Emitterwiderstand

Worum geht es?

Der Emitterwiderstand R_E ist der Schlüssel zur Arbeitspunktstabilität in der Spannungsteiler-Emitterschaltung. Er liegt zwischen Emitter und Masse und sorgt für eine Stromgegenkopplung: steigt der Kollektorstrom (z. B. durch Temperatur), steigt U_E mit, U_BE sinkt — der Strom wird automatisch zurückgeregelt.

Aus der Emitterspannung U_E (typisch 1 … 2 V, etwa 10 % von U_CC) und dem gewünschten Emitterstrom I_E ≈ I_C folgt:

Die Formel

R_E = U_E / I_E

Umstellungen:
    U_E = R_E · I_E
    I_E = U_E / R_E

Die Variablen

Zusammenhang mit U_B und U_BE

Bei Spannungsteiler-Vorspannung wird die Emitterspannung über die Basisspannung erzwungen:

U_B = U_CC · R2 / (R1 + R2)
U_E = U_B − U_BE          (U_BE ≈ 0,7 V Silizium)

Daraus ergibt sich R_E zwingend, sobald I_C festgelegt ist.

Minimal-Beispiel

Soll U_E = 1,5 V bei I_C ≈ I_E = 2 mA.

R_E = U_E / I_E
    = 1,5 V / 0,002 A
    = 750 Ω

E12-Wert: 820 Ω (geringfügiger I_C-Versatz akzeptabel).

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Dimensionierung nach 10-%-Regel

U_CC = 12 V, gewünscht I_C = 5 mA. Faustregel: U_E ≈ 0,1 · U_CC = 1,2 V.

R_E = 1,2 V / 0,005 A
    = 240 Ω ≈ 270 Ω (E12)

Beispiel 2 — Emitterstrom aus vorhandenem R_E

Eine Stufe hat R_E = 1 kΩ, gemessen werden U_E = 1,8 V.

I_E = U_E / R_E
    = 1,8 V / 1 000 Ω
    = 0,0018 A = 1,8 mA

Beispiel 3 — Spannungsabfall bei festem R_E

R_E = 470 Ω, I_C = 8 mA.

U_E = R_E · I_E
    = 470 Ω · 0,008 A
    = 3,76 V

Hinweis: Ein zu großes U_E verkleinert den nutzbaren Aussteuerbereich von U_CE. In NF-Stufen wird R_E daher oft mit einem Emitter-Bypass-Kondensator C_E wechselspannungsmäßig kurzgeschlossen — Gleichstrom-Gegenkopplung bleibt, AC-Verstärkung steigt.