Transitfrequenz

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Die Transitfrequenz bezeichnet die Frequenz eines verstärkenden Systems, bei der keine Verstärkung mehr stattfindet, das heißt 0 dB beträgt, und bildet damit die theoretische Obergrenze für einen sinnvollen Einsatz. Der praktische Arbeitsbereich einer Verstärkerschaltung wird jedoch schon wesentlich früher, durch die sogenannte Grenzfrequenz limitiert.

Elektronik[Bearbeiten]

Transitfrequenz eines OPVs im rechten Schnittpunkt

In der Elektronik ist die Transitfrequenz fT (engl.: transit frequency) einer Verstärkerschaltung die Frequenz, bei der die Verstärkung bei kurzgeschlossenem Ausgang auf eins abgesunken ist (Wechselstromverstärkungsfaktor β = 1).

Die Transitfrequenz wird sowohl für einzelne (diskrete) verstärkende Bauelemente wie Transistoren, Feldeffekttransistoren oder Elektronenröhren angegeben, als auch für Verstärkerschaltungen, die integriert (z. B. Operationsverstärker) oder diskret (z. B. Transistor in Emitterschaltung) aufgebaut sein können.

Die Transitfrequenz hängt vom Arbeitspunkt ab. Ähnlich wie die Stromverstärkung, steigt auch die Transitfrequenz mit steigender Last (höherer Kollektorstrom) zunächst an, erreicht ein Maximum und sinkt dann ab. Direkte Einflussgrößen der Transitfrequenz sind die Sperrschichtkapazitäten und der Bahnwiderstand.

Von der Transitfrequenz zu unterscheiden ist die praktisch relevantere Grenzfrequenz fc (engl.: cutoff frequency); sie ist definiert als die Schwelle, bei der die Leistungsverstärkung auf 50 % abgesunken ist (≈ −3 dB, Spannungs- bzw. Stromverstärkung sind dabei auf ≈ 70,7 % abgesunken).

Für Transistoren in Emitterschaltung gilt: Grenzfrequenz fc = fT / β. Die Transitfrequenz von Transistoren für Hochfrequenzanwendungen liegt im oberen Gigahertzbereich.

Regelungstechnik[Bearbeiten]

In der Regelungstechnik wird die Transitfrequenz zur Optimierung einer Regelungsschaltung verwendet. Bei der Transitfrequenz beträgt die Verstärkung des offenen Regelkreises genau eins. Je höher die Transitfrequenz des offenen Regelkreises ist, desto kürzer ist dessen Reaktionszeit im geschlossenen Regelkreis.

Literatur[Bearbeiten]

  • Wolfgang Bauer, Hans Herbert Wagener: Bauelemente und Grundschaltungen der Elektronik Band 1 Bauelemente. 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München/Wien 1981, ISBN 3-446-13305-4.
  • Gregor Häberle, Heinz Häberle, Thomas Kleiber: Fachkunde Radio-, Fernseh-, und Funkelektronik. 3. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten 1996, ISBN 3-8085-3263-7.