6.4 Temperaturkompensation

von Andreas Thaler

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Hinweis:

Der im Schaltbild angegebene Stromverstärkungsfaktor B = 500/100 entspricht nicht der realen Stromverstärkung der beiden Transistoren BC547C. Um einen Temperaturanstieg in der nachfolgenden Simulation nachbilden zu können, wird für beide Transistoren jedoch ein unterschiedlicher Stromverstärkungsfaktor angenommen.

 

 

 

 

Beschreibung der Schaltung

 

Burkhard Kainka:

Ein weiterer Transistor im Spannungsteiler kompensiert den Temperatureinfluss. Unter der Voraussetzung,  dass beide Transistoren die gleiche Temperatur haben, hebt sich der Einfluss weitgehend auf. Bei höheren Temperaturen würde die Basisspannung absinken, die Emitterspannung aber fast unverändert bleiben.

Während der Temperatureinfluss ohnehin recht gering ist, hat sich der Arbeitspunkt jetzt insgesamt auf 0,3 mA verschoben. Und er ist weiterhin stark von der Batteriespannung abhängig.

 

 

Schaltungssimulation mit EveryCircuit

 

Da in EveryCircuit die Temperatur von Bauteilen nicht nachgestellt werden kann, wird in zwei Simulationen ein unterschiedlicher Stromverstärkungsfaktor B für beide Transistoren angenommen:

a)      B = 100 für beide Transistoren

b)      B = 500 für beide Transistoren

 

 

Stromverstärkungsfaktor B = 100

 

 

 

 

Stromverstärkungsfaktor B = 500

 

 

Ergebnis:

Trotz eines fünf Mal höheren Stromverstärkungsfaktors (B = 100 auf B = 500) erhöht sich der Laststrom nur geringfügig um 5 uA.

 

 

 

Zum Vergleich die bereits besprochene Schaltung 6.2 („Arbeitspunkt-Stabilisierung“), die im Basisspannungsteiler statt dem Transistor mit Gegenkopplung einen 10-Kiloohm-Widerstand aufweist:

 

Stromverstärkungsfaktor B = 100

 

 

 

 

 

Stromverstärkungsfaktor B = 500

 

 

Ergebnis:

Hier bewirkt der fünf Mal höhere Stromverstärkungsfaktor B eine Laststromänderung von 1,72 mA auf 1,84 mA, also eine Differenz von 0,12 mA.

Das ist ein deutlicher Unterschied zu den nur 5 uA Laststromerhöhung in der „temperatorkompensierten“ Schaltung mit Transistor und Gegenkopplung im Basisspannungsteiler.

 

Fazit

Auch wenn die in der Simulation ermittelten Laststromänderungen für den Betrieb einer LED unwesentlich erscheinen – bei Audioschaltungen im NF-Bereich können Kollektorstromänderungen bei Temperaturunterschieden eine durchaus hörbare Rolle.


Anmerkung B.K.: Die Simulation zeigt anschaulich, dass sehr unterschiedliche Transistoren praktisch zum selben Ergebnis führen, solange beide gleich sind. In beiden Fällen beträgt die Basis-Emitterspannung 697 mV. Bei einer höheren Temperatur würde sie bei beiden Transistoren geringer. Aber auch dieser Einfluss würde sich aufheben, der Strom bliebe praktisch gleich.