Schaltungstechnik

5.3 Wichtige Funktionsprimitive mit BJTs 333
5.3.8 Verstärker mit Stromquelle als Last
Verstärker mit einer aktiven Stromquelle als Last ermöglichen hochohmige Lastkreise,
was zu hohen Verstärkungen bei größtmöglicher Aussteuerung führt. Bild
5.3-47 zeigt ein konkretes Realisierungsbeispiel eines verstärkenden Transistorelements
Q1 mit einer Stromquelle im Lastkreis. Um einen stabilen Arbeitspunkt bei
größtmöglicher Aussteuerung zu erhalten, ist es zweckmäßig den Arbeitspunktstrom
eines Bipolartransistors Q1 über eine Stromquelle am Ausgangskreis einzuprägen.
Neben der Vorteile für das DC-Verhalten ergeben sich auch signifikante
Vorteile für das AC-Verhalten. AC-mäßig liegt am Ausgangsknoten eine hochohmige
Last vor wegen des hochohmigen Innenwiderstands der Laststromquelle.
Allerdings muss die DC-Ausgangsspannung an Knoten 2 festgelegt werden, da der
verstärkende Transistor Q1 als Stromquelle auf eine Laststromquelle mit Q2 arbeitet.
Durch die Parallelgegenkopplung mit R2 und R1 von Q1 wird die DC-Ausgangsspannung
definiert. Nachteilig ist, dass R2 den Ausgang AC-mäßig belastet.
C 1 1
U 1
Q 3
300
R0 9k
R2 35k
R1 7k
300
Bild 5.3-47: Verstärker mit Q1 und mit Stromquelle (Q2 und Q3) als Lastkreis
DC-Analyse: In der Beispielschaltung erhält man aufgrund von R0 an Q3 einen
Arbeitspunktstrom ICQ31mA . Bei gleichen Steuerspannungen der seriengegengekoppelten
Transistoren Q2 und Q3 wird UBE Q2 = UBE Q3 . Auch ohne
Seriengegenkopplung ist wegen UBE = UT lnICIS,
bei gleichen Transistoren
mit demselben Sättigungssperrstrom ISQ3 = ISQ2der Kollektorstrom von Q3
gleich dem von Q2. Damit wird ICQ3 = ICQ2 , wenn die Transistoren im Normalbetrieb
arbeiten. Im betrachteten Beispiel ist der Arbeitspunktstrom von Q1
gegeben durch ICQ1= 09m , A . Die Spannung an Knoten 2 wird:
UCE Q1 =
42V , . Die Parallelgegenkopplung von Q1 mit R2 und R1 ist notwendig,
um UCE von Q1 geeignet einstellen zu können.
Als nächstes gilt es, die Ausgangs-Aussteuerbarkeit zu betrachten. Aufgrund der
gegebenen Beschaltung ist dann UEC,Q2 = UB – UCE,Q1. Damit ergibt sich im Aus-
10V
Q2 2
Q 1