Schaltungstechnik

5.1 Eigenschaften und Kennlinien von Bip.-Transistoren 267
dert die effektive Basisweite. Damit „verbessert“ sich der Transistoreffekt, es
erhöht sich die Stromverstärkung. Charakterisiert wird der Early-Effekt durch die
Early-Spannung V A . Bei konstantem Basisstrom erhöht sich mit zunehmender
Sperrspannung U CE damit der Kollektorstrom. Die Auswirkungen des Early-
Effekts auf das Ausgangskennlinienfeld zeigt Bild 5.1-12. Darüber hinaus vermindert
der Early-Effekt den Innenwiderstand der am Kollektorausgang wirksamen
Stromquelle (siehe r 0 im Kleinsignalmodell in Bild 5.1-13).
V A
I C
0
I B = const
Einfluß des Bahnwiderstands r cx
Bild 5.1-12: Early-Effekt und seine Auswirkungen auf das Ausgangskennlinienfeld
Erläuterung des Kleinsignalmodells im Normalbetrieb: Der Emitterstrom ist
gleich dem Strom der in Flussrichtung betriebenen Emitter-Basis Diode
( IE IS expUBEUT).
Das Verhalten der Diode wurde in Abschnitt 2.2.3 dargestellt.
Es gelten die dort eingeführten Modellbeschreibungen für einen pn-Übergang.
Aufgrund des Transistoreffekts ist der Kollektorstrom annähernd gleich dem
Emitterstrom ( IC IE ). Bei Kleinsignalansteuerung lässt sich im Arbeitspunkt
eine Linearisierung des exponentiell verlaufenden Diodenstroms in Form einer
Reihenentwicklung vornehmen. Die Signalamplitude am Eingang des Transistors
sollte für die Gültigkeit der Linearisierung dabei nicht größer als einige 10mV sein.
Bei einer typischen Spannungsverstärkung von ca. 200 entstehen dabei Ausgangsspannungsänderungen
von einigen Volt Amplitude. Insofern widerspricht diese
Einschränkung praktischen Aufgabenstellungen nicht. Es gilt näherungsweise:
U
IC I BE
----------- A S exp = I
U C + gmU BE ;
(5.1-1)
T
Dabei ist gm die Steilheit im Arbeitspunkt. Sie bestimmt sich mit UT als Temperaturspannung
(bei Normaltemperatur ist: UT = 26mV) aus:
A IC 0 g (5.1-2)
m = -------- = ----- ;
UT re Werden nur die Änderungsgrößen im Arbeitspunkt betrachtet, so lässt sich die in
Flussrichtung betriebene Emitter-Basis Diode linearisieren und durch einen diffe-
A renziellen Widerstand re = IE UT ersetzen. Formal wird für die Stromverstärkung
A = ICIEdie „Änderungsstromverstärkung“ 0 = IC IE eingeführt.
In gleicher Weise verfährt man für die Stromverstärkung B = ICIBund führt die
„Änderungsstromverstärkung“ 0 =
IC IB ein. Mit der später noch zu erklä-
U CE