Wie erkennt man, ob die Schaltung strom- oder spannungsgesteuert ist?
Wenn ich mir die Kennlinie bzw. die Funktion anschaue, ist das ja kein Problem - da kann ich einfach schauen, welche Variable von welcher abhängig ist. Worauf soll man aber achten, wenn man nur den Schaltplan sieht?
Bis jetzt dachte ich immer, eine Stromquelle deutet auf Stromsteuerung hin, aber das ist wohl nicht richtig ... :/
2 Antworten
Die Frage ist wirklich nicht ganz einfach zu beantworten - und zwar, weil man zwischen physikalischer und technischer Betrachtungsweise unterscheiden muss.
Beispiel: Ein Operationsverstärker ist mit Sicherheit spannungsgesteuert (weil er einen sehr hohen Eingangswiderstand hat im hohen kilo- bis mega-Ohm-Bereich).
Trotzdem kann man ihn durch Beschaltung mit Widerständen zu einem System machen (Transimpedanz-Verstärker), welches als stromgesteuert bezeichnet wird.
Dann hat die Verstärkung eben die Dimension "Ohm" wegen Ausgang/Eingang = Spannung/Strom. So gibt es auch "Transkonduktanz-Verstärker" mit einem sehr niederohmigen (KORREKTUR: Muss HOCHOHMIG heißen) Ausgangswiderstand, der dann die Betrachtung als "Stromquelle" erlaubt (Spannung ein und Strom raus).
Also: Als "spannungsgesteuert" werden Schaltungen bezeichnet, bei denen der Eingangswiderstand deutlich GRÖSSER ist als der Innenwiderstand der Signalquelle, der deshalb vernachlässigt werden kann (es wird kaum Strom gezogen).
Wenn hingegen der Eingangswiderstand deutlich KLEINER ist als der Innenwiderstand der Signalquelle spricht man von "Stromsteuerung", so dass der Eing.widerstand vernachlässigt werden kann, weil der fließende Strom dann praktisch nur durch den Innenwiderstand der Quelle bestimmt wird,
Das ganz ist deshalb etwas problematisch, weil es natürlich auch Situationen gibt, bei denen man so in der Mitte liegt: Innenwiderstand der Quelle 1 kOhm und Eingangswiderstand der Schaltung nur 2 kOhm. Dann gilt weder das eine noch das andere, sondern man muss bei der Berechnung BEIDE Widerstände berücksichtigen.
In dem Zusammenhang erwähne ich mal den Bipolar-Transistor, bei dem man schön sehen kann, welche Verwirrungen/Missverständnisse es bei diesen Betrachtungen zur Steuerung geben kann:
- Der Transistor ist - physikalisch gesehen - spannungsgesteuert, weil sein Kollektorstrom Ic gemäß e-Funktion (nach Shockley) NUR von der Basis-Emitter-Spannung abhängt undgesteuert werden kann.
- Bei vielen Rechnungen kann man aber so tun, als ob er durch den Basisstrom Ib stromgesteuert wäre, weil es den Zusammenhang gibt (nur mathematisch !!): Ic=B*Ib.
- Das gilt aber nur bei Berechnungen "hinterher" (also der Analyse). Bei der Synthese (Entwurf) einer Schaltung sollte/muss man schon wissen, dass der fließende Basisstrom leider existiert, aber eben keine Steuerfunktion haben kann.
- Das hat leider dazu geführt, dass viele Leute glauben, dass der Transistor wirklich durch einen Strom gesteuert werden könnte (sogar in Büchern steht das oft falsch). Das ist aber schlichtweg Unsinn, denn ein winziger Strom kann niemals einen um den Faktor 100..200 größeren Strom steuern. Das ist schon unter Energie-Aspekten unmöglich. Es gibt dazu sogar Wasser-Modelle, welche die Stromsteuerung visuell zeigen sollen - bloß die funktionieren nicht, wie ganz einfache Kraft- und Hebelgesetz-Rechnungen zeigen.
eine Stromquelle sagt doch zunächst nur aus, daß hier eine Quelle ist, die eine bestimmte Spannung hat und einem Strom liefern kann - egal was daran angeschlossen ist.
nach meinem Verständnis, ist zunächst wichtig zu wissen, was die Schaltung bewirken soll. Dann sollte man wissen, welche Parameter auf die Schaltung wirken um einen Effekt zu erzielen und wie diese Parameter zur Verfügung stehen. Und bis dahin muß ich mir zunächst keine Gedanken über Deine Frage machen. Dann erst die Frage - wie realisieren und mit welchen Bauteilen.
Dass der Ansatz falsch ist, ist mir mittlerweile auch bewusst, daher die obige Frage. Was wäre denn eine Methode, um zu erkennen, ob es sich um eine strom- oder spannungsgesteuerte Schaltung handelt?