Differenzverstärker Erklärung

[ChPuls]

Calvin, danke für die viele Mühe.

Ja, es muss irgendwie stimmen, was Du sagst, denn anders lässt es sich nicht erklären.
Ich muss mir nochmal diese "Transient-Analyse" anschauen und alles nochmal durch den Kopf gehen lassen.

Ich möchte aber auch nochmal ein Zitat aus dem "Tietze" hier präsentieren.

[BN]

Calvin, danke für die viele Mühe.

Ja, es muss irgendwie stimmen, was Du sagst, denn anders lässt es sich nicht erklären.
Ich muss mir nochmal diese "Transient-Analyse" anschauen und alles nochmal durch den Kopf gehen lassen.

Ich möchte aber auch nochmal ein Zitat aus dem "Tietze" hier präsentieren.

Paßt hier das Zitat wirklich zum Bild? Meiner Ansicht nach wird in der gezeigten Schaltung der Miller-Effekt nicht eliminiert. Dazu wäre es erforderlich, daß der Kollektor von T1 auf einem festen Potential liegt, z.B. an der Versorgungsspannung --- oder Rc hat 0 Ohm.

Grüße
Bernhard

[ChPuls]

Ich steig da jetzt zwar nicht mehr durch.

Wie oben geschrieben, das Bild ist aus dem Buch "Halbleiter-Schaltungstechnik" von Tietze entnommen.
Ich wollte nur nochmal betonen, dass man einen Differenzverstärker auch als Reihenschaltung einer Kollektor- und Basis-Schaltung verstehen kann.
Ich denke, das ist auch ganz wichtig für das Verständnis.

Ich kann nach den Formeln einen Differenzverstärker konstruieren, aber ich wollte noch zusätzlich wirklich verstehen, warum man keine Basis-Vorspannung mehr braucht wie zB bei einzelnen Emitterschaltungen.
Das versucht mir "Calvin" die ganze Zeit näher zu bringen.
Ich und die anderen Mitleser hier im Forum haben ja jetzt seine ausführlichen Erklärungen um die Sache wirklich zu verstehen.

Auf YouTube gibt es eine Erklärung eines indischen Professors:
http://www.youtube.com/watch?v=9fxcKZls1i8

[BN]

Wie oben geschrieben, das Bild ist aus dem Buch "Halbleiter-Schaltungstechnik" von Tietze entnommen.
Ich wollte nur nochmal betonen, dass man einen Differenzverstärker auch als Reihenschaltung einer Kollektor- und Basis-Schaltung verstehen kann.
Ich denke, das ist auch ganz wichtig für das Verständnis.[/URL]

Ich habe nur eine ältere Ausgabe von Tietze/Schenk und die Abbildung 4.53 von oben gibt es in meiner Ausgabe nicht. Nur würde mich sehr wundern, wenn im Tietze zu Abb. 4.53 genau der Text stehen würde, den Du hier zitierst. Die Abbildung zeigt definitiv keine Reihenschaltung von Kollektor-und Basisschaltung. Irgendwas stimmt hier also nicht, entweder Dein Zitat gehört zu einem anderen Schaltbild oder im Tietze/Schenk ist ein Fehler (soll ja auch vorkommen).

Im Tietze/Schenk gibt es eine Reihe von unterschiedlichen Schaltungen, die alle als Differenzverstärker bezeichnet werden. Die Schaltungen haben teilweise unterschiedliche Eigenschaften und sind für unterschiedliche Anwendungen konzipiert. Ich möchte nur davor warnen, die Erklärungen für verschiedene Varianten von Differenzverstärkern in einen Topf zu werfen. Was für die eine Variante gelten mag, gilt nicht notwendigerweise für eine andere.

Grüße
Bernhard

[ChPuls]

Es ist die 11. Auflage von "Halbleiter-Schaltungstechnik" von Tietze, Schenk und die Abbildung gehört zum Differenzverstärker. Ok, die Erklärung kann falsch sein.
Ich finde aber, dass man es auch nicht einfach als zwei simpel zusammengesetzte Emitterschaltungen verstehen kann. Da, wie gesagt, keine "Mindest-Schwellenspannung" an den Eingängen anliegen muss, damit sich der Transistor "nur ein wenig rührt".
Die Stromquelle ändert irgendwie Ube, was ganz wichtig ist.
Ich brauche zum Verständnis noch ein wenig und werde mich erstmal mit den Leitungsbändern und Valenzbändern von Transistoren beschäftigen.

[Calvin]

Hi,

@BN....es stimmt doch. Wird als Eingang die Basis von T1 und als Ausgang der Kollektor von T2 betrachtet (bzw. entsprechend B(T2)-K(T1) dann stimmt der Tietze.
Emitterschaltung: Eingang Basis, Abgriff am Kollektor
Basisschaltung: Eingang Emitter, Abgriff am Kollektor
Kollektorschaltung: Eingang Basis, Abgriff am Emitter --> auch Emitterfolger genannt.

@ChPuls: Die Schwellenspannung Ube ist doch da! Wichtig ist doch nur, das zwischen Basis und Emitter eine entsprechend hohe Spannungsdifferenz anliegt. Ob nun die Basis ein festes Potential sieht (hier Masse) und der Emitter floated, oder ob der Emitter festes Potential sieht und die Basis floated ist völlig egal. Und dieses floatende Emitterpotential V(ue) (Sourcepotential V(us)) sieht man in Bild 2 und noch deutlicher in Bild3 (ca. -630mV für den Bipolaren und ca. +380mV für den JFET). Der Eingang V(in) ist auf 0mV -> Masse genagelt.


jauu
Calvin

[BN]

Ich finde aber, dass man es auch nicht einfach als zwei simpel zusammengesetzte Emitterschaltungen verstehen kann. Da, wie gesagt, keine "Mindest-Schwellenspannung" an den Eingängen anliegen muss, damit sich der Transistor "nur ein wenig rührt".

Das ist richtig und teilweise auch nicht. Ein Differenzverstärker ist mehr als nur zwei einfache Emitterschaltungen, das stimmt schon. Aber so wie er in Bild 4.53 gezeichnet ist, mit den Spannungen usw. sind es tatsächlich nur 2 Emitterschaltungen.

Dein Verständnisproblem mit den Mindest-Schwellspannungen rührt möglicherweise daher, daß Du annimmst, die Transistoren seien ohne Eingangsspannungen gesperrt. Das ist aber nicht richtig. Wenn keine Eingangsspannungen anliegen, also die Basen beider Transistoren mit Masse verbunden sind, dann leiten beide Transistoren bereits. Beide Transistoren befinden sich im relativ steilen Bereich der Transistorkennlinie. Die hierzu nötige Spannung Ube wird von der Stromquelle geliefert. Die Funktion einer Konstantstromquelle besteht ja darin, daß sie genau die Spannung liefert, die nötig ist, damit ein bestimmter Strom fließt. Wenn z.B. -Ub 15V ist, dann wird die Stromquelle in etwa -14,3V liefern. Warum? Die Basen liegen an Masse, um die Transistoren aufzusteuern braucht es etwa 0,7V. Die Stromquelle ist mit einem Ende an -15V angeschlossen, damit an den Emittern der Transistoren -0,7V beträgt die Spannung an der Stromquelle 14,3V.

Wie Du siehst, "rühren" sich die Transistoren nicht nur, sondern es fließt schon richtig Strom durch sie hindurch, Ube ist ca 0.7V aber an ihren Eingängen liegen immer noch 0 Volt an. Wenn man jetzt die Verbindung der Basis des linken Transistors mit Masse aufhebt und stattdessen nur eine ganz kleine positive Spannung anlegt, sagen wir 1mV, dann wird sich der Kollektorstrom von T1 deutlich erhöhen. Damit erhöht sich Ube von T1 etwas (wegen dem größeren Kollektorstrom) und ist damit größer als 0,7V. Durch T2 fließt nun etwas weniger Strom, Ube von T2 wird kleiner und damit kleiner als 0.7V sein. Weil Ube von T2 kleiner geworden ist, aber die Basis von T2 nach wie vor an Masse angeschlossen ist, muß die Konstanstromquelle nun etwas mehr Spannung liefern. In unserem Beispiel wären es jetzt 14,3005V.

Wenn an T1 eine negative Eingangsspannung angelegt wird, z.B. -1mV, dann wird der Transistor auch nicht gleich sperren, sondern sein Kollektorstrom wird sich verringern, näherungsweise um den gleichen Betrag, wie er sich bei den +1mV vergrößert hat. Ube von T1 verringert sich, Ube von T2 vergrößert sich, damit verringert sich die Spannung an der Konstantstromquelle, in diesem Fall auf 14,2995V.

Jetzt müßte es doch einigermaßen klar, wo die Mindest-Schwellenspannungen drinstecken.

Grüße
Bernhard

[BN]

Hi,

@BN....es stimmt doch. Wird als Eingang die Basis von T1 und als Ausgang der Kollektor von T2 betrachtet (bzw. entsprechend B(T2)-K(T1) dann stimmt der Tietze.
Emitterschaltung: Eingang Basis, Abgriff am Kollektor
Basisschaltung: Eingang Emitter, Abgriff am Kollektor
Kollektorschaltung: Eingang Basis, Abgriff am Emitter --> auch Emitterfolger genannt.

Ja, wenn man die Basis von T1 als Eingang betrachtet und den Kollektor von T1 mit der positiven Betriebsspannung verbindet und die Stromquelle durch einen Widerstand ersetzt und die Basis von T2 an Masse legt und den Kollektor von T2 als Ausgang betrachtet, ja dann haben wir tatsächlich eine Serienschaltung von Kollektorschaltung und Basisschaltung mit ihren speziellen Eigenschaften wie z.B. der Eliminierung des Millereffekts. Aber das haben wir alles nicht in der gezeigten Schaltung: Eingänge sind an T1 und T2, Stromquelle ist kein Widerstand usw. usf.

Es gibt schon Teilaspekte oder auch Varianten von Differenzverstärkern, wo eine Betrachtung als Kollektor/Basis-Schaltung Sinn macht. Aber für das Grundverständnis würde ich von 2 gekoppelten Emitterschaltungen ausgehen.

Grüße
Bernhard

[ChPuls]

Danke Bernhard, und auch danke Calvin,

ich habe es jetzt verstanden. Es fließt also wegen der Stromquelle doch schon ein Strom durch die Transistoren, wenn kein Signal anliegt. Das war der Knackpunkt.

Calvins Erklärung hatte ich noch nicht verstanden, ich verstehe sie jetzt aber.

Ich habe es jetzt endlich komplett verstanden.

Danke an alle Leute, das Visaton-Forum ist einfach toll.

Jetzt könnten wir noch Nelson Pass Erfindung Susy (Supersymmetrie) diskutieren.