Schaltplan eines einfachen diskreten Operationsverstärkers

Dieser Artikel stellt einen einfachen Operationsverstärker vor, der aus fünf Transistoren und zwei Widerständen aufgebaut ist. Er kann für alle hilfreich sein, die sich für die Funktionsweise eines transistorbasierten Operationsverstärkers interessieren.

Die Leistung dieses Operationsverstärkers ist natürlich alles andere als beeindruckend – er leidet unter einer hohen Offsetspannung, einem hohen Ruhestrom, einer geringen Leerlaufverstärkung, einer schmalen Bandbreite und einer leistungsschwachen Ausgangsstufe. Jeder handelsübliche Operationsverstärker für 10 Cent ist ihm überlegen. Als Schaltung mit diskreten Bauelementen ist sein Aufbau jedoch einfach genug, um als hervorragendes Lernwerkzeug für all jene zu dienen, die verstehen möchten, was in einem Operationsverstärker vor sich geht, anstatt ihn als „Blackbox“ zu betrachten.

Für den Aufbau dieser Schaltung können die meisten Standardtransistoren verwendet werden. Wir haben die Transistoren 2N3904 und 2N3906 sowie zwei 1-kΩ-Widerstände ausgewählt. Die Kernschaltung wird mit einer Versorgungsspannung von ±5 V betrieben. Zwei 10-kΩ-Widerstände dienen der Rückkopplung und konfigurieren die Schaltung als nichtinvertierenden Verstärker mit einer Verstärkung von 2 (6 dBV).

Der Artikel enthält Simulationsergebnisse mit LTspice, basierend auf den Standard-Transistormodellen, sowie Messdaten der realen Schaltung. Die Messungen bestätigen, dass die Schaltung die erwartete Verstärkung von 2 erreicht. Für die Messung im Leerlauf wurde ein Trenntransformator verwendet.

Bitte beachten Sie, dass im LTspice-Schaltplan VOL die Testspannungsquelle zur Messung der Leerlaufverstärkung ist und dass im tatsächlichen Messaufbau die Sekundärwicklung des Trenntransformators an denselben Punkt angeschlossen ist.

Ich hoffe, Ihnen gefällt die Erkundung dieses Rundkurses!