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Arbeitspunkt-Stabilisierung für Vorverstärker und Linearverstärker bis etwa 1 W Ausgangsleistung

Die hier vorgestellte Schaltung hält den Kollektorstrom eines HF-Transistors in dem großen Temperaturbereich von -50°C bis +100°C weitgehend konstant. Die Vorteile dieser Schaltung sind:

• Es ist kein thermischer Kontakt zum HF-Transistor erforderlich
• Kollektorstrom und -spannung sind in einem weiten Bereich getrennt einstellbar.

Im Schaltbild ist der HF-Transistor ohne seine Schwingkreise oder Transformations-glieder und Drosseln nur angedeutet (T2). Sicherheitshalber sind die Zuleitungen für Basis- und Kollektorspannung durch die Kondensatoren C1 und C2 (Wert je nach Frequenzbereich der HF-Stufe) noch einmal abgeblockt und verdrosselt. So wird auch das Eindringen von hochfrequenten Rauschspannungen aus der Regelstufe in die HF-Stufe verhindert.

Als Regeltransistor T1 wird ein PNP-NF-Typ benötigt. Der vorgeschlagene 2N2905 A im TO5-Gehäuse läßt die Arbeitspunkt-Stabilisierung von HF-Verstärkern bis in die 1-W-Klasse zu. Man muß dann allerdings auch auf ausreichende Belastbarkeit des Widerstandes R3 achten. Die Verlustleistung an R3 errechnet man folgendermaßen:

Bild 1: Arbeitspunkt-Stabilisierung einer HF-Stufe zwischen -50 und + 100°C

Die Kollektor-Emitter-Spannung des HF-Transistors läßt sich am Trimmwiderstand R2, und der Kollektorstrom an R3 einstellen. Zur näherungsweisen Berechnung aller vier Widerstandswerte benötigt man die Werte folgender Größen:

• Betriebsspannung U_B *)
• Gewünschte Kollektorspannung des HF-Transistors: U_CE2
• Gewünschter Kollektorstrom des HF-Transistors: I_C2
• Stromverstärkungen von Regel- und HF-Transistor: B₁ und B₂
• Basis-Emitterspannung beider Transistoren für den Kollektorstrom: U_BE1 und U_BE2.

*) Dabei gilt einschränkend für die Betriebsspannung, daß man sie nicht höher als die maximal zulässige Kollektor-Emitter-Spannung des HF-Transistors (UCE max von T 2) wählen sollte.

Damit kann man nun die vier folgenden, zugeschnittenen Formeln benutzen:

Als Beispiel seien die Werte für einen Transistor HXTR-6101 (HP) angegeben, der als rauscharmer Vorverstärker in einem Empfänger für das 13-cm-Band eingesetzt ist. Man geht von folgenden dem Datenblatt entnommenen beziehungsweise geschätzten Werten aus:

U_B = 15 V, U_CE2 = 10 V, I_C2 = 4 mA, B₁ = 100, B₂ = 150, U_BE1,2 = 0,7 V.

Damit errechnen sich folgende Widerstandswerte:

R1 = 194 kΩ, R2 = 287 kΩ, R3 = 1,2 kΩ, R4 = 2,6 kΩ sowie P_R3 = 22 mW.

Abschließend eine Warnung: Bei Auftrennen der Basisleitung zum HF-Transistor T2 kann dieser zerstört werden!

Es ist sicher klar geworden, daß für jeden HF-Transistor eine eigene Stabilisierungsstufe benötigt wird.

Literatur

1. Hewlett-Packard Application Note 967
2. Schmitzer, D.E., DJ4BG: Arbeitspunkt-Stabilisierung von Transistoren mit direkt geerdetem Emitter, UKW-Berichte 16 (1976) Heft 4, Seite 230-233

DC8EC, Ferdinand Schmehr.