NAE Nachrichtentechnik und angewandte Elektronik

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Innozenz Bachmeier
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1 Inhltsverzeichnis: NAE Nchrichtentechnik und ngewndte Elektronik Them nterpunkt Seite etriebsrten von eistungsverstärkern Klsse-A-etrieb 4- Klsse-A-etrieb 4- Klsse--etrieb 4- Kollektorschltung im Klsse-A-etrieb Schltbild 4-3 Ausgngskennlinie 4-3 Mittiger Arbeitspunkt 4-3 Wechselstromleistung 4-3 Gesmtleistung 4-3 Wirkungsgrd 4-3 Verlustleistung m Trnsistor 4-4 Mximle Verlustleistung m Tr. 4-4 Verlustleistung m stwiderstnd 4-4 Merkmle des Klsse-A-etrieb 4-4 Komplementärer Emitterfolger Schltbild 4-5 (Kollektorschltung) im Klsse--etrieb Gesmteingngskennlinie 4-5 Kennlinie des Ausgngsstromes 4-5 Wechselstromleistung 4-5 Verlustleistung m Trnsistor 4-5 Mximle Verlustleistung m Tr. 4-6 Gesmtleistung 4-6 Wirkungsgrd 4-6 Merkmle des Klsse--etrieb 4-6 Verringerung der Übernhmeverzerrungen Anhebung des Emitterpotentils 4-7 Gegenkopplungsschltung 4-7 Stnd: ev. Seite 4-

2 Verstärker im Klsse A etrieb: NAE Nchrichtentechnik und ngewndte Elektronik Kennlinie Kollektorstrom Ausgngskennlinie Merkmle: - Der ststrom I c fließt während der mten eriode über den Trnsistor - Auch ohne Ansteuerung fließt ständig ein Strom I CA Verstärker im Klsse A etrieb: Kennlinie Kollektorstrom Ausgngskennlinie Merkmle: - Der ststrom I c fließt während mehr ls einer Hlbperiode über den Trnsistor - Auch ohne Ansteuerung fließt ständig ein kleiner Strom I CA Verstärker im Klsse etrieb: Kennlinie Kollektorstrom Ausgngskennlinie Merkmle: - Der ststrom I c fließt nur während einer Hlbperiode über den Trnsistor - Ohne Ansteuerung fließt nur ein kleiner bzw. kein Strom I CA Stnd: ev. Seite 4-

3 Kollektorschltung im Klsse-A-etrieb: NAE Nchrichtentechnik und ngewndte Elektronik eim Klsse A-etrieb wird die Kollektorschltung mit mittigem Arbeitspunkt A betrieben. CE CA I C iˆ mx e I I Wechselstromleistung: Die Wechselstromleistung wird durch ds Eingngssignl verurscht. CA C mx iˆ e iˆ e ˆ ie iˆ e Gesmtleistung: I CA iˆe Wirkungsgrd: η η η 0, 5 8 etriebspnnung in V CA Kollektor-Emitter-Spnnung im Arbeitspunkt in V I CA Kollektorstrom im Arbeitspunkt in A î e I Cmx mximler Kollektorstrom in A stwiderstnd in Ω Wechselstromleistung in W Gesmtleistung in W (ist unbhängig von Aussteuerung und konstnt!!) η Wirkungsgrd. Ohne Einheit!! Stnd: ev. Seite 4-3

4 NAE Nchrichtentechnik und ngewndte Elektronik Fortsetzung Kollektorschltung im Klsse-A-etrieb: Verlustleistung m Trnsistor: Mximle Verlustleistung m Trnsistor (wichtig für die Dimensionierung ( tot ) ): mx mx 4 4 mx 4 mx Verlustleistung m stwiderstnd: V + V V mx etriebspnnung in V stwiderstnd in Ω Wechselstromleistung in W Gesmtleistung in W (ist unbhängig von Aussteuerung und konstnt!!) Verlustleistung m Trnsistor in W mx Verlustleistung m Trnsistor in W ( Wichig für Dimensionierung) V Verlustleistung m stwiderstnd in W Vmx mximle Verlustleistung n stwiderstnd in W ( Wichig für Dimensionierung) Merkmle des Klsse-A-etriebs: - eistungsufnhme unbhängig von der Aussteuerung - geringer Wirkungsgrd (0,5) - hohe Verlustleistung im Trnsistor Stnd: ev. Seite 4-4

5 NAE Nchrichtentechnik und ngewndte Elektronik Komplementärer Emitterfolger (Kollektorschltung) im Klsse--etrieb: Gesmteingngskennlinie Durch die nichtlineren Eingngskennlinien der beider Trnsistoren entstehen bei dieser Schltung sogennnte Übernhmeverzerrungen Übernhmeverzerrungen Wechselstromleistung: Die Wechselstromleistung wird durch ds Eingngssignl verurscht. ˆ u wenn û gilt: Verlustleistung m Trnsistor: ˆ ˆ u u π 4 uˆ ˆ u ˆ π u π π 4 uˆ 4 mit û gilt: 0,068 0,068 0,068 Wechselstromleistung m Widerstnd in W etriebspnnung in V stwiderstnd in Ω û Amplitude der Ausgngsspnnung in V Verlustleistung des Trnsistors in W Stnd: ev. Seite 4-5

6 NAE Nchrichtentechnik und ngewndte Elektronik Fortsetzung Komplementärer Emitterfolger (Kollektorschltung) im Klsse A-etrieb: Mximle Verlustleistung m Trnsistor: mx, 0 0, 0, Gesmtleistung: + uˆ 0,64 uˆ 0,64 uˆ 0, 64 0,64 uˆ mit û gilt: 8 0,64, 0,64 0,64 Wirkungsgrd: η π 4 û η mit û η 0, 785 mx mximle Verlustleist. m Trnsistor in W ( Wichtig für Dimensionierung ( tot ) ) etriebspnnung in V stwiderstnd in Ω Gesmtleistung in W Wechselstromleistung in W û Amplitude der Ausgngsspnnung in V η Wirkungsgrd. Ohne Einheit!! Merkmle des Klsse--etriebes: - fst kein uhestrom - hoher Wirkungsgrd (0,785) - Nchteil: Übernhmeverzerrungen - Nchteil: großer Klirrfktor Stnd: ev. Seite 4-6

7 NAE Nchrichtentechnik und ngewndte Elektronik Verringerung der Übernhmeverzerrungen im Klsse--etrieb: Komplementäre Emitterfolgerschltung im Klsse-A-etrieb: Durch Anheben oder Absenken des Emitterpotentils um eine Vorspnnung q bzw. q von c. 0,7 V wird der Arbeitspunkt in einen lineren ereich der Übertrgungskennlinie verschoben. Somit werden die Übernhmeverzerrungen verringert. robleme: Temperturdrift des Arbeitspunkt uhestrom steigt Vorspnnung muss reduziert werden. Abhilfe: - Es werden Gegenkopplungswiderstände in die Schltung eingebut. - Die Dioden, die die Vorspnnung q bzw. q erzeugen, werden gemeinsm mit dem jeweiligen Trnsistor uf ein Kühlblech montiert. Stnd: ev. Seite 4-7

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