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Kollektor-Schaltung


Die Kollektorschaltung ist die zweite Transistorgrundschaltung. Sie wird wegen ihres hohen Eingangswiderstandes oft als Impedanzwandler aber auch in der Verstärkertechnik eingesetzt.



Funktion der Kollektorschaltung

Bei der Kollektorschaltung liegt der Ausgang für die Last am Emitter, während der Kollektor mit der Betriebsspannung verbunden ist. Der Basisstrom steuert den größeren Kollektorstrom, der vom Arbeitswiderstand R3 bestimmt wird. An ihm liegt auch die Ausgangsspannung, die annähernd der Eingangsspannung an der Basis folgt, aber um etwa 0,7 Volt geringer ist. Die Kollektorschaltung ist auch unter den Namen Emitterfolger bekannt.

Die Eingangsspannung an der Basis wird nicht verstärkt, aber der Eingangsstrom. Ein- und Ausgangssignal haben bei der Kollektorschaltung die gleiche Phasenlage. Der Strom durch den Arbeitswiderstand R3 erscheint am Eingang um den Faktor der Stromverstärkung verringert. Daher hat die Kollektorschaltung eine sehr hohe Eingangsimpedanz (Wechselstromwiderstand). Aus diesem Grund wird die Kollektorschaltung oft als Impedanzwandler eingesetzt, um Signalquellen mit hohem Ausgangswiderstand mit niederohmigen Lasten zu verbinden.


kollektorschaltung.gif

Grundschaltung eines Wechselspannungsverstärkers in Kollektorschaltung



Eigenschaften der Kollektorschaltung
Spannungsverstärkung: keine
Stromverstärkung: groß
Verstärkte Leistung: groß
Eingangswiderstand: groß
Ausgangswiderstand: klein
Phasenlage U1 zu U2: gleichphasig
Anwendung: NF-Vorverstärker, Impedanzwandler


Eingangswiderstand

Ein großer Vorteil der Kollektorschaltung ist ihr hoher Eingangswiderstand. Der Eingangswiderstand Ri der Kollektorschaltung errechnet sich aus der Stromverstärkung V mal dem Emitterwiderstand Re (in der Schaltung oben ist das R3):

kollektorewiderstand.gif

Nehmen wir als Beispiel eine Stromverstärkung für T1 von 300 und einen Emitterwiderstand von 1 Kiloohm an, dann wäre der Eingangswiderstand:

kollektorewiderstand2.gif

Die 300 Kiloohm sind der Eingangswiderstand der Transistorstufe selbst. Allerdings liegt am Eingang noch der Basisspannungsteiler. Für den Eingang gesehen liegen die beiden Widerstände R1 und R2 parallel, obwohl R1 mit dem Pluspol der Betriebsspannung verbunden ist! Man rechnet hier also den Ersatzwiderstand von R1 und R2 nach der Formel für zwei parallele Widerstände aus. Im Normalfall ist dieser viel geringer als der hohe Eingangswiderstand der Transistorstufe, so daß der Eingangswiderstand der Kollektorschaltung fast nur vom Basisspannungsteiler bestimmt wird.


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