Schaltungstechnik

426 6 Funktionsschaltungen mit FETs
zugeführt. Ab t = 6s wird M1 abgeschaltet. Der Kondensator C1 hält die zugeführte
Ladung. Als nächstes wird M2 bei t = 7s wieder durchgeschaltet. Die
Ladung von C1 verteilt sich somit erneut auf C1 und C2. Es ergibt sich die Spannung
U2 = 0,1V + 0,4V/5 = 0,18V. Wird M2 bei t = 8s abgeschaltet, wird die
Spannung U2 = 0,18V gehalten.
Allgemein erfolgt bei positiver Eingangsspannung eine Zuführung von Ladung
an den Kondensator C1 nach obiger Gleichung während der Schaltperiode T. Der
mittlere Ladestrom bezogen auf eine Schaltperiode T beträgt demnach:
Q1 I ---------- (6.4-25)
T
Durch Koeffzientenvergleich wird deutlich, dass die Schaltungsanordnung bestehend
aus M1, M2 und C1 wie ein Widerstand der Größe
C1 U1 U – 2
U1– U2 = = ----------------------------------- = f C
T
1 U1–
U2 = ----------------------- ;
Requ Requ 1 f C1; (6.4-26)
wirkt. Der äquivalente Widerstand Requ stellt mit C2 einen RC-Tiefpass dar. Bei
einer Schaltperiode von T = 4s und einem Kapazitätswert C1 = 50pF ergibt sich
ein äquivalenter Widerstand der Größe Requ = 80k. Der äquivalente Widerstand
Requ wird bestimmt durch die Schaltfrequenz und durch die Kapazität C1. Damit
geht in die Zeitkonstante des Tiefpasses nur das Kapazitätsverhältnis und die
Schaltfrequenz ein.
Soll bei gleichbleibender Schaltfrequenz die Zeitkonstante verändert werden, so
ist das Kapazitätsverhältnis zu ändern. Als nächstes Experiment wird bei gleicher
Schaltungsanordung der Kondensator C2 von 200pF auf 2nF erhöht. Damit erhöht
sich die Zeitkonstante, wie aus dem Ergebnis in Bild 6.4-30 zu entnehmen ist.
600mV
400mV
200mV
0V
-200mV
-400mV
-600mV
=
u 2
50s 150s 250s 350s
Bild 6.4-30: Ergebnis der TR-Analyse mit C2 = 2nF; Einhüllende: Verlauf von u 2