Transistorverstärker - Arbeitskennlinie berechnen

Hallo,

ich möchte ein Eingangssignal, welches von einem 2 poligen Mikrofon kommt, mit Hilfe eines Transistors verstärken. Dazu habe ich mir ein paar YouTube-Videos zum Aufbau einer Verstärkerschaltung angesehen. Leider werde ich aus denen nicht so recht schlau.
Als Vorlage hat mir dieses Video gedient. Hier ermittelt der Autor, anhand der Spannung, welche er an die Basis eines Transistors anlegt und anhand der Kennlinien sowie der Arbeitsgeraden, die Spannung im Lastkreis (im Video ist UCE=16V und RC=4 Ohm).
Jetzt bin ich dabei, das Ganze mit anderen Werten (UCE=9V, Lastwiderstand RC=5 kOhm, Transistor : BC547, Basisspannung 0,6 - 0,8V) nachbauen und nachrechnen.
Leider kann ich im Datenblatt des BC547 solch ein Kennlinienfeld mit 4 Quadranten, wie der Autor es im Video für einen anderen Transistor verwendet, nicht finden und daher für meinen simplen Versuchsaufbau nicht den Bereich der Spannung, welche im Lastkreis bei einer Basisspannung zwischen 0,6 und 0,8V, ausrechnen und ermitteln.
Zwar kenn ich meine 2 Extremwerte (UCE = ca. 9V bei 0A) und (UCE = ca. 0V bei I = U/R = (9V-0,7V)/5000Ohm = 0,00166A), aber nicht bei der Basisspannung zwischen 0,6 und 0,8V.

Könnt ihr mir helfen, das Datenblatt des BC547C so zu verstehen, dass ich die Spannung im Lastkreis bei dem obigen Basisspannungsintervall (0,6-0,8V) ermitteln kann, wie es der Autor im Video macht ?

Vielen Grüße,

UnoRookie

Könnt ihr mir helfen, das Datenblatt des BC547C so zu verstehen, dass ich die Spannung im Lastkreis bei dem obigen Basisspannungsintervall (0,6-0,8V) ermitteln kann, wie es der Autor im Video macht ?

Was interessiert das “Basisspannungsintervall (0,6-0,8V)” ?

Transistoren sind grundsätzlich erstmal Stromverstärker!
Die Basisspannung ergibt sich dadurch automatisch.

Lesestoff

In erster Näherung kann man (bei kleiner Leistung) von einer konstanten Stromverstärkung ausgehen. Der Arbeitspunkt eines Verstärkers sollte auf halber Betriebsspannung liegen, das gibt den höchsten möglichen Spannungshub nach oben und unten. Damit ergibt sich auch der Kollektorstrom, der bei dieser Spannung durch den Lastwiderstand fließt, und der um die Stromverstärkung verkleinerte Basisstrom.

Damit kann man den Widerstand abschätzen, der zwischen Basis und Kollektor einzufügen ist, damit bei der Spannung im Arbeitspunkt der notwendige Basisstrom fließt. Ggf. Spannung nachmessen und den Widerstand so lange variieren, bis die Spannung zur Stromverstärkung des konkreten Transistors paßt.

Ein Diagramm mit den 4 Quadranten muß man sich selbst konstruieren, wenn man die Betriebsspannung und den Lastwiderstand kennt. Daraus ergibt sich der Quadrant mit der geraden Uce/Ic Kennlinie, mit der sich die übrigen Diagramme verbinden lassen und dann die fehlenden Parameter (Ib...) ablesen lassen. Da die Stromverstärkung pro Exemplar recht unterschiedlich sein kann, empfiehlt sich eine Rückkopplung vom Ausgang (Kollektor) auf die Basis, wie oben beschrieben.

Wenn du dich schon am Video von Stephan Müller orientierst, warum schaust du dann nicht gleich das nächste an? Da spielt er mit 10 V und einem Kollektorwiderstand von 5k in deutlich realistischeren Größenordnungen.

BC 547 (Bei mouser abgekündigt) ersetzt da leicht einen noch historischeren BC107.

DrDiettrich:
... Da die Stromverstärkung pro Exemplar recht unterschiedlich sein kann ...

Als ich vor ein paar Jahren erfahren habe, wie unterschiedlich Exemplare der gleichen Charge (nicht nur einfach des gleichen Typs) sein können, ist mir erst mal ein „WIE BITTE?!“ aus dem Gesicht gefallen. Bis dahin dachte ich, dass das Gerede von „handselektierten“ Transistoren mit dem Gefasel von sauerstofffreien Boxenkabeln gleichzusetzen ist.

Wenn es nicht nur um die reine Schaltfunktion geht, wird das Terrain deutlich wackliger.

Gruß

Gregor

Was interessiert das "Basisspannungsintervall (0,6-0,8V)" ?

Transistoren sind grundsätzlich erstmal Stromverstärker!
Die Basisspannung ergibt sich dadurch automatisch.

Weil ein Transistor bei ca. 0,7V durchschaltet. Desweiteren beziehen sich viele Versuchsaufbauten nicht auf den Strom, sondern auf diese 0,7V.

Wenn du dich schon am Video von Stephan Müller orientierst, warum schaust du dann nicht gleich das nächste an? Da spielt er mit 10 V und einem Kollektorwiderstand von 5k in deutlich realistischeren Größenordnungen.

Ich kenne diesen Stephan Müller nicht, aber sein Video bezüglich Transistorverstärkerschaltung hat mir klar gemacht, wie man mit einem schwachen Eingangssignal (kleiner als 1 V, eben z.B. ein MIC) über eine Verstärkerschaltung das Eingangssignal verstärken kann, um dieses danach weiterzuverarbeiten. Und das ist eben zufällig gerade eines meiner Projekte.

Die Schaltung in dem von dir verlinkten Video ist vollkommen praxisfremd und wird so nicht funktionieren. Dazu sind auch die Exemplarstreuungen viel zu groß.
In dem von michael_x verlinkten Folgevideo wird eine Schaltung gezeigt, die wesentlich praxisgerechter ist - allerdings leider nicht erklärt. Wesentlich an dieser Schaltung ist der Widerstand in der Emitterleitung. Er dient zur Gegenkopplung und reduziert den Einfluß der Exemplarstreuungen erheblich. Der Kollektorstrom wird dadurch im Wesentlichen durch das Schaltungslayout und nur noch sehr wenig von der stark streuenden Stromverstärkung des Transistors bestimmt.

Um ein Mikrophonsignal zu verstärken ist es aber wesentlich einfacher einen passenden Operationsverstärker zu nehmen.

UnoRookie:
Weil ein Transistor bei ca. 0,7V durchschaltet. Desweiteren beziehen sich viele Versuchsaufbauten nicht auf den Strom, sondern auf diese 0,7V.

Diese 0,7V sind aber keine vernünftige Referenz, um darauf ein Schaltungsdesign aufzubauen. Das ist ähnlich wie bei Led’s. Da kannst Du den Strom auch nicht über die Spannung an der Led festlegen, weil da die Streuungen viel zu groß sind, und bereits geringste Änderungen an der Spannung zu sehr großen Stromänderungen führen.
Deshalb brauchst Du bei einem Transistor im linearen Betrieb auch immer eine Gegenkopplung um diesem Effekt entgegenzuwirken. Wenn Du so willst, wirkt der Emitterwiderstand in der Schaltung des 2. Videos so ähnlich wie ein Vorwiderstand bei der Led.

UnoRookie:
Weil ein Transistor bei ca. 0,7V durchschaltet. Desweiteren beziehen sich viele Versuchsaufbauten nicht auf den Strom, sondern auf diese 0,7V.

Ach neee…

Offensichtlich möchtest du mir erklären wie man mit Transistoren arbeitet.
Und wie man solche Schaltungen berechnet.

Eine interessante Rollenumkehr.

Im Ernst:
Der Kopf ist rund, damit sich die Richtung des Denkens leichter ändern lässt.

Ich behaupte:
ALLE bipolaren Si Transistoren zeigen um 0,7V UBE eine extreme, stark temperaturabhängige, Nichtlinearität.
Diese ist zusätzlich erheblichen Exemplarstreuungen unterworfen.

Es ist also völlig abwegig diese zu Messen, oder gar großartig in Berechnungen einzubeziehen.
Da kann nur Unsinn bei rum kommen…
Es ist ein existierendes Faktum, mehr nicht. Mehr Beachtung hat die UBE nicht verdient.

In den allermeisten Fällen reicht es voll kommen aus, sie als konstant 0,7V oder 0,8V zu betrachten und sie auch so in die Berechnungen einzubeziehen…