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Fachhochschule Furtwangen, Prof. Dr.-Ing. M. J. Hamouda Analogelektronik, Ü8 G) Stromquellen 1) Zwei identische Transistoren T1 und T2 mit vorgegebenen Parametern (β und ICB0) werden zu einer Widlar-Stromquelle zusammengeschaltet. Die Transistoren arbeiten im Verstärkerbetrieb, wobei der Sperrstrom der CB-Dioden vernachlässigt werden und exp(UBE/UT) ≫ 1 gelten soll. a) Ausgehend vom Ebers-Moll-Modell sind die Ströme IC1 und Ir als Funktion von RE, IC2 und α bzw. β zu berechnen. b) Wie gross müssen Rr und RG = Rr+RE sein, wenn (Vr - UBE1), IC2, RE und α bzw. β bekannt sind. c) Für α = 1 sind die Widerstände Rr, RE und RG = Rr + RE so zu bestimmen, dass der Gesamtwiderstand RG minimal wird. d) Die Ergebnisse in b) und c) sind mit folgenden Zahlenangaben auszuwerten. IC2 = 3µA, Vr − UBE1 = 30V, UT = 25.86mV. Im Fall b) gilt zusätzlich RE = 30kΩ, α = 0.99. H) Differenzverstärker V r I r R r I C1 I C2 IB1 IB2 T1 T2 I E1 I E2 2) Zwei identische Transistoren werden zu einem Differenzverstärker zusammengeschaltet (SS P6.8). Vorgegeben seien: die Transistoreingenschaften α, ICDS = 0, exp(UBE/UT) ≫ 1, die Konstantstromquelle Iq sowie die Betriebsspannungsquelle VB. a) Bestimmen Sie die Emitterströme IE1 und IE2 als Funktion von Iq und ∆UBE = UBE1 − UBE2. b) Wie sind die Kollektorwiderstände RC1 = RC2 = RC zu dimensionieren, wenn ∆UBE und ∆U0 = U01 − U02 bekannt sind. u 01 I B1 u B1 R I V B I R C1 C2 I I E1 E2 FHF-Hamouda, Analogelektronik, Seite Ü-18 C1 I q C2 I B2 uB2 R E u02
c) Mit Iq=1mA, ∆UBE=10mV, VB=10V, α=1 und ∆Uo =1V bestimmen Sie IE1, IE2 und RC. Geben Sie die obere Grenze für die Eingangsspannung im Gleichtaktbetrieb an. 3) Zwei zu einem Differenzverstärker zusammengeschalteten Transistoren zeigen den einzigen Unterschied, dass die aktive Fläche des Transistors T2 um den Faktor n grösser ist, als die des Transistors T1. Vorgegeben seien: die Transistoreingenschaften ICDS = 0, exp(UBE/UT) ≫ 1, α, die Widerstände RC1 und RC2, die Konstantstromquelle Iq sowie die Betriebsspannungsquelle VB. a) Wie gross sind die Kollektorströme als Funktion von n, α, Iq und ud = UBE1 − UBE2. b) Welche Grenzwerte erreichen die Kollektorströme, wenn die Differenzeingangsspannung gegen Null geht? Wie gross ist dann die Differenzausgangsspannung u01 − u02? Kann die Ausgangsspannungsdifferenz durch geeignete Dimensionierung der Kollektorwiderstände zu Null gemacht werden? u 01 I B1 u B1 R I V B I R C1 C2 I I E1 E2 c) Wie muss die Differenzeingangsspannung uB1 − uB2 gewählt werden, damit die Kollektorströme gleich werden? Beispiel n=3. 4) Zwei identische Transistoren werden zu einem Differenzverstärker zusammengeschaltet (SS P6.4). Vorgegeben seien: die Transistoreingenschaften exp(UBE/UT) ≫ 1, ICDS = 0, α, IEDS, die Widerstände RC1 = RC2 = RC und RE sowie die Betriebsspannungsquelle VB. a) Wie gross muss die Eingangsspannungsdifferenz Ud = UB1 − UB2 sein, wenn das Verhältnis der Emitterströme IE1/IE2 = k bekannt ist? b) Bestimmen Sie die Ausgangsspannungsdifferenz U0d = U01 − U02 als Funktion von UBE2 und k. u 01 u B1 I B1 RC1 I C1 I I E1 E2 FHF-Hamouda, Analogelektronik, Seite Ü-19 I C1 V B R E −V B R C2 C2 I q I B2 C2 u 02 u B2 I B2 uB2 u02
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