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Grundlagen der Elektronik 10.10.2016
Gleichstromtechnik:
Strom: ๐ผ =๐๐
๐๐ก=
|๐|๐๐
๐๐ก= |๐|
๐๐ด๐๐
๐๐ก= |๐|๐๐ด
๐๐
๐๐ก= |๐|๐๐ด๐ฃ๐ท = |๐|๐๐ด๐๐ธ = |๐|๐๐ด๐
๐
๐= |๐|๐๐
๐ด
๐๐; [๐ด] Spannung: ๐ = ๐๐ด โ ๐๐ต [๐]
Widerstand und Leitwert
๐ผ = |๐|๐๐๐ด
๐๐ โ ๐ผ = ๐บ๐ =
1
๐ ๐; ๐ = ๐
๐
๐ดโฆ๐๐๐๐๐๐ ๐ก. [๐บ]; ๐บ = ๐
๐ด
๐โฆ๐ฟ๐๐๐ก๐ค๐๐๐ก [๐]
Ohmsches Gesetz:
๐ = ๐ ๐ผ (merke: โURIโ)
Kirchhoffโsche Knotenregel
โ๐ผ๐ = 0 ๐๐ง๐ค. โ ๐ผ๐๐ง๐ข = โ๐ผ๐
๐๐ (wegen Ladungserhaltung) Kirchhoffโsche Maschenregel:
โ๐๐ = 0 (weil โฎ ๏ฟฝโ๏ฟฝ (๐ ) ๐๐ = 0โ )
(1) Spannungspfeile an allen Spannungsquellen von plus nach minus einzeichnen (2) Strompfeile an allen Stromquellen einzeichnen (3) Vermutete Stromrichtung aller Strรถme an allen Knoten einzeichnen (kein Problem, wenn Richtung falsch) (4) Spannungspfeile an allen Widerstรคnden parallel zur eingezeichneten Stromrichtung einzeichnen (5) GLS mit Knoten- und Maschenregel aufstellen (alle Knoten minus einer sind nรถtig) (6) Ersetze im GLS die Spannungen an den Widerstรคnden durch Ui = RiIi
(7) GLS lรถsen
Widerstรคnde in Serie:
๐ ๐๐๐ = โ๐ ๐ durch alle Widerstรคnde flieรt derselbe Strom.
Spannungs-teiler:
๐๐
๐๐๐๐
=๐ ๐
๐ ๐๐๐
; ๐๐๐ ๐ง๐ค๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐กรค๐๐๐๐: ๐1
๐2
=๐ 1
๐ 2
Widerstรคnde parallel:
1
๐ ๐๐๐
= โ1
๐ ๐
; ๐ ๐๐๐ =๐ 1๐ 2
๐ 1 + ๐ 2
An allen Widerst. liegt dieselbe Spannung an
Strom- teiler:
๐ผ๐๐ผ๐๐๐
=๐ ๐๐๐
๐ ๐
; ๐๐๐ ๐ง๐ค๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐กรค๐๐๐๐: ๐ผ1๐ผ2
=๐ 2
๐ 1
Stern-Dreieck: ๐ ๐ด๐ถ =๐ ๐ด๐ ๐ต + ๐ ๐ด๐ ๐ถ + ๐ ๐ต๐ ๐ถ
๐ ๐ต
; ๐ ๐ด๐ต =๐ ๐ด๐ ๐ต + ๐ ๐ด๐ ๐ถ + ๐ ๐ต๐ ๐ถ
๐ ๐ถ
; ๐ ๐ต๐ถ =๐ ๐ด๐ ๐ต + ๐ ๐ด๐ ๐ถ + ๐ ๐ต๐ ๐ถ
๐ ๐ด
Dreieck-Stern: ๐ ๐ด =
๐ ๐ด๐ถ๐ ๐ด๐ต
๐ ๐ด๐ต + ๐ ๐ด๐ถ + ๐ ๐ต๐ถ
; ๐ ๐ต =๐ ๐ด๐ต๐ ๐ต๐ถ
๐ ๐ด๐ต + ๐ ๐ด๐ถ + ๐ ๐ต๐ถ
; ๐ ๐ถ =๐ ๐ด๐ถ๐ ๐ต๐ถ
๐ ๐ด๐ต + ๐ ๐ด๐ถ + ๐ ๐ต๐ถ
Spannungs-quelle:
๐ผ๐๐๐๐: ๐ ๐ = 0,๐ = ๐๐๐๐ ๐ก. ๐ ๐๐๐: ๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐. ๐ผ โโ ๐ โ
Strom- quelle:
๐ผ๐๐๐๐: ๐ ๐ โ โ, ๐ผ = ๐๐๐๐ ๐ก. ๐ ๐๐๐: ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐. ๐ โโ ๐ผ โ
Ersatz- zweipol:
Spannungsqu. mit Ri: ๐ = ๐๐ฟ๐ฟ โ ๐ ๐๐ผ
Stromqu. mit Ri: ๐ผ = ๐ผ๐พ๐ โ๐
๐ ๐; ๐๐ฟ๐ฟ = ๐ผ๐พ๐๐ ๐
Superpositionsprinzip: Nacheinander alle Spannungs- u. Stromquellen bis auf jeweils eine entfernen und mit Ri ersetzen. Aufsummieren.
Wheatstone-Brรผcke: Abgeglichen, wenn ๐ ๐ฟ๐
๐ ๐ฟ๐=
๐ ๐ ๐
๐ ๐ ๐. Innenwiderstand: Spannungsquelle durch KS ersetzen; ๐ = (๐ ๐ฟ๐||๐ ๐ฟ๐) + (๐ ๐ ๐||๐ ๐ ๐)
Voltmeter ideal: ๐ ๐ โ โ. Erweiterung Messbereich: ๐ ๐ in Serie schalten. Z.b. Verzehnfachung: ๐ ๐ = 9๐ ๐ โ ๐ ๐๐๐ = 10๐ ๐.
Amperemeter ideal: ๐ ๐=0 Erweiterung Messbereich: ๐ ๐ parallel schalten. Z.b. Verzehnfachung: ๐ ๐ =1
9๐ ๐ โ ๐ ๐๐๐ =
1
10๐ ๐.
Stromrichtige Messung: Amperemeter auf Verbraucherseite; Strommessung OK; Voltmeter misst um ๐๐ด = ๐ ๐๐ด๐ผ๐ zu viel (subtrahieren!)
Spannungsrichtig (besser) Voltmeter auf Verbraucherseite; Spannungsmessung OK; Amperemeter misst um ๐ผ๐ =๐๐ฟ
๐ ๐๐ zu viel (subtrahieren!)
Leistung: ๐ = ๐๐๐๐
๐๐ก= ๐
๐๐ธ ๐๐
๐๐ก= ๐๐๐ธ๐ฃ๐ท = ๐๐๐๐ธ๐ฃ๐ท = ๐๐ด๐๐๐ธ๐ฃ๐ท = ๐ธ๐ ๐ด๐ฃ๐ท๐๐ =
๐
๐๐ โ ๐ผ โ ๐ = ๐๐ผ (Merke: โPFUIโ) = ๐ผ2๐ =
๐2
๐ [๐]
Leistungsanpassung: Leistung an RL wird maximal, wenn RL=Ri
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Wechselstromtechnik:
Impedanz ๐ = ๐ + ๐๐; R...Wirkwiderstand (Resistanz), X...Blindwiderstand (Reaktanz) ๐ = arctan
๐ผ๐
๐ ๐= arctan
๐
๐
๐ = โ๐ 2 + ๐2; ๏ฟฝฬ๏ฟฝ = ๐๏ฟฝฬ๏ฟฝ; ๐๐ข = ๐ + ๐๐ Admittanz ๐ =
1
๐= ๐บ + ๐๐ต; G...Wirkleitwert (Konduktanz), B...Blindleitwert (Suzeptanz)
Induktivitรคt
๐ฟ = ๐๐๐0๐2๐ด
๐ [๐ป] = [๐บ๐ ]; ๐ข๐ฟ = ๐ฟ
๐๐ผ๐ฟ๐๐ก
; ๐๐ฟ =1
๐ฟโซu๐ฟ(๐ก) ๐๐ก + ๐0
Strom eilt Spannung nachโ ๐๐ < 0
๐ = ๐๐๐ฟ; ๐ = ๐๐ โ ๐๐ผ =๐
2
Induktivitรค-ten in Serie:
๐ฟ๐๐๐ = โ๐ฟ๐ Induktivitรคten parallel:
1
๐ฟ๐๐๐
= โ1
๐ฟ๐
=๐ฟ1๐ฟ2
๐ฟ1 + ๐ฟ2
Kapazitรคt:
๐ถ = ํ0ํ๐๐ด
๐ [๐น] = [
๐
๐บ] ; ๐๐ =
๐๐
๐๐ก= ๐ถ
๐๐ข๐
๐๐ก; ๐ข๐ =
1
๐ถโซ i๐ถ(๐ก) ๐๐ก + ๐ข0
Spannung eilt Strom nach โ Strom eilt vor ๐๐ > 0;
๐ = โ๐1
๐๐ถ; ๐ = ๐๐ โ ๐๐ผ = โ
๐
2
Kapazitรคten in Serie:
1
๐ถ๐๐๐
= โ1
๐ถ๐
=๐ถ1๐ถ2
๐ถ1 + ๐ถ2
Kapazitรคten parallel:
๐ถ๐๐๐ = โ๐ถ๐
RLC Serie ๐ข๐ + ๐ข๐ฟ + ๐ข๐ โ ๐ข = 0 โ u(๐ก) = ๐ i(๐ก) + ๐ฟ๐๐
๐๐ก+
1
๐ถโซ i(๐ก) ๐๐ก
๐ก
0
+ ๐ข๐(0) โ๐๐ข
๐๐ก= ๐ฟ
๐2๐
๐๐ก2+ ๐
๐๐
๐๐ก+
1
๐ถ๐
Energie Induktivitรคt ๐ = โซu(๐ก) i(๐ก) ๐๐ก = โซ๐ฟ
๐๐ผ๐ฟ๐๐ก
๐๐ฟ ๐๐ก = ๐ฟ โซ ๐๐ฟ ๐๐๐ฟ = ๐ฟ๐๐ฟ2
2
Energie Kapazitรคt ๐ = โซu(๐ก) i(๐ก) ๐๐ก = โซ๐ข๐ถ๐ถ
๐๐ข๐
๐๐ก๐๐ก = ๐ถ โซ๐ข๐ ๐๐ข๐ = ๐ถ
๐ข๐ฟ2
2
Effektiv-werte ๐๐๐๐ = โ๐ข2ฬ ฬ ฬ = โ
1
๐โซ u2(๐ก) ๐๐ก
๐
0
=๐
โ2; ๐ผ๐๐๐ = โ๐2ฬ = โ
1
๐โซ i2(๐ก) ๐๐ก
๐
0
=๐ผ
โ2
Wirkleistung ๐๐ =1
๐โซ u(๐ก) i(๐ก) ๐๐ก
๐
๐= ๐๐๐๐๐ผ๐๐๐ cos๐ = ๐ผ๐๐๐
2 ๐ โ Beim Verbraucher wirklich nutzbare Leistung.
Blindleistung ๐๐ต = ๐๐๐๐๐ผ๐๐๐ sin๐ = ๐ผ๐๐๐2 ๐ โ Der Teil der Leistung, der โzurรผckflieรtโ und beim Verbraucher nicht nutzbar ist.
Scheinleist. ๐๐ = ๐๐๐๐๐ผ๐๐๐ = โ๐๐2 + ๐๐ต
2 โ โNaivโ berechnete Leistung, die aber tatsรคchlich insgesamt die Stromleitungen belastet.
Reale C u. L ๐ท = tan๐ฟ =๐๐
๐๐ต=
๐2๐ ๐
๐2๐๐ =
๐ ๐
๐๐ ; ๐ =
1
๐ท; ๐ ๐ = (1 + ๐2)๐ ๐; ๐ท โฆ๐ทรค๐๐๐๐ข๐๐; ๐ฟ โฆ๐๐๐๐๐ข๐ ๐ก๐ค๐๐๐๐๐: ๐ โฆ๐บรผ๐ก๐
Wheatstone-Brรผcke
๐๐ฟ๐
๐๐ฟ๐=
๐๐ ๐
๐๐ ๐ โ (
|๐๐ฟ๐|
|๐๐ฟ๐|=
|๐๐ ๐|
|๐๐ ๐|) โง (๐๐ฟ๐ โ ๐๐ฟ๐ = ๐๐ ๐ โ ๐๐ ๐)
RLC Serien-schwingkreis
๐ = ๐ + ๐ (๐๐ฟ โ1
๐๐ถ) = ๐ (1 + ๐๐๐ฃ); ๐ฃ =
๐
๐0โ
๐0
๐ Gรผte: ๐ =
๐๐ต
๐๐=
(๐ผ๐๐๐2 )๐๐๐๐
๐ฟ/๐ถ
(๐ผ๐๐๐2 )๐
=๐0๐ฟ
๐ =
1
๐0๐ถ๐ =
1
๐ โ
๐ฟ
๐ถ; Dรคmpfung ๐ท =
1
๐
Resonanz: Im(๐) = 0 โ ๐๐ฟ โ1
๐๐ถ= 0 โ ๐0 =
1
โ๐ฟ๐ถโ |๐| โ ๐๐๐. ; ๐ผ โ ๐๐๐ฅ. ; ๐ = 0ยฐ;
๐ข๐ถ/๐ฟ
๐ขโ
๐
โ1+(๐๐ฃ)2 รผberh.
Band- breite
๐ต =๐0
๐
RLC Parallel-schwingkreis
๐ =1
๐ + ๐ (๐๐ถ โ
1
๐๐ฟ) =
1
๐ (1 + ๐๐๐ฃ); ๐ฃ =
๐
๐0โ
๐0
๐ Gรผte: ๐ =
๐๐ต
๐๐=
(๐๐๐๐2 )๐ต๐๐๐
๐ฟ/๐ถ
(๐๐๐๐2 )๐บ
=๐0๐ถ
๐บ=
1
๐0๐ฟ๐บ=
1
๐บโ
๐ถ
๐ฟ= ๐ โ
๐ถ
๐ฟ; ๐ท =
1
๐
Resonanz: Im(๐) = 0 โ ๐๐ถ โ1
๐๐ฟ= 0 โ ๐0 =
1
โ๐ฟ๐ถโ |๐| โ ๐๐๐. ; ๐ โ ๐๐๐ฅ. ; ๐ = 0ยฐ;
๐๐ถ/๐ฟ
๏ฟฝฬ๏ฟฝโ
๐
โ1+(๐๐ฃ)2 รผberh.
Band- breite
๐ต =๐0๐
Hochpass ๐ช๐น: ๐๐ป๐ =
๐2
๐1=
๐ 1
๐๐๐ถ+๐
=๐๐๐ ๐ถ
1+๐๐๐ ๐ถ; ๐น๐ณ: ๐๐ป๐ =
๐๐๐ฟ
๐ +๐๐๐ฟ=
๐๐๐ฟ
๐
1+๐๐๐ฟ
๐
; ๐๐๐๐.: ๐๐ป๐ =๐๐๐
1+๐๐๐ ๐๐๐ก ๐ = ๐ ๐ถ =
๐ฟ
๐ ; ๐๐ =
1
๐; ๐ = arctan
1
๐๐
๐๐ป๐(๐ โ 0) = 0; ๐๐ป๐(๐ โ 0) =๐
2(๐๐๐๐ก ๐ฃ๐๐); ๐๐ป๐(๐๐) =
1
โ2; ๐๐ป๐(๐๐) =
๐
4; ๐๐ป๐(๐ โ โ) = 1; ๐๐ป๐(๐ โ โ) = 0
Tiefpass: ๐น๐ช: ๐๐๐ =
๐2
๐1=
1
๐๐๐ถ1
๐๐๐ถ+๐
=1
1+๐๐๐ ๐ถ; ๐ณ๐น: ๐๐๐ =
๐
๐ +๐๐๐ฟ=
1
1+๐๐๐ฟ
๐
; ๐๐๐๐.: ๐๐๐ =1
1+๐๐๐ ๐๐๐ก ๐ = ๐ ๐ถ =
๐ฟ
๐ ; ๐๐ =
1
๐; ๐ = โarctan๐๐
๐๐๐(๐ โ 0) = 1; ๐๐๐(๐ โ 0) = 0; ๐๐๐(๐๐) =1
โ2; ๐๐๐(๐๐) = โ
๐
4; ๐๐๐(๐ โ โ) = 0; ๐๐๐(๐ โ โ) = โ
๐
2
Impuls- verhalten:
Ausschaltvorgang (RC-Entladung):๐ข2๐ป๐ = โ๐0๐โ
๐ก
๐; ๐ข2๐๐ = ๐0๐โ๐ก/๐;
Einschaltvorgang. (RC-Aufadung): ๐ข2๐ป๐ = ๐0๐โ๐ก/๐; ๐ข2๐๐ = ๐0(1 โ ๐โ๐ก/๐)
๐๐[๐๐ต] = 10 log(๏ฟฝฬ๏ฟฝ2/๏ฟฝฬ๏ฟฝ1)
๐๐[๐๐ต] = 20 log(๐2/๐1); ๐๐ผ[๐๐ต] = 20 log(โฆ )
Vierpol (๐ข1
๐ข2) = (
๐11 ๐12
๐21 ๐22)(
๐1๐2
) ๐11 โฆ eingangseitiger LL-Widerstand (LL am Ausg.) ๐22 โฆ ausgangsseitiger LL-Widerstand (๐1 = 0)
๐12 โฆ๐พ๐๐๐๐ค๐๐๐๐๐ ๐ก๐๐๐ ๐๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐๐๐ค๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐๐ก๐ (๐ข1/๐2)
๐21 โฆ๐พ๐๐๐๐ค๐๐๐๐๐ ๐ก๐๐๐ ๐ฃ๐๐๐ค๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐๐ก๐ (๐ข2/๐1)
Idealer Trafo ๐ข2 =๐2
๐1
๐ข1; ๐1 =๐1
2
๐22 ๐2 Hauptinduktivitรคt ๐ฟ1 =
๐12๐๐๐0๐ด
๐; ๐1 =
๐2
๐1๐2 +
๐ข1
๐๐๐ฟ1
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Ortskurven:
Halbleiterdioden:
Si, undotiert: Groรe Bandlรผcke, nur wenige Elektronen (e-) kommen vom Valenzband (VB) ins Leitungsband (LB) โ schlechte Leitung
n-Dotierung:
Donatoratome (z.B. P, As) haben ein Elektron zu viel. Geringer Abstand zwischen Donatorniveau und Leitungsband (LB) โ Mehr Elektronen im Leitungsband (โMajoritรคts-ladungstrรคgerโ) im Leitungsband โ gute Leitung.
p-Dotierung:
Akzeptoratome (z.B. B, Al, Ga) haben ein Elektron zu wenig. Geringer Abstand zwischen Akzeptorniveau und Valenzband VB โ Lรถcher (โMajoritรคtsladungstrรคgerโ) im Valenzband โ gute Leitung.
pn-รbergang
Im รbergangsber. diffundieren Elektronen von n nach p und fรผllen die Lรถcher auf โ Ladungstrรคgerdichte=0, Raumladung (RL) im Sperrbereich ist negativ im p-Bereich und positiv im n-Bereich.
Sperrichtung: โ+โ-Spannung bei n, Minus bei p โ Lรถcher und Elektronen werden von Sperrschicht weiter โweggezogenโ, die Sperrschicht wird grรถรer.
Durchlassrichtung: โ+โ-Spannung bei p, Minus bei n โ Rekombination in Sperrschicht, Diode leitet.
Kniespanng. ๐๐พ โ 0,7๐ (wenn I klein โ 0,6๐, wenn I groร โ 0,8๐). Kennlinie: ๐ผ = ๐ผ0(๐๐๐/๐๐ต๐ โ 1); ๐ผ0 โฆ๐รค๐ก๐ก๐๐๐ข๐๐๐ ๐ ๐ก๐๐๐
Zener-Diode In Sperrrichtung betrieben. Starke Dotierung โ hohe RL in RL-Zone. รber UZ starker Stromanstieg. I soll nicht unter IZ โ 10mA. Zwei Effekte: (1) Zener-Effekt: Bei UZ<5V spontane Erzeugung von Elektronen-Loch-Paaren in der Sperrschicht. (2) Lawineneffekt: Bei groรem U bekommen Minoritรคtsladungstrรคger genug Ekin, um weitere e--Loch-Paare zu erzeugen.
Gleichrichter:
Einweggleichrichter mit Siebkondensator 2-Weg Gleichr. mit MP-Anzapf. und Siebkondensator Graetz-Gleichrichter mit Siebkondensator
๐๐ฟ๐ฟ = ๐1 โ ๐๐พ; ๐2๐๐๐ฅ = ๐๐ฟ๐ฟ; ๐2๐๐๐ = ๐๐ฟ๐ฟ โ ๐๐ต๐ ;
๐๐ต๐ =๐ผ๐ฟ
๐๐ถ๐บ; ๐๐ต๐ = ๐1
๐๐๐๐ฅ๐ ๐๐๐๐
= ๐1๐ ๐ ; ๐๐ท๐๐๐๐ = ๐๐พ๐ผ๐๐๐
๐๐ฟ๐ฟ = ๐1 โ ๐๐พ; ๐2๐๐๐ฅ = ๐๐ฟ๐ฟ; ๐2๐๐๐ = ๐๐ฟ๐ฟ โ ๐๐ต๐ ;
๐๐ต๐ =๐ผ๐ฟ
2๐๐ถ๐บ; ๐๐ต๐ = 2๐1
๐๐๐๐ฅ๐ ๐๐๐๐
= 2๐1๐ ๐ ; ๐๐ท๐๐๐๐ =1
2๐๐พ๐ผ๐ฟ ๐๐๐
๐๐ฟ๐ฟ = ๐1 โ 2๐๐พ; ๐2๐๐๐ฅ = ๐๐ฟ๐ฟ; ๐2๐๐๐ = ๐๐ฟ๐ฟ โ ๐๐ต๐ ;
๐๐ต๐ =๐ผ๐ฟ
2๐๐ถ๐บ; ๐๐ต๐ = 2๐1
๐๐๐๐ฅ๐ ๐๐๐๐
= ๐1๐ ๐ ; ๐๐ท๐๐๐๐ =1
2๐๐พ๐ผ๐ฟ ๐๐๐
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Spannungsstabilisierung mit Z-Diode:
๐ = ๐๐ ๐๐๐
๐ผ๐ ๐๐๐ฅ=
๐1๐๐๐โ๐๐
๐ผ๐ฟ๐๐๐ฅ+๐ผ๐๐๐๐ Bei U1min โ IR = ILmax+IZmin
๐๐ ๐๐๐ฅ = ๐๐ ๐๐๐ฅ
2
๐ =
(๐1๐๐๐ฅโ๐๐)2
๐ PR max., wenn U1 max.
๐ผ๐๐๐๐ฅ =๐๐ ๐๐๐ฅ
๐ =
๐1๐๐๐ฅโ๐๐
๐ IZ max., wenn U1 max.
๐๐๐๐๐ฅ = ๐๐๐ผ๐๐๐๐ฅ PZ max., wenn IZ max.
๐๐2
๐๐1=
๐๐
๐ +๐๐งโ
๐๐
๐ ; โ๐2๐๐๐ฅ = โ๐1๐๐๐ฅ
๐๐2
๐๐1
Transistoren:
NPN-Transistor
Bipolarer Transistor: B .. Basis, C โฆ Kollektor, E โฆ Emitter Liegt an BE eine Spannung Uโ0,7V an โ Elektronen aus der n-Schicht des Emitters rekombinieren mit Lรถchern in der BE-Sperrschicht โ kleiner Strom IB flieรt. E ist sehr stark dotiert โ viel mehr Elektronen als fรผr IB โnรถtigโ vorhanden โ die meisten Elektronen flieรen von E nach C โ groรer Kollektorstrom IC flieรt (Stromverstรคrkung ฮฒ)
Alternativ: PNP-Transistor
Feldeffekt Transis-
toren (FETs)
D โฆ Drain G โฆ Gate S โฆ Source
Transistorschaltungen:
Grundschaltungen Einfache Kollektorschaltung
Benannt nach gemeinsamen E/A-Anschluss
๐2 = ๐1 โ ๐๐ต๐ธ |๐๐ต๐ธ โ 0,7๐ ๐ผ๐ธ โ ๐ผ๐ถ = ๐ฝ๐ผ๐ต ๐2 = ๐ ๐ฟ๐ผ๐ธ โ ๐ ๐ฟ๐ฝ๐ผ๐ต ๐ฃ๐ข โ 1; ๐ฃ๐ โ ๐ฝ
Einfache Emitterschaltung (ES) ES mit Basis-Vorwiderstand ES mit Stromgegenkopplung
Stromansteuerung: ๐ผ๐ถ = ๐ฝ๐ผ๐ต โ ๐ฃ๐ = ๐ฝ ๐2 = ๐+ โ ๐ ๐ถ๐ผ๐ถ Spannungsansteuerung:
๐ฃ๐ข =๐๐2
๐๐1= โ๐ฝ
๐ ๐ถ
๐๐ต๐ธ
๐ผ๐ถ = ๐ฝ๐ผ๐ต โ ๐ฃ๐ = ๐ฝ
๐ 1 =(๐+โ๐๐ต๐ธ)
๐ผ๐ถ/๐ฝ
๐ ๐ถ =๐+โ๐๐ถ๐ธ
๐ผ๐ถ
๐๐ ๐ธ = ๐1 โ ๐๐ต๐ธ |๐๐ต๐ธ โ 0,7๐
๐ผ๐ธ =๐๐ ๐ธ
๐ ๐ธ=
๐1โ๐๐ต๐ธ
๐ ๐ธ; ๐ผ๐ถ โ ๐ผ๐ธ
๐๐ ๐ถ = ๐ ๐ถ๐ผ๐ถ = ๐ ๐ถ(๐1โ๐๐ต๐ธ)
๐ ๐ธ
๐2 = ๐+ โ ๐๐ ๐ถ = ๐+ โ ๐ ๐ถ(๐1โ๐๐ต๐ธ)
๐ ๐ธ
๐ผ๐ต =๐ผ๐ถ
๐ฝ= ๐ ๐ถ
(๐1โ๐๐ต๐ธ)
๐ฝ๐ ๐ธ
๐ฃ๐ข = โ๐ ๐ถ
๐ ๐ธ
Komplette Emitterverstรคrkerstufe mit AP-Stabilisierung und Koppelkondensatoren
Arbeitspunkt:
๐ ๐ถ =๐+โ๐๐ถ๐ธโ๐๐ ๐ธ
๐ผ๐ถ |๐ครคโ๐๐ ๐๐ถ๐ธ =
๐+
2
๐ ๐ธ =๐๐ ๐ธ
๐ผ๐ธโ
๐๐ ๐ธ
๐ผ๐ถ
๐ 1 =๐+โ๐๐ต๐ธโ๐๐ ๐ธ
๐ผ๐ต+๐ผ๐ 2|๐ผ๐ต =
๐ผ๐ถ
๐ฝ; ๐ครคโ๐๐ ๐ผ๐ 2 = 10๐ผ๐ต
๐ 2 =๐๐ต๐ธ+๐๐ ๐ธ
๐ผ๐ 2=
๐๐ต๐ธ+๐๐ ๐ธ
10๐ผ๐ต
Wechselstromeigenschaften:
๐ฃ๐ข = โ๐ฝ๐ ๐ถ||๐ ๐ฟ
๐๐ต๐ธ (๐โ๐๐ ๐ถ๐ธ: ๐ฃ๐ข = โ
๐ ๐ถ||๐ ๐ฟ
๐ ๐ธ) ; ๐ฃ๐ = ๐ฝ
๐ฃ๐ = |๐ฃ๐ข๐ฃ๐ |
๐๐๐ = ๐๐ต๐ธ||๐ 1||๐ 2(๐โ๐๐ ๐ถ๐ธ: ๐๐๐ = (๐๐ต๐ธ + ๐ฝ๐ ๐ธ)||๐ 1||๐ 2) ๐๐๐ข๐ก = ๐ ๐ถ||๐๐ถ๐ธ โ ๐ ๐ถ (๐โ๐๐ ๐ถ๐ธ: ๐๐๐ข๐ก = ๐ ๐ถ||(๐๐ถ๐ธ + ๐ ๐ธ) โ ๐ ๐ถ)
๐ถ1 โฅ1
๐๐๐๐๐; ๐ถ2 โฅ
1
๐๐๐ ๐ฟ; ๐ถ๐ธ โฅ
10
๐๐๐ ๐ธ
Kennlinienfeld Emitterschaltung mit Stromansteuerung Kennlinienfeld Emitterschaltung mit Spannungsansteuerung
Sperrbereich
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Weitere Transistorschaltungen:
Stabilisierte Versorgungsspannung Stromquelle Darlington-Schaltung
๐2 = ๐๐ โ ๐๐ต๐ธ
Kollektorscha- ltung: Niedriger Innenwiderstand
Im Vergleich mit Z-Diode alleine: ฮฒ-facher Strom
๐๐ ๐ธ = ๐๐ โ ๐๐ต๐ธ ๐๐ ๐ธ = ๐๐๐๐ ๐ก.
๐ผ๐ธ =๐๐ ๐ธ
๐ ๐ธ= ๐๐๐๐ ๐ก.
๐ฝ = ๐ฝ1 + ๐ฝ2(1 + ๐ฝ1) โ ๐ฝ1๐ฝ2
Gegentakt-Endstufe Schalter
Sperrbetrieb: ๐ผ๐ต = 0, ๐ผ๐ถ = 0
Sรคttigung:
๐ผ๐ถ๐๐๐ฅ =๐+
๐ ๐ฟ
Operationsverstรคrker:
Idealer OP: (1) Verstรคrkung ohne Rรผckkopplung, sog. โGeradeausverstรคrkungโ Aโโ; (2) Eingangsstrom Iin=0; (3) Eingangsimpedanz Zinโโ
Invertierender Verstรคrker Nichtinvertierender Verstรคrker
๐ผ1 = โ๐ผ2 ๐๐ โ 0
๐2 = โ๐1
๐ 2
๐ 1
๐๐๐ = ๐ 1; ๐๐๐ข๐ก โ 0
๐1 = ๐๐
๐๐ข =๐2
๐1=
๐ 1+๐ 2
๐ 1
๐ผ1 โ 0; ๐๐๐ โ โ (โElektrometerverstรคrkerโ)
Addierer (Summierverstรคrker) Subtrahierer (Differenzverstรคrker)
๐ผ1๐ + ๐ผ1๐ + ๐ผ1๐ = โ๐ผ2 ๐๐ โ 0
๐2 = โ(๐1๐
๐ 1๐+
๐2๐
๐ 2๐+
๐3๐
๐ 3๐)๐ 2
๐ 1
๐ 2=
๐ 3
๐ 4
๐2 =๐ 2
๐ 1(๐1+ โ ๐1โ)
Integrierer (Tiefpass) Differenzierer (Hochpass)
๐ข2 = โ๐ข11/๐๐๐ถ
๐ = โ
๐ข1
๐๐๐ ๐ถ
u2(๐ก) = โ1
๐ ๐ถโซ u1(๐) ๐๐
๐ก
0
๐๐ =1
๐=
1
๐ ๐ถ; bei ๐๐ ist ๐๐ข = 1
๐ข2 = ๐ข1๐
1/๐๐๐ถ= ๐๐๐ ๐ถ๐ข1
u2(๐ก) = โ๐ ๐ถ๐ u1(๐ก)
๐๐ก
๐๐ =1
๐=
1
๐ ๐ถ; bei ๐๐ ist ๐๐ข = 1
Verlustleitung und Erwรคrmung:
Wรคrmeรผbergangswiderst.: ๐ ๐กโ๐๐๐ [๐พ
๐] Maximalleistung: ๐๐๐๐ฅ๐ ๐๐๐
๐กโ๐๐๐ = ๐๐๐๐ฅ โ ๐๐ข Bei mehreren therm. รbergรคngen: ๐ ๐๐๐ ๐กโ๐๐๐ = โ๐ ๐
๐กโ๐๐๐