AFu-Kurs nach DJ4UF

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AFu-Kurs nach
DJ4UF
AFu-Kurs nach DJ4UF
Technik Klasse A 06:
Transistor & Verstärker
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
DKØTU
Amateurfunkgruppe der TU Berlin
http://www.dk0tu.de
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Stand 04.05.2016
Referenzen
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License.
Amateurfunkgruppe der Technische Universität Berlin (AfuTUB), DKØTU
1 / 38
Aufbau
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Bipolarer Transistor
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Abb. 1: Schichten eines NPN-Transistors
Abb. 2: Schichten eines PNP-Transistors
Elektronenröhre
Referenzen
• Transistoren bestehen aus drei Halbleiterschichten
• Anschlüsse: Basis (B), Kollektor (C), Emitter (E)
2 / 38
Aufbau
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Ersatzschaltbild
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Abb. 3: ESB eines NPN-Transistors
Abb. 4: ESB eines PNP-Transistors
• Basis-Emitterübergang muss in Durchlassrichtung gepolt sein
Elektronenröhre
Referenzen
• Basis braucht ein um etwa 0,6 V höheres Potential als der Emitter
3 / 38
FET
Feldeffekt Transistor (FET)
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 5: Aufbau eines J-FET [3]
• Gate steuert Kanalbreite durch Spannung
• Je dünner der Kanal, desto höher ist der Kanalwiderstand
4 / 38
FET
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 6: MOSFET in Planartechnologie [5]
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FET
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Weitere FET-Arten
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 7: Übersicht über FETs [3]
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FET
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DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 8: Schaltzeichen des MOSFETS [5]
7 / 38
FET
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Abb. 9: Schaltzeichen eines Dual-Gate-MOSFETs
Elektronenröhre
Referenzen
• Besitzt zwei Gateanschlüsse
• Wird für Mischerschaltungen genutzt
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FET
TC604 Welcher der folgenden Transistoren ist ein selbstleitender
P-Kanal MOSFET
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
A
B
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
C
D
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FET
TC604 Welcher der folgenden Transistoren ist ein selbstleitender
P-Kanal MOSFET
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
A
B
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
CX
D
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FET
TC605 Welcher der folgenden Transistoren ist ein selbstsperrender
N-Kanal MOSFET
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
A
B
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
C
D
10 / 38
FET
TC605 Welcher der folgenden Transistoren ist ein selbstsperrender
N-Kanal MOSFET
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
AX
B
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
C
D
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Bipolartransistor
Anwendungen von Bipolartransistoren
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Schalter
Verstärker
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Abb. 10: Anwendungen von Transistoren [2]
Referenzen
• Transistoren können als Schalter oder als Verstärker genutzt werden
11 / 38
Anwendungen
Transistor als Schalter
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Transistor als Schalter
DKØTU
Aufbau
FET
• Ue = 0V → Transistor sperrt
→ Ua = UB
⇒ Eingang 0, Ausgang 1
• Ue 0, 6V → Transistor leitet
→ Ua ≈ 0.1V
⇒ Eingang 1, Ausgang 0
• Der Transistor erfüllt hier die
Abb. 11: Transistor als Schalter mit Belastung gegen
Funktion eines Inverters
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Masse [2]
12 / 38
Anwendungen
Transistor als Schalter
Transistor mit Koppelkondensator als Schalter
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
• Der Kondensator blockt die
Gleichspannung und bildet den
Mittelwert der Wechselspannung
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Abb. 12: Transistor mit Koppelkondensator als
Referenzen
Schalter [2]
13 / 38
Anwendungen
Transistor als Schalter
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
TD431
An den Eingang dieser Schaltung wird
das folgende Signal gelegt. Welches ist
ein mögliches Ausgangssignal UA ?
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
A
B
Elektronenröhre
Referenzen
C
D
14 / 38
Anwendungen
Transistor als Schalter
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
TD431
An den Eingang dieser Schaltung wird
das folgende Signal gelegt. Welches ist
ein mögliches Ausgangssignal UA ?
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
A
B
Elektronenröhre
Referenzen
C
DX
14 / 38
Anwendungen
Transistor als Schalter
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
TD432
An den Eingang dieser Schaltung wird
das folgende Signal gelegt. Welches ist
ein mögliches Ausgangssignal UA ?
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
A
B
Elektronenröhre
Referenzen
C
D
15 / 38
Anwendungen
Transistor als Schalter
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
TD432
An den Eingang dieser Schaltung wird
das folgende Signal gelegt. Welches ist
ein mögliches Ausgangssignal UA ?
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
A
B
Elektronenröhre
Referenzen
CX
D
15 / 38
Anwendungen
Transistor als Schalter
Transistor als Schalter mit Überspannungsschutzdiode
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
• Durch plötzliches Abschalten baut
sich eine hohe Induktionsspannung
auf
• Diese kann den Transistor zerstören
• Um das zu verhindern wird eine
Diode parallel zur Spule eingebaut
• Diese führt die Induktionsspannung
Abb. 13: Transistor als Schalter einer Induktiven Last [2]
an dem Transistor vorbei ab
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
16 / 38
Anwendungen
Verstärker
Verstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Definition eines Verstärkers nach Captain Obvious
Es ist nur dann eine Verstärkung, wenn die Leistung am
Ausgang größer ist, als die am Eingang
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
17 / 38
Anwendungen
Verstärker
Transistor als Verstärker in Emitterschaltung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
• Benötigt einen richtig eingestellten
Arbeitspunkt, um vernünftig zu
funktionieren
• Dazu wird die Basis-Emitter-
Spannung UBE auf einen
definierten Wert größer 0, 6V
gesetzt
Abb. 14: Transistor als Spannungsverstärker [2]
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
18 / 38
Anwendungen
Verstärker
Transistor als Verstärker in Emitterschaltung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
• Dem durch den Arbeitspunkt
eingestellten Ruhestrom überlagert
sich die eingekoppelte
Wechselspannung
• Dadurch wird der Kollektorstrom je
nach Eingangsgröße größer oder
kleiner
• Da der Bipolartransistor nur den
Abb. 14: Transistor als Spannungsverstärker [2]
Strom verstärkt, wird die
Stromverstärkung mittels eines
Widerstandes R1 in eine
Spannungsverstärkung
umgewandelt
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
18 / 38
Anwendungen
Verstärker
Transistor als Verstärker in Emitterschaltung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
• Ändert man die Eingangsspannung
Ue der Schaltung, verändert sich
auch der Basisstrom
• Dies ruft eine Veränderung des
Kollektorstromes IC hervor, die um
die Stromverstärkung des
Transistors größer ist als der
Basisstrom
• Die Spannung über R1 verhält sich
Abb. 14: Transistor als Spannungsverstärker [2]
bei Änderungen genauso wie der
Kollektorstrom IC
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
• Dadurch sinkt die
Kollektorspannung UCE des
Transistors
18 / 38
Anwendungen
Verstärker
Transistor als Verstärker in Emitterschaltung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
• Die Kondensatoren C2 und C3
entkoppeln das Eingangs- und das
Ausgangssignal
• Dadurch wird der
Gleichspannungsanteil entfernt, um
das Signal beispielsweise einer
weiteren Verstärkerstufe zuzuführen
Abb. 14: Transistor als Spannungsverstärker [2]
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
18 / 38
Anwendungen
Verstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Folgendes Signal UE wurde auf den
Eingang folgender Schaltung gegeben. In welcher Antwort sind alle
dargestellten Signale phasenrichtig
zugeordnet?
TC626
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
A
B
Elektronenröhre
Referenzen
C
D
19 / 38
Anwendungen
Verstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Folgendes Signal UE wurde auf den
Eingang folgender Schaltung gegeben. In welcher Antwort sind alle
dargestellten Signale phasenrichtig
zugeordnet?
TC626
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
A
BX
Elektronenröhre
Referenzen
C
D
19 / 38
Anwendungen
Verstärker
Verstärkungen eines Transistors bei Wechselstrom
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Spannungsverstärkung
vU =
∆UCE
∆UBE
Stromverstärkung
∆IC
vI = β =
∆IB
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Leistungsverstärkung
Referenzen
vP = vU · vI
20 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
Generieren der Basisvorspannung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 17: Möglichkeiten die Basisvospannung zu erzeugen
21 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
Basisvorspannung, warum eigentlich?
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
• Will man eine Wechselspannung verstärken, muss man den Mittelpunkt des
Signals in den Aussteuerbereich verschieben
• Da sonst die obere oder untere Halbwelle nicht originalgetreu
wiedergegeben wird
• Dazu überlagert man die Wechselspannung mit einer mittleren
Gleichspannung
• Das Erzeugen der mittleren Gleichspannung nennt man einstellen des
Arbeitspunktes oder der Basisvorspannung
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
22 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 30: Arbeitspunkteinstellung [3]
23 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Einstellen des Arbeitspunktes
eines Transistors mit der
Vorspannung einstellen, muss
man zwei Spannungen
dimensionieren
50
20
40
30
10
20
I Bin µA
@ UCE= 5V
• Zum einen muss die
10
Basisspannung eingestellt
werden und zum anderen die
Kollektorspannung
0
75
50
25
0,2
10
20
0,4
10
20
30
40
50
0,6
@ UCE= 5V
0,8
UBEin V
Eingang
1,0
Vierquadrantenkennlinienfeld [3]
UCEin V
I Bin µA
I Bin µA
DKØTU
• Will man den Arbeitspunkt
Ausgang
ICin mA
Übertragung
• Die Kollektorspannung
Rückwirkung
Abb. 31:
bestimmen wir, indem wir
einen Spannungsteiler über R1
und dem Kollektor-EmitterWiderstand RCE
(Lastwiderstand) berechnen
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
24 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Einstellen des Arbeitspunktes
DKØTU
Ausgang
ICin mA
20
@ UCE= 5V
Aufbau
50
• Für eine symmetrische
40
30
10
20
I Bin µA
Übertragung
Aussteuerung nehmen wir an,
dass sowohl über R1 als auch
über RCE VDD
2 anliegen
10
• Danach wählt man einen
0
75
50
25
0,2
10
20
0,4
10
20
30
40
50
0,6
@ UCE= 5V
0,8
Vierquadrantenkennlinienfeld
1,0
UBEin V
Eingang
UCEin V
Kollektorstrom den der
Transistor verkraften kann
I Bin µA
I Bin µA
• Dann berechnet man mittels
Rückwirkung
Abb. 31:
Ohmschen Gesetz den
Widerstand R1
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
[3]
24 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Einstellen des Arbeitspunktes
DKØTU
Ausgang
ICin mA
FET
20
@ UCE= 5V
Aufbau
50
40
30
10
20
Bipolartransistor
I Bin µA
Übertragung
Anwendungen
• Um die Basisvorspannung zu
erzeugen, gibt es zwei
Möglichkeiten:
10
0
75
50
25
0,2
10
20
0,4
10
20
30
40
50
0,6
@ UCE= 5V
0,8
Vierquadrantenkennlinienfeld
UBEin V
Eingang
1,0
UCEin V
• mit einem Widerstand
• mit einem Spannungsteiler
I Bin µA
I Bin µA
(siehe Abb. 17)
Rückwirkung
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 31:
[3]
24 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
Arbeitspunktstabilisierung durch Stromgegenkopplung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
• Der Transistor ist nicht
temperaturstabil, was zum Anstieg
von IB und damit IC und IE führt
• UR3 steigt und UBE sinkt
• Bei kleinerer UBE sinkt IB und
damit IC und IE
• Die Spannung UR3 wird wieder
kleiner und UBE wieder größer
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 18: Transistor als Spannungsverstärker [2]
25 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
• Querstrom Iquer durch R2 wird 3 bis 10 mal so groß wie der Basisstrom
FET
dimensioniert:
Iquer = 3...10 · IB
• Kondensator am Emitter überbrückt Wechselstromsignale
Bipolartransistor
• dadurch werden Verstärkungsverluste bei höheren Frequenzen aufgehoben
• baut man am Emitter keinen Kondensator ein, fällt die Verstärkung des
Transistors stark ab & liegt dann bei dem Verhältnis aus Kollektor- zu
Emitterwiderstand
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
26 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
Arbeitspunktstabilisierung durch Spannungsgegenkopplung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 19: Möglichkeiten zur Arbeitspunktstabilisierung via Spannungsgegenkopplung
27 / 38
Anwendungen
Basisvorspannung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
• R1 stabilisiert gegen thermischen
Einfluss
• IC steigt → UCE sinkt → UBE sinkt
→ Transistor “sperrt” → IC sinkt
wieder
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Abb. 20: Transistor als Spannungsverstärker [2]
Referenzen
28 / 38
Anwendungen
Grundschaltungen
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Grundschaltungen des Transistors
DKØTU
Emitterschaltung
Kollektorschaltung
Basisschaltung
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
re
ra
vi
vu
vp
ϕu
mittel z.B. 1kΩ
mittel z.B. 10kΩ
groß z.B. 100
groß z.B. 100
sehr groß z.B. 1kΩ
gegenphasig 180◦
klein z.B. 50Ω
groß z.B. 100kΩ
< 1 z.B. 0, 9
groß z.B. 100
groß z.B. 100
gleichphasig 0◦
groß z.B. 100kΩ
klein z.B. 50Ω
groß z.B. 100
< 1 z.B. 0, 99
groß z.B. 100
gleichphasig 0◦
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
29 / 38
Anwendungen
Grundschaltungen
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Fakultative Hausaufgabe
Prüfungsfragen TC618–TC625, TF321–TF324
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
30 / 38
Integierte Schaltung
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Integierte Schaltung
DKØTU
Heutzutage komplexe Schaltungen auf einem Halbleiterkristall
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Abb. 21: IC auf einer Platine [3]
Referenzen
Abb. 22: Offener IC [4]
31 / 38
Operationsverstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Operationsverstärker
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 23: Innerer Aufbau eines OPVs [3]
32 / 38
Operationsverstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Invertierender Verstärker
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Invertierender Verstärker
vu = −
UA
R2
=−
UE
R1
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 24: OPV als invertierender Verstärker
33 / 38
Operationsverstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Nicht-invertierender Verstärker
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Nicht-invertierender Verstärker
vu =
UA
R2
=1+
UE
R1
Wird häufig als Impedanzwandler
eingesetzt
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 25: OPV als nicht-invertierender Verstärker
34 / 38
Operationsverstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Impedanzwandler
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
• Besitzt sehr großen
Eingangswiderstand und sehr
kleinen Ausgangswiderstand
• Ist quasi ein nicht-invertierender
Verstärker mit R2 = 0Ω und
R1 = ∞Ω
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 26: OPV als Impedanzwandler
35 / 38
Operationsverstärker
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Fakultative Hausaufgabe
Prüfungsfragen TC711–TC717
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
36 / 38
Elektronenröhre
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Abb. 27: Verschiedene Elektronenröhren [5]
Operationsverstärker
Elektronenröhre
• Arbeiten mit hohen Spannungen und geringen Strömen
Referenzen
• Ist ein gepoltes Bauteil
37 / 38
Elektronenröhre
AFu-Kurs nach
DJ4UF
Die Röhre
DKØTU
Aufbau
• Heizung löst Elektronen aus Kathode
• Elektronen werden Richtung Anode
beschleunigt
• Gitter verändert elektrisches Feld
• Gitterspannung steuert Anodenstrom
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
Abb. 29: Triode aus alten Fabfernsehern [3]
Abb. 28: Symbol einer Triode [3]
38 / 38
Referenzen
Referenzen/Links
[1] Moltrecht A 06:
http://www.darc.de/referate/ajw/ausbildung/darc-online-lehrgang/
technik-klasse-a/technik-a06/
[2] Fragenkatalog Technik Klasse A der Bundesnetzagentur:
http://snh.rp-online.de/download/technika.pdf
[3] Wikipedia DE:
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:
Scheme_of_n-junction_field-effect_transistor_de.svg
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:FET-Typen_(mit_Schaltbildern).svg
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Op-amp_symbol.svg
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Normsymbol_OPV.svg
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:OpAmpTransistorLevel_Colored_DE.svg
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Chips_3_bg_102602.jpg
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Triode-Symbol_de.svg
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Strahltriode.jpg
http://de.wikipedia.org/wiki/Arbeitspunkt#/media/File:Arbeitspunkt.PNG
http://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor#/media/File:
Kombiniertes_Kennlinienfeld_Transistor_2.svg
AFu-Kurs nach
DJ4UF
DKØTU
Aufbau
FET
Bipolartransistor
Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
Basisvorspannung
Grundschaltungen
Integierte
Schaltung
Operationsverstärker
Elektronenröhre
Referenzen
38 / 38
Elektronenröhre
[4] Wikipedia EN:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Intel_8742_153056995.jpg
[5] Wikimedia DE:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:
Scheme_of_metal_oxide_semiconductor_field-effect_transistor.svg?uselang=de
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:
MISFET-Transistor_Symbole.svg?uselang=de
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Elektronenroehren-auswahl.jpg
[6] Wikimedia EN:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transistorgrundschaltungen.svg
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Anwendungen
Transistor als Schalter
Verstärker
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