Bipolartransistor, differentieller Eingangswiderstand Im Unterforum Grundlagen - Beschreibung: Grundlagen und Fragen für Einsteiger in der Elektronik
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Bipolartransistor, differentieller Eingangswiderstand |
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BID = 1060894
nabruxas Monitorspezialist
    
Beiträge: 9498 Wohnort: Alpenrepublik
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Ich lese wieder einmal in einem schlauen Buch, Beuth, Grundschaltungen Elektronik3 Vogel Verlag.
Dazu habe ich eine Frage:
Differentieller Widerstand rBE (Vierpolparameter h11e)
Laut Buch beträgt der differentielle Widerstand:
Soweit so klar. Je nach dem wie ich den DC- Arbeitspunkt in der Eingangskennlinie verschiebe, erhalte ich einen anderen differentiellen Eingangswiderstand.
Wenn ich der Gleichspannung nun eine Wechselspannung überlagere, dann erhalte ich je nach Amplitude auch unterschiedliche, von der Wechselspannung abhängige Eingangswiderstände - somit auch ständig wechselnde Basisströme.
Das Buch erklärt leider nur den stationären Zustand. Nach welchen Kriterien berechne ich aber den Basisvorwiderstand bei einer Wechselspannung? (zB Audio Signal)
Nehme ich nun den Arbeitspunkt als Berechnungsgrundlage oder minimalen/maximalen Wert der bei Vollaussteuerung erreicht werden kann?
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0815 - Mit der Lizenz zum Löten! |
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BID = 1060895
der mit den kurzen Armen Urgestein
     
Beiträge: 17437
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Der Basisvorwiderstand soll den max möglichen Basisstrom begrenzen. Dieser kann aber nur bei minimalem differentiellem Eingangswiderstand fließen.
Wird der Transistor mit einem zu hohem Basisstrom versorgt geht er in die Sättigung. Folge sind Begrenzung der Ausgangsspannung und Verzerrungen im Verlauf der Ausgangsspannung. Merke bipolare Transistoren werden Stromgesteuert. Mosfets wegen dem hohem Eingangswiderstand Spannungsgesteuert. ( beim Bipolartransistor ruft die Änderung der Eingangsspannung eine Stromänderung über dem Basisvorwiderstand hervor. )
Zum Verständnis schau dir mal das Vierquadranten-Kennlinienfeld an.
ZB . https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm
Oder https://elektroniktutor.de/bauteilkunde/transkl.html
Oder https://www.leifiphysik.de/elektron.....stors
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 12 Jan 2020 8:20 ] |
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BID = 1060903
nabruxas Monitorspezialist
    
Beiträge: 9498 Wohnort: Alpenrepublik
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Das ist richtig, wusste ich alles und Danke für Deine Mühe. Leider beantwortet das meine Frage nicht. Vielleicht habe ich sie unverständlich formuliert. Mich interessiert im Moment auch kein Fet dessen Funktion mir auch klar ist.
Nochmal zur Frage: (Emittergrundschaltung, NPN)
Lege ich an der Basis einen wechselstromüberlagerten Gleichstrom an, dann verändert sich, um den Arbeitspunkt pendelnd, mit der Wechselstromgröße der differentielle Widerstand.
Der Basisstron wird durch den Basisvorwiderstand begrenzt. Für Berechnungen, kann ich jetzt den Wert des AP ohne Wechselstromgröße nehmen oder bei Aussteuerung mit Wechselstromgröße den minimalen, bzw. maximalen Strom der durch den veränderlichen Eingangswiderstand fließen kann.
Frage: Welcher Wert wird für Berechnungen herangezogen?
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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!
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BID = 1060954
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Nehme ich nun den Arbeitspunkt als Berechnungsgrundlage oder |
Sicher.
Die h-Parameter sind Kleinsignalparameter, gelten also nur für winzige, wie du richtig schreibst "differentielle", Änderungen, so dass man den Eingangswiderstand als konstant ansehen kann.
Die von dir gepostete Formel besagt ja nicht anderes als dass die Eingangsleitfähigkeit umso höher ist, je mehr Ladungsträger im Basisraum unterwegs sind.
Für die Abhängigkeit des Basisstroms von der Basisspannung wiederum gilt die exponentielle Diodenkennlinie, deren Temperaturabhängigkeit die magischen 30mV liefert.
Daraus folgt, dass der Kollektorstrom exponentiell von der Basisspannung abhängt, also keineswegs linear verläuft.
Bei einem anständigen Transistor ändert sich aber die Stromverstärkung nur wenig über den nutzbaren Bereich des Kollektorstroms, so das Ic/Ib weitgehend konstant ist.
Wenn du mittels Eingangsspannung verzerrungsarm höher aussteuern willst, musst du den Basisstrom mittels eines Vorwiderstandes linearisieren oder en Gegenkopplung z.B. mittels eines Emitterwiderstandes vorsehen.
Dabei gibst du natürlich einen Teil der möglichen Leistungsverstärkung auf.
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BID = 1060990
nabruxas Monitorspezialist
    
Beiträge: 9498 Wohnort: Alpenrepublik
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Danke Perl. Das dachte ich mir schon.
Was mich an der Sache verwirrt, ist die Tatsache, daß der Basisstrom sich so extrem, je nach Transistor und Aussteuerung, verändern kann wenn der Arbeitspunkt wie hier im A-Betrieb liegt und ein Wechselstrom überlagert ist.
Das erfordert eine entsprechend leistungsstarke Vorstufe die nicht "in die Knie" gehen darf.
Anders gesagt:
Wenn der entsprechende Basisruhestrom der im (Gleichspannungs-)AP, entsprechend der Eingangskennlinie fließt, dann kann ich den Eingangswiderstand der Schaltung gemäß der obigen Formel errechnen.
Wenn aber die Wechselstromgröße mit großer Amplitude hinzukommt, muß ich eine Vorstufe entsprechend leistungsfähig dimensionieren, damit sich die Kurvenform durch die Belastung des Eingangs nicht verändert. (Spannungsanpassung oder Leistungsanpassung - was ist da richtig?)
Klar ist natürlich auch die Gegenkopplung durch einen R im Emitter gegen Masse, die die Verstärkung herabsetzt und die Verstärkung des Transistors auch kontrollierbar macht.
Leider wird im Schlaubuch (auf der aktuellen Seite die lese) nicht erwähnt, welchen Einfluß der Gegenkopplungswiderstand auf den Eingangswiderstand hat.
Ich meine aus der Hüfte geschossen, daß der sich zum rBE einfach hinzuaddiert.....
Das verwirrt mich, denn mit dem "normalen" Schulwissen ist das nicht vereinbar.
Oder habe ich jetzt einen kompletten Denkfehler.
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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!
[ Diese Nachricht wurde geändert von: nabruxas am 13 Jan 2020 20:13 ]
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BID = 1060991
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Leider wird im Schlaubuch (auf der aktuellen Seite die lese) nicht erwähnt, welchen Einfluß der Gegenkopplungswiderstand auf den Eingangswiderstand hat.
Ich meine aus der Hüfte geschossen, daß der sich zum rBE einfach hinzuaddiert..... |
Nein, ein Widerstand in der Emitterleitung erscheint mit der Stromverstärkung multipliziert am Eingang.
h11e des Transistors spielt dann kaum noch eine Rolle.
Aber dadurch wird oft der Eingangswiderstand der Stufe so hoch, dass man auch den Nebenschluss durch den Basisspannungsteiler beachten muss.
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BID = 1060994
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Das erfordert eine entsprechend leistungsstarke Vorstufe die nicht "in die Knie" gehen darf. |
Bei Verstärkern geht es fast immer um Leistungsverstärkung. Für den Rest gibt es Transformatoren.
Die Linearität bekommst du bei solch stromgesteuerten Bauteilen frei Haus, wenn du sie mit Strom ansteuerst anstatt mit Spannung.
Also mit Treiberstufen, die erst recht in die Knie gehen.
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