nachdem wir nun im vorangegangenen Video die vier möglichen Arten von gesteuerten Quellen so tabellarisch formelwerksmäßig zusammengetragen haben möchte ich Ihnen jetzt in diesem vorlesungsvideo und im nächsten vorlesungsvideo einige interessante und wichtige Beispiele und Anwendungen für den Einsatz von gesteuerten Quellen mit auf dem Weg geben und als erstes möchte ich mit Ihnen einen Anwendung diskutieren in der wir also die gesteuerte Quelle verwenden um ein bipolar Transistor zu modellieren und zwar am Beispiel eines leistungsverstärkers so und die zugrunde liegende Schaltung die tragen wir jetzt erstmal zusammen das heißt wir haben einen Eingangsspannung UE und es fließt ein
Eingangsstrom I e also Verstärker dient der Transistor mit seinen drei Anschlüssen Basis Kollektor und im Mittel und hier am Ausgang als Last ein Widerstand ja über dem Feld die Ausgangsspannung ua ab und durch diesen Widerstand fließt der Strom ia ja zur spannungsverstoßung Spannungsversorgung haben wir hier am Kollektor angeschlossen noch eine konstant Spannungsquelle ja u 0 C okay und gesucht sind jetzt zwei Größen zwei verstärkungsgrößen nämlich einmal die Spannungsverstärkung die nenne ich vu das ist also die Ausgangsspannung bezogen auf die Eingangsspannung und es ist ein Leistungsverstärker dann natürlich noch die leistungsverstärkung VP das ist also die
abgegebene Leistung pa bezogen auf die Eingangsleistung p und das unbekannte oder das neuartige Element in der Scheidung das Kessel ich jetzt hier in einem rot ein das ist der NPN bipolar Transistor okay wir haben mit dem bipolar Transistor scheinbar gearbeitet als ich ihn die Arbeit mit dem knotensatz in dem maschensatz nachgebracht habe und da war die Herangehensweise dass ich ihn gesagt hatte wir kennen das interne Verhalten dieses Transistors dieses Bauelementes überhaupt gar nicht das ist für uns eine Blackbox das interessiert uns aber auch gar nicht wir können trotzdem Netzwerke Analyse durchführen das ging zu dem
Zeitpunkt jetzt gehen wir ein kleines bisschen weiter wir werden an dieser Stelle die ganzen ausführlichen physikalischen Sachverhalte des Transistors auch hier nicht klären dafür bräuchten wir jetzt ein paar Vorlesungen sondern wir nehmen uns nur für diese Anwendung die wichtigste Eigenschaft des Transistors und versuchen diese wichtige Eigenschaft zu modellieren mit Hilfe einer gestörten Quelle und die wichtigste Eigenschaft für diese Anwendung ist die Stromverstärkung und das machen wir jetzt das heißt wir bauen uns also ein ganz einfaches Transistor Modell so dafür nehmen wir uns den Transistor also noch einmal heraus mit seinen drei Anschlüssen Basis collector und
im Mittel ja und was ist davon jetzt für uns wichtig ja wir können noch mal ganz kurz zusammenfassen es ist also ein Halbleiterbauelement bestehend aus zwei PN Übergängen ja und wenn die Basis im Mittelspannung groß genug ist für eine gewisse Flussspannung von 0,7 Volt überschreitet dann fließt ein kleiner Basisstrom von der Basis zum ermitteln und wenn ein Basis Strom fließt möglich das auch den Stromfluss eines kollektorstroms also vom Kollektor zum Mitte und dieser Kollektorstrom ist viel größer als der Basis Strom und er ist etwas proportional zum Basisstrom es gibt dort einen anderen proportionalen zusammen das
heißt wir könnten man könnte quasi sagen dass der Eingangsstrom oder der Basis Strom um diesen Proportionalitätsfaktor verstärkt wird und diese Strom verstärkungseigenschaft die modellieren wir jetzt mit Hilfe einer gestörten Quelle das heißt wir nehmen uns ein ganz ganz einfaches Modell für diesen Transistor mit ja es sind drei Anschlüsse ich zeichne es hier als vier Anschlüsse Basis und Ermittler was hier unten ist der Mitte und ja rechten Seite zwischen Kollektor und der Mitte sitzt jetzt unsere gesteuerte Quelle und es ist eine stromgesteuerte Stromquelle und die liefert uns B mal IB und der Basisstrom fließt hier die
steuergröße brauchen wir auch und das hier oben ist unser Kollektor Anschluss okay und in diesem ganz einfachen Modell ist jetzt auch nur eine Eigenschaft des Transistors untergebracht oder finden wird und wieder nämlich die Stromverstärkung das also der Kollektorstrom proportional ist zum Basisstrom okay und dieses einfache Modell das setzen wir jetzt in unserer ausgangsschaltung ein anstelle des schaltsymbols für den Transistor also schreibt ihr noch mal hin einsetzen in Schaltung und das liefert uns dann folgendes das Einsetzen so eines Modells in den Schaltung das erfordert immer so ein kleines bisschen Übung das heißt Sie müssen das auch
selber mal machen Übungen werden sie dazu Gelegenheit haben denn es erfordert ein bisschen Übung sich das dann wieder schön zu zeichnen formuliert mal so aber das werden sie dann spätestens beim Operationsverstärker feststellen okay also wir haben jetzt den Basisanschluss den zeichne ich auch gleich noch mal so dass wir den vom Modell oben wiederfinden Anschluss und sitzt ihr die gestörte Quelle B mal I b das kleine B ist also unsere Stromverstärkung und hier den Kollektor das ist unsere Mitte und hier sitzt jetzt unser Lastwiderstand R so es fließt hier der Ausgangsstrom ia und hier die Ausgabe
die Ausgangsspannung ua ab okay okay und dieses Netzwerk das können wir jetzt analysieren ja mit Hilfe der köcherchen Gleichungen also wir können jetzt einen maschensatz aufstellen das werde ich gleich tun und zwei knotensätze und damit können wir also die Ausgangsspannungen Abhängigkeit Eingangsspannung bestimmt und dann nach auch die Leistungen berechnen also ich zeichne die Masche für den maschensatz den wir gleich bilden hier mal ein ich das hier ist also unsere Masche im Uhrzeigersinn die Masche m und für diese Masche m können wir jetzt also den maschensatz aufstellen um damit die Ausgangsspannung ua zu bestimmen also der
maschensatz liefert uns - UE so dann gibt es erstmal lange kein Spannungsabfall mehr in dieser Masche erst wieder über den Widerstand fällt die Spannung ua ab ist gleich null das heißt wir erhalten sofort das Ergebnis dass die Ausgangsspannung gleich der Eingangsspannung ist ua ist also ure okay und die Ströme müssen wir noch bestimmen wir können also od steuergröße habe ich nicht angezeichnet Entschuldigung die fährt hier fließt unser Basisstrom ebay die steuergröße für diese gesteuerte Quelle die muss natürlich in das Scheidung zu finden sein so jetzt können wir am Ende das ist dieser Knoten der auch
Unterscheidung mit E bezeichnet ist können wir den knotensatz aufstellen in den Knoten hinein fließt der Basisstrom ib und der Strom aus der gestörten Quelle nämlich B mal ebay das heißt die gesteuerte Quelle wird hier einfach verwendet wie eine ganz normale unabhängige Quelle denn sie liefert uns ja den quellstrom beamb und aus dem Knoten heraus fließt Minus aus dem Knoten heraus fließt der Ausgangsstrom ia und das muss Null sein das heißt wenn wir das Umstellen nach dem Ausgangsstrom ia dann ist die a also 1 + B mal der Basisstrom ib ja und jetzt sind wir fast
fertig jetzt müssen wir nur noch den Basisstrom IB bestimmen man sieht es sofort der Basisstrom wie groß B ist gleich der Eingangsstrom die kleinen ehm wir können das aber auch ganz formell machen indem wir also am Knoten am Basis Knoten oder diese Anschlussstelle B noch einmal den knotensatz Aufstellen der lautet die E - I b = 0 und das heißt natürlich dass der Basisstrom IB gleich dem Eingangsstrom IE ist okay und damit haben wir jetzt alles zusammen dass wir brauchen um unsere beiden verstärkungsgrößen auszurechnen das heißt einmal die Spannungsverstärkung die Spannungsverstärkung ist also die Größe
vu das ist ua zu UE und der Verstärkungsfaktor ist eins und die leistungsverstärkung das wäre jetzt VP das ist also die Ausgangsleistung dividiert durch die Eingangsleistung ja und die Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom das heißt Ausgangsspannung multipliziert mit dem Ausgangsstrom dividiert durch Eingangsspannung multipliziert mit dem Eingangsstrom jetzt die Ausgangsspannung entspricht der Eingangsspannung also ua ist gleich UE das heißt die beiden würden sich kürzen und es bleibt übrig der Quotient aus ia und IE und das ist dann eins plus B so das heißt bei dieser Scheidung des leistungsleistungsverstärkers bleibt oder ist die Ausgangsspannung
gleich der Eingangsspannung aber die aber die der Strom wird um ein Faktor 1 plus B verstärkt und damit auch die Leistung okay das dient also als erstes Beispiel um mal zu zeigen dass wir quasi eine Eigenschaft des bipolar transistors Mithilfe so einer stromgesteuerten Stromquelle modellieren oder halt abbilden können und in den nächsten Video schauen wir uns dann an wie wir quasi auch einen Operationsverstärker mit Hilfe einer gestalten Quelle modellieren können
