Berechnung Transistorschaltung
Im Unterforum Grundlagen - Beschreibung: Grundlagen und Fragen für Einsteiger in der Elektronik
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BID = 980513
xwp33
Gerade angekommen
Beiträge: 1
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Hallo,
ich habe mir ein wenig Wissen über Transistorschaltungen angelesen und
möchte jetzt mit einer kleinen Simulation in LtSpice(Schaltung im
Anhang) meine Rechnung für die Spannungsverstärkung Ua/Ue überprüfen.
Als Arbeitspunkt habe ich eingestellt: Uce=5V ; Ic=2mA
Dann habe ich mir von meiner Schaltung ein vereinfachtes
Kleinsignalersatzbild (Anhang)gezeichnet und eine Gleichung für vu=Ua/Ue
aufgestellt.
Vu=-B*(1/Rbe)*(R1*R3/(R1+R3))
Aus dem Datenblatt(Anhang) habe ich B=300 und Rbe=4.8 kOhm entnommen.
Jetzt wollte ich errechnen, welchen Widerstandswert ich am Ausgang (R3)
wählen muss, um auf vu=-100 zu kommen. Also habe ich die Formel nach R3
umgestellt:
R3=-(vu*Rbe*R1)/(vu*Rbe+B*R1)
Für R3 erhalte ich dann R3=976 Ohm
bei vu=100 müsste ich also bei meiner Eingangsspannungsamplitude von 3mv
eine Amplitude von 300mV am Ausgang erhalten.
Allerdings erhalte ich bei der Simulation nur eine Amplitude von 150 mV
am Ausgang.
Kann mir jemand sagen, woran das liegt? Habe ich einen Fehler in der
Berechnung gemacht oder falsche Daten aus dem Datenblatt genommen? Ich
verstehe wirklich nicht, wo der Fehler ist.
Schonmal Danke!
Grüße |
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BID = 980553
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| | Für R3 erhalte ich dann R3=976 Ohm |
Warum hast du dann nur 283 Ohm im Schaltbild eingetragen?
Zitat :
| Allerdings erhalte ich bei der Simulation nur eine Amplitude von 150 mV am Ausgang.
Kann mir jemand sagen, woran das liegt? |
Mal sehen.
B*(1/Rbe) Das entspricht mit den von dir genannten Werten 300/4800 einer Vorwärtssteilheit von 62,5mA/V.
Um eine Verstärkung von 100 zu bekommen müssten diese 62,5mA am Ausgangswiderstand 100V erzeugen.
somit R=100/0,0625 = 1600 Ohm.
R1 ist mit 2,5k ja vorgegeben und somit müsste der parallelgeschaltete R3=4444 Ohm betragen um auf 1,6k zu kommen.
Hier hast du dich wohl verrechnet.
Genau genommen müsste man auch noch den Ausgangsleitwert des Transistors berücksichtigen, aber da der bei Ic=2mA sehr gering ist, siehe mein P.S., darf man ihn meist vernachlässigen.
Weiter:
Du hast 976 Ohm berechnet und das ergäbe 976||2500= 702 Ohm sowie eine Spannungsverstärkung von 702*0,0625= 43,9
Das passt einigermassen zu der von dir ermittelten Verstärkung von 50.
Die Abweichungen werden auf die Unsicherheit bei der Bestimmung von Rbe zurückgehen, und evtl. verwendet der Simulator auch ein anderes B.
P.S.:
Einem Bipolartransistor eine bestimmte Stromverstärkung zu unterstellen ist wegen der Toleranzen ein gefährliches Vorgehen.
Dein BC107 z.B. wurde gewöhnlich nach drei Gruppen der Stromverstärkung sortiert geliefert.
Entsprechend unterschieden sich auch die Eingangswiderstände und die Ausgangsleitwerte:
BC107A B= 180 (110-220) h11e= 2,7 (1,6-4,5) kOhm h22e = 18µS
BC107B B= 290 (200-450) h11e= 4,5 (3,2-8,5) kOhm h22e = 30µS
BC107C B= 520 (420-800) h11e= 8,7 (6-15) kOhm h22e = 60µS
(Alle Daten für Uce=5V und Ic=2mA)
Das hängt vor allem damit zusammen, dass bei der Herstellung die Transistoren in der Wafermitte geringfügig anders dotiert werden als solche am Rand. Auch die Positionierungsfehler der Belichtungsmasken sind nicht überall gleich.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 29 Jan 2016 4:29 ] |
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