Schaltungstechnik

308 5 Funktionsschaltungen mit Bipolartransistoren
Für die Bestimmung des Ausgangswiderstands ist eine besondere Messschaltung
erforderlich (Bild 5.3-10). Sie muss bei „ausgeschalteter“ Signalspannung am Eingang
so ausgelegt werden, dass der gegebene Arbeitspunkt nicht verändert wird.
Der Signalspannung an Knoten 2 wird ein DC-Wert von 7V überlagert.
Bild 5.3-10: Messschaltung zur Bestimmung des Ausgangswiderstands
Experiment 5.3-2: Emitter1sch_out
Bei tiefen Frequenzen wirkt die Seriengegenkopplung, die den Innenwiderstand
am Ausgang hochohmiger macht, bei mittleren Frequenzen ist der Ausgangswiderstand
etwa gleich dem „Early“-Widerstand r0 . Bereits oberhalb einigen 100kHz
wird im Beispiel der Innenwiderstand der spannungsgesteuerten Stromquelle
zunehmend niederohmiger als r0 . Bei einem Lastwiderstand von ca. 1,8k ist dann
der Innenwiderstand der Stromquelle nicht mehr vernachlässigbar. Der zunehmend
niederohmige Innenwiderstand vermindert dann die Verstärkung des Verstärkerelementes.
Bild 5.3-11 zeigt das Ergebnis des wirksamen Innenwiderstandes am Ausgang
des Transistors mit den Abschätzwerten. Je niederohmiger der
Basisbahnwiderstand rb ist, um so hochohmiger ist der Innenwiderstand der Stromquelle
über einen größeren Frequenzbereich am Ausgang des Transistors bei gegebener
Sperrschichtkapazität Cc. Rauschanalyse: Ermöglicht man im Simulation Profile des Experiments 6.3-1
der Schaltung von Bild 5.3-6 die Rauschanalyse, so erhält man im Ergebnis die
äquivalente spektrale Rauschspannung am Ausgang (VONOISE) und die auf den
Eingang umgerechnete wirksame spektrale Rauschspannung (VINOISE). Die
Rauschzahl F bei einer bestimmten Frequenz (z.B. bei f = 10kHz) ergibt sich mit
RG = R1||R2 = 10k und mit der entsprechenden äquivalenten spektralen Rauschspannung
VINOISE am Eingang aus:
VINOISE
F
Das logarithmische Maß der Rauschzahl in dB ist 10logF. Bild 5.3-12 zeigt das
Ergebnis der Rauschanalyse der Schaltung in Bild 5.3-6.
2
= ----------------------------- ;
(5.3-6)
4 k T RG