Kaskode-Schaltung Ersatzschaltbild

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

Hallo und einen guten Abend zusammen...habe hier eine Kaskode Schaltung...jedoch bin ich mir nicht sicher mit dem Kleinsignal ESB..könntet ihr euch das mal ansehen ?

Danke

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

Danke, die Frage mit dem ESB hat sich erledigt...jedoch diese Sache noch nicht

Ich habe "leider" noch eine Frage...und zwar wenn ich den Gleichspannungsarbeitspunkt bestimmen möchte...
nehme ich jetzt mal einen Normarbeitspunkt von Ic=2mA und Uce=5V an...und Ure=5V (spannung am emitterwiderstand)..das stelle ich also am unteren Transitor ein..was aber am oberen Transitor ?soll ich da auch %v für Uce annehmen ?
wenn ich wie hier eine Betriebsspannung von 50V habe ?

vielen dank für eure hilfe... Hilfe

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

also das Problem das ich habe, dass ich nicht weiß wie man vernünftig so eine schaltung dimensioniert für den gleichspannungsarbeitspunkt..es wäre wirklich sehr nett von euch mal einen blick drauf zu werfen...

Thx hansmaulwurf

eman · Anmeldungsdatum: 24.06.2006 Beiträge: 59

Die Dimensionierung richtet sich wie immer danach, was man optimieren will. Geht es z.B. um große Verstärkung und entsprechenden Aussteuerbereich, dann wird man den unteren Transistor mit einer Kollektorspannung von ein paar Volt betreiben und seine Emitterspannung bis zur sinnvollen Untergrenze absenken, das ist etwa die gleiche Spannung wie die zwischen Basis und Emitter, ca. 1 Volt. Um den Sinn der Kaskodenschaltung zu erhalten (geringe Rückwirkung) sollte die Kollektorspannung nicht zu klein werden, also vielleicht 5 Volt. Dann bleiben etwa 90% der Betriebsspannung für den in Basisschaltung betriebenen oberen Transistor übrig und man bestimmt den Kollektorwiderstand bei gewähltem Strom für maximalen Spannungshub. Die Verstärkung der Schaltung ist überschlägig Rc*Ic/UT = URc/UT, man erkennt, dass die maximale Verstärkung einer einzelnen Stufe praktisch nur von der Betriebsspannung begrenzt wird. In diesem Falle ergäbe sich (bei großem Ce) eine Verstärkung von etwa 800 und eine Ausgangsspannung von 8 Veff oder etwa 22 Vss, was mit der Betriebsspannung von 50 Volt noch ein paar dB Reserve übrig lässt.

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

ok..habe es jetzt ein wenig anders gemacht...
also der verstärker soll eine bandbreite von 500Khz haben...und eine verstärkung von 40dB

unser prof meinte dass ich am Emitterwiderstand von 5V ausgehen soll(10% der Betriebsspannung) und an Vce1,Vce2 und an Rc von jeweils 15V ausgehen soll...

meinst du dass das sinnvoll wäre ? bzw. welche vorteile habe ich dadurch ?

danke für deine hilfe

eman · Anmeldungsdatum: 24.06.2006 Beiträge: 59

Der Vorteil einer größeren Spannung über Re ist die bessere Stabilisierung des Arbeitspunkts bezüglich Temperaturdrift. Wie willst du mit der vorgeschlagenen 5-15-15-15 Dimensionierung die verlangte Verstärkung von 40dB realisieren, oder dürfen es auch >50dB sein?

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

hallo..danke erstmal für deine hilfe...

ja eigentlich darf die verstärkung auch >40dB sein..aber mehr als 50sollten es eigentlich net sein...

wenn ich den normarbeitspunkt von datenblättern sehe, steht da immer Ic=2mA, Uce=5V ...
aber jetzt habe ich 15V über beiden Uce ....?

wo ist da der Vorteil...

danke

mfg hans

eman · Anmeldungsdatum: 24.06.2006 Beiträge: 59

Der Vorteil der höheren Spannung ist z.B. die kleinere Rückwirkung über Ccb und damit eine höhere Grenzfrequenz.

Transistoren haben eigentlich keinen Normarbeitspunkt, das sind im Datenblatt meist nur Bezugswerte zur Ermittelung der angegebenen Daten. In deinem Fall ist mit der Entscheidung für die Spannungsverteilung schon alles festgelegt, es bleibt nur noch die Berechnung der Widerstände übrig. Da jetzt Strom und Spannung für Re und Rc bekannt sind ergeben sich daraus die Widerstände. Beim Basis-Spannungsteiler kann man die statische Last (Ub/Ib) als weiteren Widerstand (jeweils nach Masse) mit einrechnen und damit dann die Teilerwiderstände bestimmen. Auf diese Weise vermeidet man einen unnötig hohen Strom im Teiler und eine weitere Verkleinerung des Eingangswiderstands (grob B*UT/Ic). Die Ersatzschaltung des Teilers besteht dann aus fünf Widerständen. Eine gebräuchliche Vorgabe ist, den wirksamen Widerstand für den Basisstrom klein gegen Ub/Ib zu halten.

Die Verstärkung dürfte höher als 50dB ausfallen (bei NF grob URc/UT), man könnte einen kleinen Widerstand in Reihe mit Ce schalten um die 40 dB zu erreichen, was auch gleich den Eingangswiderstand des Transistors anhebt. Hier wäre auch der Ort für eine eventuelle Korrektur des Frequenzgangs.

Für den 2N3904 gibt es hier ein recht ausführliches Datenblatt.

hansmaulwurf · Anmeldungsdatum: 09.07.2006 Beiträge: 140

hallo und entschuldige bitte dass ich mich so lange nicht mehr gemeldet hebe...

habe nochmal mit unserem prof gesprochen und der meinte, dass die obere grenzfrequenz alleine durch die emitterschaltung bestimmt wird (unterer transistor), da die basisschaltung erst ab höheren frequenzen zum tragen kommt...

aber ich habe nicht verstanden warum das so ist...

also dass es das Miller theorem bibt weiß ich.also dass es einen Cbe und einen Cbc gibt...

2) wofür sind denn genau die kapazitäten Cs,Cb und Ce gut und für welche frequenz müssen sie bestimmt werden ?

vielen danke für eure hilfe...

Hilfe