Laborübung Gegentaktendstufe Teil 1

Laborübung Gegentaktendstufe
Teil 1
Laborübung Gegentaktendstufe Teil 1
Inhaltsverzeichnis
1.0 Zielsetzung....................................................................................................................................2
2.0 Grundlegendes zu Gegentaktverstärkern.......................................................................................2
3.0 Aufgabenstellung...........................................................................................................................3
Gegeben:.....................................................................................................................................3
3.1.0 Gegentaktverstärker bei B-Betrieb........................................................................................3
3.1.1 Dimensionierung des Gegentaktverstärkers bei B-Betrieb:..............................................3
3.1.2 Aufbau und Inbetriebnahme der Schaltung ......................................................................4
3.2.0 Gegentaktverstärker bei AB-Betrieb......................................................................................4
3.2.1 Dimensionierung des Gegentaktverstärkers bei AB-Betrieb:...........................................4
3.2.2 Aufbau und Inbetriebnahme der Schaltung ......................................................................5
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Laborübung Gegentaktendstufe
Teil 1
1.0 Zielsetzung
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Arbeitsweise vom Gegentaktverstärker kennen lernen
Betriebsarten B- und AB-Betrieb vergleichen
2.0 Grundlegendes zu Gegentaktverstärkern
Bei einer Transistorschaltung mit einem Transistor, muss der Transistor bei einer Wechselspannung
beide Halbwellen verstärken. Das Schränkt die Verstärkung und die maximale Ausgangsspannung
ein.
B-Betrieb
AB-Betrieb
Der Gegentaktverstärker besitzt hingegen 2 Transistoren, die je eine Halbwelle verstärken. Der
NPN Transistor verstärkt die positive Halbwelle, der PNP- Transistor verstärkt die negative
Halbwelle. Bei der Schaltung im B-Betrieb werden keine Spannungen unter der UBE Spannung (ca.
0,7V) verstärkt. Deswegen arbeitet der
Gegentaktverstärker normalerweise im ABBetrieb. In dieser Betriebsweise können kleine
und große Signale verstärkt werden. Die Dioden
begrenzen die UBE-Vorspannung. Dadurch
können nun Signale unter 0,7V verstärkt werden.
Bei 0V Eingangsspannung, sollte die
Ausgangsspannung ebenfalls 0V betragen. Es ist
darauf zu achten, dass der Spannungsabfall an
der Diode und der Spannungsabfall am
Transistor zwischen Basis und Emitter gleich
hoch ist. Ansonsten ist es notwendig
Emitterwiderstände zwischen den Emittern und
dem Lastwiderstand einzubauen.
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3.0 Aufgabenstellung
Es ist ein Gegentaktverstärker aufzubauen, der im B- und im AB-Betrieb betrieben werden soll.
Gegeben:
RL = 8 Ohm / 2 W
Im Labor stehen folgende
Transistoren zur Verfügung:
2N3055, MJ2955
Transistor 2N3055:
Typ:
npn
ICmax
= 15 A
UCEmax = 45V
PVmax
= 115 W
B
= 20..100
UBE
= 0.6 V
3.1.0 Gegentaktverstärker bei B-Betrieb
3.1.1 Dimensionierung des Gegentaktverstärkers bei B-Betrieb:
a) Berechnen sie den Scheitelwert der maximalen Spannung am Ausgang, wenn der
Lastwiderstand 8 Ohm beträgt und für eine Leistung von maximal 2W ausgelegt ist?
b) Wie groß muss die minimale Betriebsspannung bei einer Spannungsverstärkung von 1 sein?
Hinweis: Die Betriebsspannung muss um 0,7 V größer sein als wie die Eingangsspannung.
c) Wählen Sie eine passende Betriebsspannung für die Schaltung aus!
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3.1.2 Aufbau und Inbetriebnahme der Schaltung
a) Bauen Sie die Schaltung für den B-Betrieb auf!
b) Messen Sie das Eingangssignal und das
Ausgangssignal mit dem Oszilloskop!
3.2.0 Gegentaktverstärker bei AB-Betrieb
3.2.1 Dimensionierung des Gegentaktverstärkers bei AB-Betrieb:
a) Berechnen sie den Scheitelwert der maximalen Spannung am Ausgang, wenn die maximale
Leitung 4W betragen soll und wenn der Lastwiderstand (Lautsprecher) 8 Ohm betragen soll!
b) Wie groß muss die minimale Betriebsspannung bei einer Spannungsverstärkung von 1 sein?
Hinweis: Die Betriebsspannung muss um 0,7 V größer sein als wie die Eingangsspannung.
c) Wählen Sie eine passende Betriebsspannung für die Schaltung aus!
d) Wie groß ist der Spitzenwert des maximalen Ausgangsstroms bei dem Lastwiderstand von
8Ohm?
e) Berechnen Sie die Widerstände R1 und R2! Hinweis: Hierzu müssen Sie zuerst den
maximalen Basisstrom bei B=80 ermitteln. An R1 fällt die Differenz zwischen der
gewählten Betriebsspannung und der minimalen Betriebsspannung ab.
f) Thermische Dimensionierung: Berechnen Sie die Verlustleistung am Transistor!
g) Wie groß ist die Verlustleistung am Widerstand R1? Hinweis: Am Transistor fällt eine
Spannung von 0,7V ab. Die restliche Betriebsspannung fällt am Widerstand R1 ab.
h) Wird die Belastbarkeitsgrenze von 2W nicht überschritten? Wenn Ja, wie hoch ist die
maximale Betriebsspannung? Wie hoch ist die neue maximale Leistung? Wie hoch ist der
neue maximale Strom am Widerstand?
i) Wie hoch darf die maximale Eingangsspannung sein, damit der Widerstand von 8Ω und 2W
nicht überlastet wird.
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j) Berechnen Sie die Verlustleistung an der Diode!
3.2.2 Aufbau und Inbetriebnahme der Schaltung
a) Bauen Sie die Schaltung für den AB-Betrieb
auf!
b) Messen Sie das Eingangssignal und das
Ausgangssignal mit dem Oszilloskop!
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