Schaltungstechnik

7.1 Differenzstufen 443
V1
+
-
0
1
0V
7.021uA
0V
RB1
100
10.00V
V2
0
+ -
1.972mA 0V
DC = 10V
RC1
RC2
5k
5k
2-
2+
5.069V
Q1 986.1uA
5.069V
986.1uA Q2
RB2
-702.1uV Q2N3904
-993.2uA
3
Q2N3904 7.021uA
-993.2uA
100
-664.4mV
1.986mA
RE
4.7k
-10.00V
V3
+ -
1.986mA
DC = -10V
Bild 7.1-8: DC-Analyse der emittergekoppelten Differenzstufe mit RE anstelle der Stromquelle
Der Widerstand RE ist so dimensioniert, dass wiederum I 0 = 2mA ist. Der Lastkreis
ist mit RC1 bzw. RC2 = 5k so ausgelegt, dass sich zwischen dem Lastwiderstand
und U CE die verfügbare Versorgungsspannung etwa hälftig aufteilt.
Wobei an U CE mit U CE,min = 0,7V eben diese Mindestspannung von 0,7V mehr
abfallen soll als am Lastwiderstand RC, um hinreichend Abstand zu U CE,sat zu
erhalten, falls der Transistor bei entsprechender Ansteuerung den vollen Strom von
2mA zieht.
Nach Festlegung des Arbeitspunktes und der Widerstände im Lastkreis wird in
einem Experiment eine AC-Analyse der Differenzstufe durchgeführt. Für eine
Abschätzung der Ergebnisse gilt die AC-Ersatzanordnung in Bild 7.1-9.
Experiment 7.1-3: Differenzstufe_Emgek_RE – ACAnalyse mittels des
SimulationProfile „AC“.
Ist RG* nicht zu hochohmig, so teilt sich die Eingangsspannung U 1 hälftig auf
U BE,Q1 und U EB,Q2 auf. Der Widerstand RE hat bei Differenzansteuerung keinen
Einfluss, da der Widerstand Z x (siehe Bild 7.1-9) in der Regel sehr viel niederohmiger
ist als RE. Für Z x erhält man näherungsweise:
Zx =
reQ2
+ rbQ2 + R
G 0+ 1;
Im gegebenen Beispiel bei einem Arbeitspunktstrom von 1mA des Einzeltransistors
ergibt sich damit näherungsweise ein Zweigwiderstand Z x = 26
Bei höheren Frequenzen wird aufgrund der Diffusionskapazität zwischen innerer
Basis und Emitter die Steuerspannung U B’E an den Transistoren Q1 bzw. Q2
zunehmend kurzgeschlossen. Nur die Steuerspannung U B’E wird mit der Steilheit
g m verknüpft und bildet einen Ausgangsstrom. Daraus ergibt sich ein Tiefpassverhalten.
0
0
(7.1-9)