Emitterfolger
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AllgemeinesDer Emitterfolger (Kollektor-Schaltung) besitzt einen relativ niedrigen Ausgangswiderstand aber keine Spannungsverstärkung. Man verwendet ihn vorzugsweise als Impedanzwandler, wenn der hohe Ausgangswiderstand der Emitter-Schaltung Bild 1: Schaltung eines Emitterfolgers Diese Schaltung sieht ziemlich einfach aus. Trotzdem kann man die Werte der Widerstände und Kondensatoren nicht beliebig wählen, um eine funktionierende Schaltung zu erhalten. Nachfolgend können Sie erfahren, wie die Schaltung funktioniert. Danach wird die Dimensionierung der Schaltung Der Eingangswiderstand ist recht hoch, der Ausgangswiderstand hingegen relativ niedrig. Er ist aber bei den üblichen Vorstufentransistoren nicht so niedrig, daß man damit z.B. einen handelsüblichen Lautsprecher mit 4 oder WirkungsweiseDer Eingangskondensator C1 dient dazu, die Basis vom Eingangssignal gleichstrommäßig abzukoppeln. Kondensatoren lassen ja bekanntlich keinen Gleichstrom sondern nur Wechselstrom sprich in diesem Fall das Audiosignal passieren. Die Widerstände R1 und R2 sorgen dafür, daß der Basisanschluß bei fehlendem Eingangssignal auf einem definierten Wert, d.h. auf der Hälfte der Betriebsspannung liegt. Der Kollektor des Transistors ist im Gegensatz zur EmitterschaltungDadurch, daß Strom durch R3 fließt, fällt an ihm gemäß des ohmschen Gesetzes eine Spannung ab, die man nach der bekannten Formel Die Linearität der Schaltung ist dank der Gegenkopplung ausgezeichnet. Im Gegensatz zu Röhren ist aufgrund der steilen Eingangskennlinie der Spannungsoffset zwischen Ein- und Ausgang nahezu konstant und variiert häufig nur um ein zehntel Volt (vgl. mehrere Volt bei Röhren). In den meisten Fällen benutzt man einen Emitterfolger als Stromverstärker, um den Ausgangswiderstand einer Emitterschaltung herabzusetzen. In diesem Fall verbindet man die Basis des Emitterfolgers direkt (d.h. ohne R1/R2) mit dem Kollektor der vorausgehenden Verstärkerstufe. Die Vorspannung, die bei der eigenständigen Schaltung mit R1 und R2 künstlich erzeugt wird, ist bei ihr nämlich schon gleich vorhanden. Wie die Schaltung genau aussieht, können Sie in VerbundschaltungenDimensionierung eines EmitterfolgersNun kommen wir zur Berechnung der wenigen Bauteile. Bei der eigenständigen Schaltung lautDer Widerstand R3 berechnet sich ganz einfach, indem man die Spannung im Arbeitspunkt (d.h. halbe Betriebsspannung) durch den gewünschten Strom im Arbeitspunkt dividiert. Der Eingangswiderstand der Schaltung ohne R1/R2 ergibt sich dann durch Multiplikation mit der Stromverstärkung β des Transistors. Die Widerstände R1 und R2 sollten maximal ein Zwanzigstel des so errechneten Widerstands betragen, damit der Spannungsteiler nicht zu stark durch den Transistor belastet wird. Wenn R1 und R2 festgelegt wurden, kann man den Wert von C1 bestimmen. Dieser bildet mit dem Eingangswiderstand der Schaltung (also in erster Näherung die Hälfte von R1 bzw. R2) einen Hochpaß. Dies bedeutet, daß Frequenzen unterhalb seiner Grenzfrequenz zunehmend abschwächt sprich leiser wiedergegeben werden. Für die Berechnung des Kondensators gilt bei vorgegebener Grenzfrequenz folgende Formel:  Beispiel: Bei einem Eingangswiderstand von Emitterfolger mit pnp-TransistorenTransistoren können im Gegensatz zu Röhren bekanntlich in komplementärer Technik hergestellt werden (siehe Bipolartransistoren Bild 3: Emitterfolger mit pnp-Transistor Manchmal wird die Schaltung auch vertikal invertiert gezeichnet, d.h. Masse oben und die negative Betriebsspannung unten. Die Schaltung funktioniert abgesehen von den umgedrehten Polaritäten genauso wie mit einem npn-Transistor und wird auch genauso berechnet. Auf das Signal selbst hat es keinerlei Einfluß, ob ein npn- oder pnp-Transistor verwendet wird. Einsatz und VerwendungDer Emitterfolger wird selten als eigenständige Schaltung verwendet, da er keine Spanungsverstärkung besitzt. Er wird vorzugsweise als Impedanzwandler eingesetzt, um beispielsweise den relativ hohen Ausgangswiderstand einer Emitterschaltung zu erniedrigen (siehe Verbundschaltungen | ||||||||||||||||||
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