Um effektive elektronische Schaltungen zu entwickeln, ist es wichtig zu verstehen, wie Verstärkung und Bandbreite in Bipolar Junction Transistoren (BJTs) berechnet werden können.

Grundlegende Konzepte der BJT Operation

Ein Bipolar-Übergangstransistor ist ein Halbleiterbauelement, das zur Verstärkung von Signalen verwendet wird, dessen Funktion vom Strom abhängt, der durch seine Übergänge fließt und der gesteuert werden kann, um die gewünschte Verstärkung und den gewünschten Frequenzgang zu erreichen.

Berechnung der Spannungsverstärkung

Die Spannungsverstärkung (Av) eines BJT-Verstärkers wird durch das Verhältnis von Ausgangsspannungsänderung zu Eingangsspannungsänderung bestimmt.

Av = - (RC / RE)

RC ist der Kollektorwiderstand und RE ist der Emitterwiderstand, das negative Vorzeichen zeigt die Phaseninversion an.

Bestimmung der Bandbreite

Die Bandbreite eines BJT-Verstärkers ist der Frequenzbereich, über den die Verstärkung innerhalb eines vorgegebenen Pegels bleibt, und wird durch die internen Kapazitäten des Transistors und externe Schaltungselemente beeinflusst.

Um die Bandbreite zu schätzen, verwenden Sie die Cutoff-Frequenzformel:

ft = 1 / (2π × (Cπ + Cμ × RE)

Dabei sind Cπ und Cμ die Eingangs- bzw. Rückkopplungskapazitäten.

Praktische Berechnungsschritte

  • Die Schaltungsparameter sind zu bestimmen: RC, RE, Cπ und Cμ.
  • Berechnen Sie die Spannungsverstärkung mit der angegebenen Formel.
  • Schätzen Sie die Cutoff-Frequenz für die Bandbreite.
  • Passen Sie die Komponentenwerte an die gewünschten Gain- und Bandbreitenspezifikationen an.