Heeft iemand tips om het basis voltage op een handige manier (ongeveer) te bepalen zodat je zonder regelbare weerstanden kan werken en gelijk de goede R1/R2 waardes in je breadboard kan prikken?
Wat je in elk geval niet moet doen, is naderhand zomaar de waarde van Re gaan veranderen.
Het berekenen van een transistor 'vierweerstandenschema' is niet zo moeilijk. Ik geef een voorbeeld met getallen; je kunt zelf je eigen waarden kiezen en op dezelfde manier rekenen. Het gaat hier om de rustwaarden, de instelspanningen en -stromen, kortom: het werkpunt.
Kies eerst je voedingsspanning: 12 V. Kies een emitterspanning: 1 V.
Kies de collectorstroom: 2 mA. De emitterstroom is ongeveer hetzelfde.
De emitterweerstand is nu bekend: Re= 1/0,002= 500 Ω.
Kies de collectorspanning: meestal ongeveer halverwege de emitterspanning en de voedingsspanning, dus zeg 7 V. (Dat is echter niet altijd nodig; je kunt ook een andere spanning kiezen, bijvoorbeeld om een grotere weerstand te kunnen gebruiken. Zolang het signaal maar niet vastloopt tegen de voedings- of emitterspanning).
Over de collectorweerstand valt dus 5 V, zodat Rc= 5/0,002= 2500 Ω.
De basis-emitterspanning is, bij deze kleine stromen, ongeveer 0,55 V. De basisspanning wordt dus 1,55 V.
Kies de stroom in de basisspanningsdeler; meestal 1/20 à 1/10 van de colletorstroom: laten we zeggen 0,1 mA.
De onderste basisweerstand is nu bekend: Rb1= 1,55/0,0001= 15,5 kΩ.
Over de bovenste, Rb2, valt 10,45 V. Met verwaarlozing van de basisstroom wordt die dus 104,5 kΩ. Reken je de basisstroom wél mee (bijvoorbeeld ca. 1/200 van de collectorstroom), dan zou je op 95 kΩ uitkomen. Maar we gaan tóch nog afronden.
Nu is de transistor ingesteld. De spanningsversterking is vrij nauwkeurig Rc/Re, dus 5.
Vind je dat te weinig, dan moet je niét zomaar Re gaan verkleinen. Wat je wel kunt doen, is een serieschakeling van een kleinere R met een condensator maken en die parallel aan Re schakelen.
Voor de instelling, dus gelijkstroom, verandert er dan niets, maar voor het signaal heb je nu een kleinere effectieve Re'.
in de praktijk neem je natuurlijk 'gewone' weerstandswaarden, bijvoorbeeld Re= 560, Rc= 2700, Rb1= 15 k en Rb2= 100 k. Dat komt helemaal niet zo nauw.
Als je dit nu in elkaar soldeert, en het signaal in- en uitkoppelt met condensatoren zoals je deed, zul je zien dat dit gegarandeert goed werkt met de voorspelde versterking en praktisch geen vervorming.
De versterking zou nu 2700/560= 4,8 worden. Hieronder zie je dat dat goed uitkomt, zowel voor een bipolaire transistor (een 'gewone'), als voor een FET.
--
Als de verbruiker die je aansluit een niet zo hoge weerstand heeft, wordt daardoor je effectieve collectorweerstand lager: de belasting staat, voor het signaal, hieraan parallel. De voedingsspanning en de massa zijn voor het signaal (wisselspanning) immers hetzelfde punt: op de voeding is de wisselspanning óók nul. Eventueel voeg je ter plaatse nog een ontkoppelcondensator tussen plus en massa toe (hier niet getekend).
Voor een precieze versterkingsberekening moet je de effectieve collectorweerstand (dus Rc parallel met de belasting) delen door de effectieve emitterweerstand (dus Re parallel met de kleinere weerstand van hierboven).
--
Deze berekening kun je ook voor de darlington (een echte of een zelf met twee transistoren gemaakte) gebruiken. Alleen wordt de basisspanning dan bijvoorbeeld 1,1 of 1,2 V hoger dan de emitterspanning.
Ook voor de FET kun je zo rekenen, maar dan moet je de gate-sourcespanning uit de datasheet halen (kijk wel bij jouw drainstroom), of zelf door meting bepalen hoe hoog hij moet zijn voor de juiste instelstroom. Voor die IRF kom je dan op bijna 4 V uit; voor een sourcespanning van 1 V zou de gate dus op bijna 5 V moeten komen.
--
De grootte van de condensatoren hangt ervan af hoe laag de laagste frequentie is die je wilt versterken. Dat kun je gemakkelijk zelf uitrekenen (denk aan een RC-filter).