Messen Sie die Spannungen in der Schaltung: Ub dürfte bei 0,7 V liegen, Ubb z.B. bei etwa 1,4 V und Uc etwas über 0,7 V. Die Spannungen hängen etwas vom Hautwiderstand ab. Wenn Sie den Finger-Sensor überbrücken erhalten Sie stabile Verhältnisse.

Messen Sie den Stromverstärkungsfaktor beider Transistoren mit dem Digitalmultimeter im Messbereich hfe. Die Verstärkung unterliegt großen Exemplarstreuungen. Der BC547B liegt laut Datenblatt im Bereich 200 bis 450.

Achtung, auch ein verkehrt herum eingebauter Transistor hat noch eine geringe Verstärkung. Vertauschen Sie einmal Emitter und Kollektor. Das Messgerät zeigt nun z.B. 10-fache Stromverstärkung.

Die Schaltung vom 11. Dezember ist fast gleich, aber der Sensor ist diesmal nicht ein Finger sondern eine LED als Fotodiode. Der Sensorstrom ist auch diesmal extrem klein und braucht die hohe Verstärkung der Darlington-Schaltung.

Messen Sie die Spannung Uc bei unterschiedlicher Beleuchtung.

Sie können die Transistoren mehr oder weniger weit aussteuern. Je größer der Strom, desto geringer wird die Spannung Uc.

Machen Sie wieder den Kurzschlusstest: Die Verbindung 1 sollte den zweiten Transistor in den leitenden Zustand bringen und eine Kollektorspannung von Uc = 0,7 V zeigen. Die Verbindung 2 sollte dagegen zwei Basis-Schwellspannungen, also rund 1,2 V bis 1,4 V bringen.

Sie können natürlich auch einmal versuchen die Eingangspannung an der ersten Basis zu messen. Allerdings ist der Sensorstrom so klein, dass der Innenwiderstand des Messgeräts die Messung völlig verfälscht. Nur bei sehr starkem Lichteinfall kann die Messung gelingen.

Drei Transistoren bringen noch mehr Verstärkung! Da reicht schon die Bewegung einer elektrisch geladenen Person um die LED zum Leuchten zu bringen. Das Zauberwort heißt Influenz. Influenz ist die Verschiebung von Elektronen im Draht durch anziehende und abstoßende elektrische Kräfte. Wenn ein paar Elektronen auf diese Weise bewegt werden führt die große Verstärkung der Schaltung dazu, dass die LED leuchtet.

Mit einer Spannungsmessung am Ausgang können Sie die Funktion der Schaltung genauer untersuchen.

Verbinden Sie einmal den Ausgang mit dem Eingang.

Die Ausgangsspannung stellt sich dann bei ca. 1,5 V ein.

Man könnte ja meinen, drei Basisspannungen ergeben ca. 2,1 V. Aber der Basisstrom wird ja von Transistor zu Transistor immer kleiner, da merkt man auch schon an der exponentiellen Basiskennlinie einen deutlichen Spannungsunterschied.

Die Basisspannungen betragen etwa 0,3 V + 0,5 V + 0,7 V = 1,5 V. Von Transistor zu Transistor wird die Spannung geringer.

An einem anderen Versuch wurde einmal der gleiche Transistor BC547B genauer untersucht. Messung des Basistroms und der Basisspannung ergaben:

An der Messung fällt auf: Eine Verdopplung des Basisstroms führt immer zu einer um 0,02 V höheren Basisspannung. Bei der Dreier-Darlingtonschaltung findet man etwa einen Unterschied von 0,4 V zwischen dem ersten und dem dritten Transistor. Damit käme man auf 20 Verdoppelungen des Stroms, macht ungefähr einen Stromunterschied von eins zu einer Million. Na ja, so ungefähr eben...

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