DE1003803B - Elektrischer Zweipol mit verhaeltnismaessig niedriger Gleichstrom- und verhaeltnismaessig hoher Wechselstromimpedanz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Zweipol mit verhältnismäßig niedriger Gleichstrom- und verhältnismäßig hoher Wechselstromimpedanz, der z. B. zum Unterdrücken der an einer elektrischen Belastungsimpedanz bei Änderung der Speisespannung und/oder der Belastungsimpedanz auftretenden Spannungsänderungen eine schwere und sperrige Drosselspule sehr vorteilhaft zu ersetzen vermag.

Die Erfindung schafft einen solchen elektrischen Zweipol unter Benutzung der Tatsache, daß der Wechselstromwiderstand eines Transistors zwischen seinen Emitter- und Kollektorelektroden viel größer als sein Gleichstromwiderstand ist, sowie mittels geeigneter Wechselstromgegenkopplung und Gleichspannungsmitkopplung.

Der Zweipol nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er aus der Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors und eines an den Emitter angeschlossenen Widerstandes besteht, der mindestens mehrere Male größer als der innere Emitterwiderstand des Transistors ist, daß die Basis des Transistors mit seinem Kollektor über einen weiteren großen Widerstand verbunden ist, daß die Basis ferner an das von dem Emitter abgewandten Ende des ersten Widerstandes über einen Kondensator angeschlossen ist, dessen Impedanz für auftretende Spannungsänderungen mindestens einige Male kleiner ist als der erste Widerstand, und daß die Basis des Transistors durch eine über den Zweipol angelegte Gleichspannung über den zweiten Widerstand in Durchlaßrichtung polarisiert ist. Dieser Zweipol weist dann für die erwähnten Spannungsänderungen eine Impedanz auf, die beträchtlich größer ist als sein Gleichstromwiderstand.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 die Schaltungsanordnung eines Zweipols nach der Erfindung und

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung darstellt.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 besitzt eine Speisespannungsquelle, die eine Gleichspannung V mit einer überlagerten Welligkeitsspannung e liefert und einen inneren Widerstand i?_t- aufweist. An diese Quelle ist eine über einen Kondensator C entkoppelte Belastung R₁ über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors T und einen damit in Reihe geschalteten Widerstand R_e angeschlossen. Das von der Emitterelektrode des Transistors abgewandte Ende dieses Widerstandes ist über einen großen Kondensator C_ei, z. B. einen Elektrolytkondensator mit der Basiselektrode des Transistors verbunden. Diese Basiselektrode ist außerdem über einen Widerstand R₆ an den Kollektor des Transistors angeschlossen.

Wären der Kondensator C_eb und der Widerstand R_e nicht vorhanden, so wäre das Verhältnis 5 zwischen der Welligkeitsspannung an den Klemmen des Belastungs-Elektrischer Zweipol mit verhältnismäßig niedriger Gleichstrom- und verhältnismäßig hoher Wechselstromimpedanz

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt, Hamburg I₁ Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 5. April .1955

Jacobus Johannes Rongen und Henri Herman van Abbe,

Eindhoven (Niederlande), sind als Erfinder genannt worden

Widerstandes R₁ und der Welligkeitsspannung e am Eingang

5 =

R,+ R₁

wo R_s den sogenannten Differentialwiderstand und S den Unterdrückungsfaktor des Zweipols T — R_b darstellen.

Falls —— klein ist in bezug auf R₁, kann

S = —

1 +/ω CÄ,

gesetzt werden, und ist R_s viel größer als —pr, so ist

Nun ist

S =

jR_swC

1 1

worin r'_e den Ausgangswiderstand und a' die Stromverstärkung des Transistors in geerdeter Emitterschaltung darstellen.

609 838/265

Wird der Kondensator C_eb angeschlossen, so stellt dies einen Kurzschluß für die Wechselspannung zwischen der Emitter- und der Basiselektrode des Transistors dar.

Statt etwa

wird diese Gleichspannung nun gleich

e 1

jcoC

_eb

Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt den Belastungsstrom i_c des Transistors T als Funktion der Emitter-Kollektor-Spannung V_ce mit dem Basisstrom i_b als Parameter. Hieraus geht hervor, daß für einenbestimmtenBelastungswiderstand R _x und einen bestimmten Basisstrom i_b und mit einer ebenfalls bestimmten Gleichspannung V mit einer darauf überlagerten Welligkeitsspannung e die Werte von i_c und V_ce sich in Abwesenheit des Kondensators C_e6 zwischen i_cl und J₀₂ bzw. zwischen V_cel und V_{c e2} ändern (i_b = konstant). In Anwesenheit des Kondensators C_eb wird der Emitterstrom dadurch praktisch konstant gehalten, so daß dank der Zwischenschaltung des Widerstandes R_e, der größer als der Emitterwiderstand r_e gewählt wird, der Transistor sich in bezug auf die Welligkeitsspannung e praktisch wie ein Transistor mit geerdeter Basis verhält und einen viel größeren Differentialwiderstand R_s sowie einen viel größeren Faktor 5 aufweist. In der Tat sind die rechten Äste der Kurven i_e = f (V_ce) für i_e = konstant noch viel flacher als diejenigen der entsprechenden Kurven für i_b = konstant.

Wenn sich bei dieser Schaltungsanordnung der Belastungswiderstand R₁ etwas ändert, z. B. von R_t auf R₁', so verschiebt sich der Arbeitspunkt des Transistors, insbesondere seine Kollektor-Emitter-Spannung V_c, beträchtlieh (Fig. 2),'z. B. von A auf B. Dies kann unter Umständen unerwünscht sein und insbesondere bei Transistoren mit niedrigem a'-Wert einen zu starken Kollektorverlust herbeiführen.

Durch den Widerstand R_e wird eine Stromgegenkopplung in bezug auf Wechselspannungen herbeigeführt. Dank der Tatsache, daß die Basiselektrode des Transistors über den Widerstand R_b mit seiner Kollektorelektrode verbunden ist, hat die Schaltungsanordnung einen viel geringeren inneren Widerstand in bezug auf im Verhältnis zur Zeitkonstante des Kreises R — C_eb verhältnismäßig langsame Stromänderungen, wobei R aus der Parallelschaltung des Widerstandes R_b und eines Widerstandes R_x besteht, welcher seinerseits gleich der Summe von R_e (1 -j- α') und von dem Emitter-Basis-Gleichstromwiderstand ist. Nimmt die Spannung zwischen der Emitter- und der Kollektorelektrode und mithin auch zwischen der Emitter- und der Basiselektrode zu, so nimmt der Basisstrominfolge der Gleichstrommitkopplung über den Widerstand R_b zu, so daß der Ausgangsstrom auch zunimmt.

Im Zweipol nach der Erfindung muß R_e möglichst niedrig gehalten werden, da er durch den Speisestrom durchflossen wird und deshalb bei einem zu großen Wert die Nutzwirkung des Zweipols zu stark herabsetzt. Auch soll die Gleichspannung über R_e nicht zu groß werden, weil sonst auch die Gleichspannung über C_el) groß wird und letzterer nicht mehr aus einem Niederspannungs-Elektrolytkondensator bestehen kann. Deshalb wird für R_e ein Kompromißwert gewählt, indem R_e mindestens einige Male größer als r_e ist. i?₆wird durch den erwünschten Wert des Basisstroms i_b bestimmt, und sein Wert ist mit demjenigen des Kollektorwiderstandes r_c vergleichbar. Er soll nicht zu groß sein, weil darüber nur eine geringe Spannung zur Verfügung steht. In bezug auf Wechselspannungen liegt R_b im wesentlichen parallel zum Transistor. Ist der a' des Transistors klein, so soll R_b auch klein sein, damit der Transistor den erforderlichen Gleichstrom zu liefern vermag. Dieser Ideine Widerstand setzt dann den Unterdrückungsfaktor S beträchtlich herab. Bei der geschilderten Bemessung ergibt jedoch der Zweipol nach der Erfindung eine vorzügliche Glättung des Speisestroms in bezug auf Änderungen der Belastungsimpedanz.

In der Zeichnung ist beispielsweise ein Schichttransistor von der pnp-Art dargestellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Elektrischer Zweipol mit verhältnismäßig niedriger Gleichstrom- und verhältnismäßig hoher Wechselstromimpedanz, dadurch gekennzeichnet, daß er aus der Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors und eines an den Emitter angeschlossenen Widerstandes (R_e) besteht, der mehrfach größer als der innere Emitterwiderstand des Transistors ist, daß die Basis des Transistors mit seinem Kollektor über einen weiteren großen Widerstand (R_b) verbunden ist, daß die Basis an das von dem Emitter abgewandte Ende des ersten Widerstandes (R „) über einen Kondensator (C_eb) angeschlossen ist, dessen Impedanz für auftretende Spannungsänderungen mindestens einige Male kleiner ist als dieser Widerstand, und daß die Basis des Transistors durch eine über den Zweipol angelegte Gleichspannung in Durchlaßrichtung polarisiert ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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