Differenzverstärker Stromquelle am Emitter
Einleitung
Beim Differenzverstärker werden die Emitteranschlüsse beider Transistoren zusammengeschaltet und mit einem Widerstand verbunden. Zur Verbesserung der Schaltung kann der Widerstand durch eine Stromquelle ersetzt werden.
⇨ Differenzverstärker
Kurze Erklärung zum Emitterwiderstand
Wie wir nun bereits gelernt haben wird in den Differenzverstärker ein gemeinsamer Emitterwiderstand verbaut. Dieser hat die Aufgabe bei Gleichtaktansteuerung diese zu unterdrücken, da die für die Differenzverstärkung unrelevant sind und diese evtl. sogar stören können.
Nähere Infos was der Emitterwiderstand bewirkt:
⇨ Emitterwiderstand beim Differenzverstärker
Problem mit dem Emitterwiderstand
Der Einsatz eines Emitterwiderstands birgt allerdings einige Probleme, auf welche im Folgenden eingegangen wird.
Abhängigkeit von der Betriebsspannung
Wie gelernt: Bei Gegentaktansteuerung ändert sich das Emitterpotential nicht. Das ist gut denn wenn wir eine Gegentaktansteuerung machen, sollen die Transistoren nicht „zu geregelt“ werden (wie es bei Gleichtaktansteuerung der Fall ist)
Allerdings ist das Emitterpotential stark abhängig von -UEE. Liegen hier Schwankungen in der Betriebsspannung vor, schwankt auch das Emitterpotential. Das ist schlecht da so evtl. der Transistor ungewollt „zu regeln“ könnte.
Riesiger Emitterwiderstand
Ein weiteres Problem ist das der Emitterwiderstand möglichst groß sein sollte.
Denn je größer der Emitterwiderstand desto besser werden die Gleichtaktsignale unterdrückt. Das Problem ist aber: Wenn der Emitterwiderstand vergrößert wird, beeinflusst er das UBE und somit verringert sich das I0.
Nähere Infos warum der Emitterwiderstand die Verstärkung verringert:
⇨ Stromgegenkopplung
Um dem entgegen zu wirken, kann die Betriebsspannung UEE erhöht werden. Alternativ aber auch eine Konstantstromquelle verbaut werden.
Erklärung Konstantstromquelle
Zur Verbesserung der Probleme kann der Emitterwiderstand durch eine Stromquelle ersetzt werden.
Durch die Stromquelle wird der Strom immer konstant gehalten.
Wichtig ist: Die Stromquelle begrenzt hier den Strom.
Differenzverstärker mit Stromquelle
Lösung der Probleme
Der Einsatz einer Konstantstromquelle lösen die oben genannten Probleme des Emitterwiderstands.
Abhängigkeit von der Betriebsspannung
Durch den Einsatz der Konstantstromquelle wird die Stromstärke durch den Differenzverstärker nahezu unabhängig von der Betriebsspannung. Dadurch ändert sich auch das Emitterpotential nicht und daraus folgt das der Arbeitspunkt gehalten wird, auch wenn die Betriebsspannung schwankt.
Riesiger Emitterwiderstand
Der (differentielle) Innenwiderstand der Stromquelle weist einen sehr hohen Wert auf und hilft so auch bei der Gleichtaktunterdrückung. Die Stromquelle begrenzt also den Strom I0. Des Weiteren muss die Betriebsspannung auch nicht erhöht werden da die Stromquelle das ausgleicht.
Aufbau der Konstantstromquelle
In der bisherigen Erklärung wurde die Konstantstromquelle mit ihrem Schaltzeichen abgebildet. In Realität wird diese aber mittels eines Transistoraufbaus realisiert.
Dieser sieht wie unten gezeigt aus.
Alternativ könnte man die Konstantstromquelle auch mit einem Stromspiegel aufbauen.