evtl. C th,j / C th,c Kühlkörper NTC's ("negative temperature coefficient" Heißleiter) Sonstiges Temperatur, die an der Sperrschicht abfällt: T J

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1 Kühlkörper Temperatur, die an der Sperrschicht abfällt: T J P V ( th,jc th,ck th,k T anfänglicher Temperaturanstieg: (um Temperatursensoren zu dimensionieren (Überwachung P V0 th J τ th T t P V0 C th,k Wärmekapazität Kühlkörper: C th c V m [Ws/K] (m...masse; c V...C : 0,38 Ws/gK, l: 0,9 Ws/gK, Si: 0,73 Ws/gK thermische Zeitkonstante τ: τ th th,k C th,k Leistung: P I ² I² Temperatur, [K] Junction Sperrschicht Leistung, I [mw] Case Gehäuse, th [ K W ] K Kühlkörper C th [ Ws K ] T J evtl. C th,j / C th,c mbient mgebung NTC's ("negative temperature coefficient" Heißleiter wenn α<0 ( - 0,0K bis - 0,06 K nenn ( α T α B T² Widerstand des NTCs (T N e B ( T T N Messung der Materialkonstante B: α bekannt, T T N klein TT B ln T T T 98K (5 C T 373K (00 C Widerstand des NTCs bei Nenntemp. (T (T N [ α (T -T N ] T Temperatur in [K] T N Nenntemperatur (meist 93K0 C N Nennwiderstand (bei Nenntemperatur α B Temperaturkoeffizient [/K] Materialkonstante / Temperaturbeiwert in [K] ( K in ealität ist B temperaturabhängig Sonstiges Widerstand im Leiter: γ l κ l γ...elektr. Leitfähigkeit κ...spezifischer Widerstand Lichtgeschwindigkeit: km/s 30 cm/ns

2 Transistoren mitterschaltung Gleichspanung B Q B0 B 0 B0 ichtlinie für gute Temperaturstabilität des P: 0 rbeitsgerade ingang f( B rbeitsgerade usgang I C f( C : B LL Q B B LL Q (Leerlaufspannung LL mit B (B B B B Q C (Kurzschlussstrom Die '' kann hier vernachlässigt werden, B 0 mitterschaltung Wechselspannung: Spannungsverstärkung: ingangswiderstand: usgangswiderstand: 3 db Grenzfrequenz: ohne C v C Last L v u in L r i r B B (r B β ; C ingang: f g π C ( i r B T 6mV mit C (X C 0 --> fällt raus v d a d e u a u e v s ( C r C β r B ( C r C u e i e r B B B u a i a r C C ugang: f g π C ( L

3 Kollektorschaltung Gleichspanung B Q B0 B 0 B0 ichtlinie für gute Temperaturstabilität des P: 0 rbeitsgerade ingang f( B rbeitsgerade usgang I C f( C : B LL Q B B LL Q (Leerlaufspannung LL mit B (B B B B Q C (Kurzschlussstrom Die '' kann hier vernachlässigt werden, B 0 Kollektorschaltung Wechselspannung: Spannungsverstärkung: v u ( a 0,6V ingangswiderstand: usgangswiderstand: 3 db Grenzfrequenz: Last L v u in L r i B B [r B β( L ] r B ( q B B β ingang: f g π C ( i mit r B T 6mV ugang: f g π C ( L Kaskadierung von Verstärkerstufen: L v u,ges u a u q u a v u v L r u u e q r q e u e u e Gesamtverstärkung: Produkt aus inzelverstärkungen und Spannungsteilerregel

4 Modelle Modell-Großsignal-DC: (bers-moll-modell für NPN-Transistor I C B B...Großsignalverstärkung Kleinsignal NF Transistor-Modell-C: alle Spannungen und Ströme sind Kleinsignal C-Größen --> kleingeschrieben Gleichspannungsanteil weg β...kleinsignal Stromverstärkung (überschlägig β B Tangente im P der B-Dioden Kennlinie: S β I C r B T Steilheit der B-Diode i C S B Spannungsgesteuerte Stromquelle r B T T 6mV bei 0 C r C ea C I C ea I C (für ea >> C arly-ffekt Sonstiges vom Transistor Verstärkergrundschaltungen: Thermisches Verhalten: rhöhung Temp.: B F größer um etwa 0,6%/K estströme größer (0K höher --> doppelteststrom B kleiner (wenn konst. --> B um -3 mv/k kleiner --> B -Diodenkennlinie wandert nach links B 5 C B 5 C, (B Verstärkungsfaktor, 5 C 5 C ϑ 0 I C0 B 5 estströme I CO > I CS > I CBO I CO B F I CBO B F I CBO F F...Stromverteilungsfaktor Kollektor/mitter Klirrfaktor: Bei u B, sin ωt : k, 4 T ( T 6mV bei 0 C

5 OP Grundschaltungen: Differenzverstärker: usgangsspannungen: Widerstände und Verstärkung: gleiche Farbe gleiche Widerstände v K grün v K grün v 3 K grün usgang v ( v ( 0V v 3 (5V 0V Ivertierender Verstärker: v Nachteil: v Nicht invertierender Verstärker: v Vorteil: v 0Ω Impedanzwandler: (nicht inv. Verstärker mit 0 In out I 0Ω Spannungsgesteuerte Stromquelle: Stromsummierer, /I-Wandler: Spitzengleichrichter: out N k Der reale OP K K Grenzfrequenz und Transitfrequenz des OPs: Ohne Diode C wirkungslos Diode I OP OT 0kΩ Das Produkt aus v und f G ist konstant je höher die Frequenz, desto kleiner v OP OT Diode Wenn f > f G, so nimmt v u mit 0dB/Dekade ab. f T Transitfrequenz: Frequenz, bei der v u Slew-ate: u0 G hier: v u 0 v f const vu Slew-ate: Die usgangsspannung des OPs kann sich innerhalb einer Zeit nur um einen bestimmten Betrag ändern. Beispiel: V/ns out kann sich innerhalb von ns um maximal V ändern uhestromkompensation: Damit die Schaltung kompensiert ist, müssen die Widerstände an und gleich groß sein. Die Spannungsquellen sind aus Sicht des OPs wie 0Ω. 3 Wenn kompensiert dann: 4! f T

6 Transitfrequenz (f T : 00000,00 D f g 0Hz Frequenzgänge Betrag der Verstärkung in 3 Fällen 0000,00 OP (Leerlaufverstärkung , Grenzfrequenz: 0Hz Verstärkung 000,00 00,00 0,00 v 0 00 v 0 0 f G 0kHz f G 00kHz f T MHz D des OPs V des. nicht-inv. Verst. V des. nicht-inv. Verst. 40 db Verstärker (rot 0 db Verstärker (blau,00,00 0,00 00,00 000, , , , ,00 0,0 Frequenz in Hz Verstärkungs-Bandbreiten-Produkte: * 0 Hz 00 * 0kHz 0 * 00kHz MHz schwarze Gerade immer mit 0dB/Dekade nach unten 3dB-Grenzfrequenz: f G f T v u Phase: Phase in Frequenzgänge,00 0,00 00,00 000, , , , ,00 0,00-0,00-0,00 f G 00kHz -30,00-40, ,00-60,00-70,00-80,00 f G 0kHz arc(d in des OPs arc(v in des. nicht inv. Verst. arc(v in des. nicht inv. Verst. Phasengang in 3 Fällen OP (Leerlaufverstärkung , Grenzfrequenz: 0Hz 40 db Verstärker (rot 0 db Verstärker (blau -90,00-00,00 f g 0Hz Frequenz in Hz ktive Filter Kennlinien eines Verstärkers: quasi Stationäre Kennlinie: 0V ( 5 V Kennlinie eins nicht invertierenden Verstärkers Verstärkung: 0dB xy-betrieb Fall V -5 V

7 Der Komparator Funktionsprinzip: Wenn > -, dann öffnet der Schalter 5V Wenn < -, dann schließt der Schalter 0V oder: Wenn D > 0V, dann öffnet der Schalter 5V Wenn D < 0V, dann schließt der Schalter 0V th - - Komparator Grundschaltungen: Invertierender Schmitt-Trigger (Nichtinvertierender Schmitt-Trigger hat Mitkopplung von "usgang" nach " ingang" Wenn D < 0V: Schaltpunkt: ref out 5V t Wenn D > 0V: Schaltpunkt: ref out out 0V out 0V Û 0V t Schaltpunkt Frage: von oben: out 5V annehmen obere Schaltschwelle von unten: our 0V annehmen untere Schaltschwelle out Û 0V Fensterkomparator: 3 > oben < unten 3 out 0V 3 oben > > unten out L 3 rbeitsweise: Zwischenraum: zwischen oben und unten Signal in Zwischenraum rein: out an Signal aus Zwischenraum raus: out aus