standpunktes. ;-)
Aus https://de.wikipedia.org/wiki/Wechselspannung
"Wechselspannung nennt man eine elektrische Spannung, deren Polarität in regelmäßiger Wiederholung wechselt, deren zeitlicher Mittelwert aber gemäß Normung[1][2] null ist. Die Kurvenform der Spannung ist dabei unerheblich und keineswegs an den Sinusverlauf gebunden. "
Den zeitlichen Mittelwert nimmst du als Bezugspotential für dein Signal, so kommst du zunächst auf die unterschiedlichen Polaritäten, wenn du nur den Kondensator betrachtest.
Du musst deine SIgnalquelle natürlich mit der einen Seite auf Gnd legen und die andere mit dem Eingangskondensator verbinden. Dann siehst du auf dem Oscar natürlich schon wechselnde Polaritäten (in Bezug auf Gnd), aber diese verändern eben nur die Höhe der Basisstroms, entweder wird er höher oder niedriger in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal. Der zeitliche MIttelwert ist nach wie vor 0 und damit änderst du auch nichts am Mittelwert des Arbeitspunktes.
Also: ohne Kondensator geht da nichts (von Exoten mal abgesehen).
"Die Ausgangsspannung ist dann ebenfalls eine Wechselspannung"
Würdest du ohne einen Kondensator arbeiten, so hättest du einen Gleisspannungsverstärker. Aber den willst du ja nicht.
" Wen diese Aussage stimmt dann Funktioniert ja mein Kondensator nicht mehr da er alle DC Anteile filtert. "
Genau das macht er doch auch, wie soll er rein technisch vom Aufbau eine Gleichspannung übertragen? Es ist, wie du am Schaltbild erkennen kannst, sogar eine echte Unterbrechung, ein Kondensator ist eben kein Widerstand.
ja du bist verwirrt weil du dich auf die falschen Dinge konzentrierst.
Du kannst zwar bei deinem angedachten Beispiel bleiben, die Basisvorspannung so zu halten dass am Kollektor die halbe Betriebsspannung zu messen ist. Soweit, sogut.
Nur vergisst du den relativ kleinen Bereich um den die Basisspanung schwanken kann! Ab welcher typischen Spannung wird ein Siliziumtransistor leitend, und ab welcher Spannung nicht leitend? Na? Geht es da um Volt oder um Millivolt?
Mit Ausschlag gebend in dem Zusammenhang ist der typische Stromverstärkungsfaktor, denn dieser bewirkt eine große Veränderung im Ausgangskreis wenn es kleine im Eingangskreis gibt.
Die Kondensatoren im Ein- und Ausgangskreis trennen die Gleichspannungsanteile, lassen die Wechselanteile passieren.
Ok ich glaube ich habe meinen Denkfehler. Der Ausgangskondensator hat ja kein Massepotential. deshalb Ändert er in Bezug auf 0V sehr wohl die Polarität wen die Spannung unter die 5 Volt fallen würde. Das heißt der Kondensator lässt das Wechselsignal passieren.
" deshalb Ändert er in Bezug auf 0V sehr wohl die Polarität wen die Spannung unter die 5 Volt fallen würde. "
Richtig. Und an der Stelle habe ich mich leider vorhin missverständlich ausgedrückt. Der Kollektor selber kann das eben nicht, aber der Kondensator macht es bei AC möglich.
Deine Aussage über eine bestimmte positive Spannung ist nur bei npn-Transistoren korrekt.
Bei pnp-Transistoren ist alles gespiegelt und deshalb am übersichstlichen mit negativen Spannungen dargestellt.
>Stimmen meine Ansichten so?
ja, ist so richtig.
- da kannst du mit nem Emitter-Folger (=Kollektorschaltung) spielen: falstad
- es kommt immer drauf an, worauf du die Ausgangs-Spannung beziehst: bezogen auf die Hälfte der Versorgungsspannung hast du ja sehr wohl positive und negative Bereiche...
- durch den 3µF Kondensator (links mittig) kann eine negative Eingangsspannung die Basis auf eine Spannung unterhalb der halben Versorgungsspannung ziehen...
- die WP hat da auch was: Emitterschaltung
Ich beziehe meine Ausgangsspannung auf 0 Volt nicht auf 5 Volt. Ein Kondensator lässt ja Wechselspannung durch. Allerdings habe ich am Ausgang keine Wechselspannung sondern ein Wechselsignal das nur im positiven Spannungsbereich liegt. Für mich heißt das: die Polarität ändert sich nicht, was bedeutet der Kondensator sperrt das komplette Signal..
Ok Moment:
Das mit dem Kondensator ist jetzt erstmal um Störende Gleichspannungsanteile im Ein und Ausgang rauszufiltern und spielt erst mal keine Rolle so wie ich das sehe. In Vielen Simulationen liegt am Eingang eine Wechselspannung am Eingang angelegt.( Wechselspannung -> die Polung des Signals wechselt periodisch die Ploarität, Wechselsignal-> Ist eine Wechselspannung kann aber auch ein Signal im reinen DC Bereich sein welches die Amplitude, nicht aber die Polung wechselt ). Die Ausgangsspannung ist dann ebenfalls eine Wechselspannung was meiner Meinung nach bei einer reinen DC Spannungsversorgung von z.B. 0-12V nicht sein kann. Es ist nach der Definition ein Wechselsignal im DC Bereich. Oder? Wen diese Aussage stimmt dann Funktioniert ja mein Kondensator nicht mehr da er alle DC Anteile filtert. Ich bin verwirrt.