6 Der Transistor als Verstärker - SmiLE

120 6 Der Transistor als VerstärkerI refU B-U 0I 0T 1U BET 2Abb. 6.10. Stromspiegelschaltung mit npn-Bipolartransistorena. Bestimmen Sie aus der Schaltung und den Transistorgleichungen dieBeziehung zwischen dem Strom I 0 und dem Referenzstrom I ref inAbhängigkeit von I S1 und I S2 , B N , U AN sowie der Basis-Kollektor-Spannung U BC,2 , wenn die Spannung U 0 so groß ist, dass der TransistorT 2 im normalen Verstärkerbetrieb arbeitet. Berücksichtigen Sie hierbei,dass in diesem Fall die Basisströme der beiden Transistoren nichtvernachlässigt werden dürfen und dass für die Basis-Emitter-Spannungenauch nicht die Näherung U BE ≈ 0, 7 V verwendet werden darf.b. Wie vereinfacht sich die in Teilaufgabe a. gefundene Beziehung für sehrgroße Werte von B N ?c. Stellen Sie mit Hilfe der in Teilaufgabe b. ermittelten Beziehung denStrom I 0 in Abhängigkeit von der Spannung U 0 dar. Vernachlässigen Siehierbei die Basis-Emitter-Spannung U BE gegenüber der betragsmäßiggroßen Spannung U B− .d. Skizzieren Sie den Verlauf I 0 = f(U 0 )für I ref =1mA,U AN = 75 V undI S1 = I S2 .e. Welche Vorteile bringt die Verwendung eines Stromspiegels bei der Arbeitspunkteinstellunggegenüber einem Widerstandsnetzwerk?Lösung zu a. Berechnung des Stromes I 0Aus der Schaltung in Abb. 6.10 ergibt sich, dass der Transistor T 1 stets imnormalen Verstärkerbetrieb arbeitet, da der Basis-Kollektor-Übergang wegenU BC = 0 V nicht in Durchlassrichtung gelangen kann. Da der Strom I ref inden linken Zweig der Schaltung eingeprägt ist, stellt sich damit eine Basis-Emitter-Spannung U BE ein, die gleichzeitig an dem Transistor T 2 anliegt.