Schaltungstechnik

5.3 Wichtige Funktionsprimitive mit BJTs 303
3. Schritt: Die Spannung UCE sollte bei größtmöglicher Aussteuerung mindestens
0,5V (besser: 1V) sein, um die Kollektor-Basis Diode hinreichend zu sperren.
Im Beispiel beträgt die verfügbare Versorgungsspannung 8V. Die verfügbare Versorgungsspannung
ist die Versorgungsspannung (10V) vermindert um den Spannungsabfall
an RE . Abzüglich der geforderten Mindestspannung für UCE verbleiben 7V. Für eine optimale Aufteilung der Spannung (7V) zwischen dem
Widerstand RC und dem Transistor wird eine hälftige Aufteilung gewählt. Daraus
ergibt sich für URC im Arbeitspunkt eine Spannung von 3,5V und somit erhält man
für den Widerstand im Kollektorpfad RC = 35V 2mA = 18k. AC-Analyse bei mittleren Frequenzen: Im mittleren Frequenzbereich soll die
Impedanz der Kondensatoren C1, C2 und CE niederohmig sein, es möge gelten:
1
---------- « R
C 1 R
2 rb+ 0+ 1re;
1
1
---------- « R ;
C L (5.3-1)
2
1
---------- « R
C E ;
E
Das heißt die Koppelkapazitäten und Abblockkapazitäten stellen im Betriebsfrequenzbereich
einen Kurzschluss dar. Sie sind entsprechend des Betriebsfrequenzbereichs
geeignet zu wählen. Der wirksame Lastwiderstand RL* ist im Beispiel
gleich dem äußeren Lastwiderstand RL parallel zum Kollektorwiderstand RC (wirksamer
Lastwiderstand RL* = RL||RC). Unter den gegebenen Voraussetzungen arbeitet
der Transistor als spannungsgesteuerte Stromquelle. Es ergibt sich das
nachstehende AC-Ersatzschaltbild:
Q1:
1
U 1
A
IC = 2mA
A UCE = 35V
R
1 R2 r b
RL
r c
0+ 1re
U x
U 2
0 150;
Bild 5.3-3: AC-Analyse bei mittleren Frequenzen mit Modellparametern für den Bipolartransistor
als spannungsgesteuerte Stromquelle
Einschränkend soll weiterhin bei mittleren Frequenzen rc und r0
gelten.
Unter den gegebenen Voraussetzungen lässt sich für die Verstärkung und für
r 0
gm Ux r e
=
13;
rb 500;
rc 1M;
VA 75V;
VA r0 re ------ 40k;
UT gm 1 13;