• Röhrentechnik

Der Transistor wird in drei Grundschaltungen eingesetzt, die alle drei ihre Vor- und Nachteile haben.

Die verschiedenen Grundschaltungen können auch miteinander kombiniert werden.

Wird vor einer Basisstufe mit ihrem hohen Ausgangs- und geringem Eingangswiderstand eine Kollektorstufe geschaltet, dann hat dieser zweistufige Verstärker sowohl einen hohen Eingangs- als auch einen hohen Ausgangswiderstand. Schaltet man die Kollektorstufe der Basisstufe nach, dann erhält man einen sogenannten Kaskodeverstärker, bei dem Ein- und Ausgangswiderstand niedrig liegen. Diese Schaltungsart wird vorzugsweise bei Hochfrequenzverstärkern angewandt.

• http://www.alldatasheet.com/
  • BC 546 / BC 547 / BC 548 → TUN (Transistor-Universal-NPN)
  • BC 556 / BC 557 / BC 558 → TUP (Transistor-Universal-PNP)

• Transistor-Datenblatt
• weitere Transistor-Typen

Mit dieser Excel-Tabelle kann man einen einstufigen Transistorverstärker berechnen.

• http://www.elektronikinfo.de/strom/emitterschaltung.htm
• http://www.elektronikinfo.de/strom/emitterfolger.htm
• http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolarverbundschaltungen.htm

1. Anwendung als HF-Verstärker und rückwirkungsarmer ZF-Oszillator im Überlagerungsempfänger (Superhet / Superheterodyne)
2. keine Phasendrehung
3. kleinsten Eingangswiderstand
4. größten Ausgangswiderstand
5. größte obere Grenzfrequenz
6. mittlere Leistungsverstärkung (etwa 1000)
7. neigt bei hohen Frequenzen zur Selbsterregung

1. stellt die perfekte Stromgegengekopplung dar
2. Anwendung als Anpassungsstufen bzw. Impedanzwandler
3. keine Phasendrehung
4. größten Eingangswiderstand
5. kleinsten Ausgangswiderstand
6. geringste Leistungsverstärkung
7. größere Neigung zur Selbsterregung als die Emitterschaltung

• http://www.elektronikinfo.de/strom/emitterschaltung.htm
• NPN-Transistor in Emitter-Schaltung (Verstärker)

1. Anwendung als Schalter, NF-, HF- und Leistungsverstärker
2. Phasendrehung um 180°
3. kleinster Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangswiderstand
4. größte Leistungsverstärkung (etwa 10000)
5. geringste Neigung zur Selbsterregung
6. größte Temperaturabhängigkeit

Diese Art der Kompensation der Temperaturabweichungen ist sehr einfach aber dennoch sehr effektiv.

Diese Art der Kompensation der Temperaturabweichungen des Transistor's ist etwas aufwendiger, bietet aber eine deutlichere Verbesserung der Verstärkereigenschaften. Sie hat aber den Nachteil, dass die Ausgangsspannung des Verstärkers gegenüber der Betriebsspannung recht klein ist (ca. 25-35%).

• http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolarverbundschaltungen.htm (Verstärker)
• http://de.wikipedia.org/wiki/Kaskode
• http://www.elektronikinfo.de/strom/operationsverstaerker.htm

1. Zweistufiger Verstärker mit galvanischer Kopplung
2. Zweistufiger Verstärker mit galvanischer Kopplung npn/pnp
3. Zweistufiger Verstärker mit Über-Alles-Gegenkopplung
4. Zweistufiger Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz
5. Zweistufiger Verstärker mit geringer Ausgangsimpedanz
6. Kaskodeschaltung
7. Operationsverstärker

Quelle: Vorverstärker mit diskretem OpAmp und komplementärer Differenz-Eingangsstufe

In einem konventionellen Differenzverstärker heben sich die Basis-Emitter-Spannungen der beiden Transistoren gegenseitig auf, so dass damit echte Gleichspannungsverstärker aufgebaut werden können, deren Ausgang im gegengekoppelten Zustand ziemlich präzise bei null Volt – oder bei der halben Betriebsspannung – liegt.

Ein Vorteil der komplementären Anordnung besteht darin, dass der Ruhestrom der Differenz-Eingangsstufe nicht durch eine Stromquelle begrenzt wird. Wegen dieser Limitierung kann die herkömmliche Eingangsstufe bei bestimmten impulsförmigen Eingangssignalen mitunter nicht den erforderlichen Strom liefern, um die internen Kapazitäten am Ausgang schnell genug umladen zu können. In diesem Fall kommt es zu einer Begrenzung der Anstiegsgeschwindigkeit (slew-rate limiting) und damit zu transienten Verzerrungen.

Komplementärendstufe

Das Bild zeigt die Grundschaltung einer Komplementärendstufe mit Eintaktansteuerung und unsymmetrischer Betriebsspannung. Von Vorteil ist hier, dass die gleichstrommäßige Reihenschaltung der Transistoren Q4 und Q5 die teuren Transformatoren überflüssig macht (eisenlose Endstufe). Es ist jedoch eine Basisvorspannung für die Endstufentransistoren notwendig, um die Übernahmeverzerrungen zu minimieren, was mit den beiden Dioden D1 und D2 erfolgt. Werden diese Dioden wärmeleitend mit den Transistoren verbunden, ändert sich die Flussspannung der Dioden in gleichem Maße wie die der Basis-Emitter-Strecken der Transistoren, was eine Arbeitspunktveränderung weitgehend kompensiert (Temperaturkompensation). Sowohl Q4 als auch Q5 leiten gerade noch keinen Ruhestrom, es liegt B-Betrieb vor.

Schaltungsbeschreibung: R1=100 kΩ und R2=20 kΩ sorgen dafür, dass sich am Verbindungspunkt eine Spannung von 3,3 V einstellt. Q1 und Q2 bilden einen Differenzverstärker, der den Bruchteil R7/(R7+R8) der Ausgangsspannung mit diesen 3,3 V vergleicht und jede Abweichung sofort zum Anlass nimmt, über Q3 gegenzusteuern. Die Ausgangsspannung an der Verbindung von Q4 und Q5 soll die halbe Betriebsspannung betragen, damit der Aussteuerbereich nach oben und unten symmetrisch ist. Damit folgen die Werte R7=20 kΩ und R8=40 kΩ.

Damit durch den Lautsprecher nicht ständig Gleichstrom fließt, der ihn selbst und Q4 erhitzen würde, wird ein Elko von etwa 1000 µF in Reihe gelegt.

Wenn nun die Eingangsspannung um 1 V steigt, muss die Ausgangsspannung um 3 V steigen, damit der Differenzverstärker aufhört, über Q3 nachzusteuern. Die Schaltung verstärkt also die Spannung um den Faktor 3. Wenn die Eingangsspannung um 1 V ansteigt, muss die Signalquelle 1 V/20 kΩ=50 µA liefern. Q4 bzw. Q5 können aber sicher 10.000-mal mehr Strom aus dem Netzteil zum Lautsprecher leiten, also wird die Steuerleistung am Eingang 30.000-fach verstärkt.

Diese Innenschaltung ist mit geringen Modifikationen in vielen ICs zu finden, die alles enthalten außer den beiden Kondensatoren. Bei 20 V Betriebsspannung kann die Ausgangsspannung maximal 10 V nach oben oder unten vom Mittelwert abweichen, das entspricht einer Effektivspannung von 7,1 V. Bei einem 4-Ohm-Lautsprecher beträgt dann die Maximalleistung 12,5 W. In der Praxis muss man noch knapp 1 V pro Leistungstransistor subtrahieren und kann dann mit 10 W rechnen.