Schaltungstechnik

6.2 Arbeitspunkteinstellung und Arbeitspunktstabilität 381
wird, um Verzerrungen zu vermeiden. Selbstverständlich ist darüber hinaus zu
gewährleisten, dass die zulässigen Grenzdaten (u.a. zulässige Höchstspannungen)
nicht überschritten werden. Bei den gesperrten pn-Übergängen stellt sich beim
Überschreiten der zulässigen Höchstspannungen der Durchbrucheffekt ein. Im
Weiteren gilt der Arbeitspunktstabilität besondere Aufmerksamkeit.
Die Arbeitspunktstabilität ist in der Praxis außerordentlich wichtig, da nur bei
einem stabilen Arbeitspunkt gleichbleibende Qualität eines Produktes in der Fertigung
und im Betrieb gewährleistet ist. Besonders hohe Anforderungen ergeben
sich bei gleichspannungsgekoppelten analogen Schaltungen. Beim Feldeffekttransistor
wird die Arbeitspunktstabilität durch folgende Einflussgrößen beeinträchtigt:
Exemplarstreuungen von UP bzw. IDS (siehe Bild 6.2-5);
Temperaturabhängigkeit des Rekombinationssperrstroms IGSS : z.B. 1nA bei
25°C und ca. 1A bei höheren Temperaturen (>100°C);
Temperaturabhängigkeit der Übertragungskennlinie, d.h. Temperaturabhängigkeit
von UP und IDS und damit Temperaturabhängigkeit der Steilheit gm .
a)
I D
UP Änderung T Änderung
UP
I DS
TK-Nullpunkt
0 0
UGS UP U GS
Bild 6.2-5: Parameterstreuung bezüglich der Arbeitspunktstabilität; a) Streuung der
Schwellspannung; b) Temperatureinfluss
Zu den genannten Streuungen des aktiven Elementes kommen noch die Streuungen
der Schaltungselemente zur Arbeitspunkteinstellung:
Bauelementestreuungen: z.B. RD => RD1 p;
Versorgungsspannungsschwankungen.
Im Folgenden werden einige Beispielschaltungen zur Arbeitspunkteinstellung
betrachtet. Bild 6.2-6 vergleicht einige Schaltungsvarianten bezüglich der Arbeitspunktstabilität.
b)
I D
I DS