../../../icons/Logo.pngPraktische Elektronik


Wir betrachten, wie NPN-, PNP-Transistoren und MOSFET in Verstärkern verwendet werden.


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Verstärker mit NPN, PNP und MOSFET

Bisher haben wir nur Verstärker mit NPN-Transistoren betrachtet. Nun wollen wir uns kurz den PNP-Transistoren zuwenden. MOSFETs haben ganz andere Eigenschaften als NPN-Transistoren. Sie müssen in Verstärkerschaltungen berücksichtigt werden.

PNP-Transistoren

Die Schaltungen für NPN-Transistoren lassen sich nahezu unverändert auf PNP-Transistoren übertragen.

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Bild 1: Prinzipschaltung eines Verstärkers mit einem NPN-Transistor

In der Schaltung für den NPN-Transistor wurde die Gleichspannung angepasst. Die Versorgungsspannung ist negativ. Entsprechend wurde auch die Polarität der Kondensatoren angepasst.

Alle Wechselspannungen beziehen sich weiterhin auf Masse. Deshalb wird auch der Gegenkopplungswiderstand Rg an Masse gelegt.

MOSFET

Bipolare Transistoren sind über die Basis stromgesteuert. MOSFETs sind über das Gate spannungsgesteuert.

Im Prinzip können wir für N-MOSFETs die Schaltungen von NPN-Transistoren übernehmen. Wir haben nur keinen Strom am Gate. Allerdings ist die Gatespannung zur Steuerung des MOSFETs wesentlich höher als die Basis-Emitter-Spannung eines Transistors. Beim 2N7000 liegt die Gatespannung bei einem Drainstrom von 1,7 mA zwischen 0,8 V und 3 V, also im Mittel bei 1,9 V. Damit ist der 2N7000 für eine Versorgungsspannung von 5 V nicht gut geeignet. Besser sind 10 V.

Die hohe Streuung der Gatespannung von 0,8 V bis 3 V beim 2N7000 erschwert die Einstellung des Arbeitspunkts.

Bei Transistorverstärkern hat sich die Schaltungsvariante mit einem Emitterwiderstand und einem Basisspannungsteiler als besonders unempfindlich gegen Abweichungen bei den Daten des Transistors erwiesen.

Daher ist es sinnvoll, für einen Verstärker mit MOSFETs eine Schaltung mit einem Spannungsteiler für das Gate und einem Sourcewiderstand zu verwenden.

Source_Prinzipschaltung.png
Bild 2: Prinzipschaltung eines Verstärkers mit dem MOSFET 2N7000

Emitterschaltung

Emitter-Prinzipschaltung.png
Vergleich: Prinzipschaltung eines Verstärkers mit NPN-Transistor in Emitterschaltung

Bild 2 stellt einen Verstärker mit MOSFET in Sourceschaltung dar. Er entspricht einem Transistorverstärker in Emitterschaltung.

Die Widerstände R1 und R2 stellen eine Gatespannung ein. Mit dem Sourcewiderstand RS kann, wie mit dem Emitterwiderstand, der Sourcestrom genauer eingestellt werden.

Wie zu erwarten, gibt es sehr große Abweichungen von der erwarteten Drainspannung von 5,5 V. Es wurden Spannungen zwischen 4,1 V und 6,1 V gemessen. Diese Abweichungen können nur durch einen höheren Sourcewiderstand RS verringert werden. Dadurch verringert sich natürlich der nutzbare Bereich der Drainspannung.