DE1032788B - Transistorverstaerker mit Arbeitspunktstabilisierung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, daß durch Einschalten eines temperaturabhängigen Widerstandes in eine Transistorschaltung eine Stabilisierung ihres Arbeitspunktes hinsichtlich Temperatureinflüsse bewirkt werden kann. Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Schaltungsanordnung dieser Art. nämlich auf einen Transistorverstärker, bei dem zur Arbeitspunktstabilisierung die Basisvorspannung einem der Speisequelle parallel liegenden Spannungsteiler entnommen wird, dessen erster Widerstand mit dem dem Emitter und dessen zweiter Widerstand mit dem dem Kollektor zugewandten Pol der Speisequelle verbunden ist, wobei der erste Widerstand einen großen negativen und/oder der zweite Widerstand einen großen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist und wobei der AbgrifFpunkt des Spannungsteilers einerseits über eine Quelle der zu verstärkenden Schwingungen mit der Basiselektrode und andererseits über eine für die Signalfrequenzen durchlässigen Kondensator mit der Emitterelektrode des Transistors verbunden ist.

Bei einer bekannten derartigen Schaltung ist ein Transformator, dem die verstärkten Schwingungen entnommen werden, zwischen dem Kollektor und dem zugeordneten Pol der Speisequelle eingeschaltet, während zwischen dem anderen Pol der Speisequelle und dem Emitter ein Gegenkopplungswiderstand liegt, durch den eine Gleichstromstabilisierung bewirkt werden soll. Dieser Gegenkopplungswiderstand liegt hierbei zusätzlich in dem von dem Hauptgleichstrom durchflossenen Kreis und bewirkt einen merklichen Spannungsabfall und auch Leistungsverlust, was insbesondere bei kleinen Geräten, für die die \^erwendung von Transistoren in erster Linie in Betracht kommt, störend ist und insbesondere einen verhältnismäßig hohen Energieverbrauch hervorruft.

Bei einem Transistorverstärker in Emitterschaltung mit Arbeitspunktstabilisierung, bei dem die Basisvorspannung einem zur Speisespannungsquelle parallel liegenden Spannungsteiler entnommen wird, dessen Abgriffpunkt einerseits über die Quelle der zu verstärkenden Signale mit der Basis und andererseits über einen für Signalfrequenzen gut durchlässigen Kondensator mit dem Emitter verbunden ist, werden diese Nachteile vermieden, und es kann schon eine Speisequelle sehr niedriger Spannung, z. B. 1,5 Volt, Verwendung finden, wobei außerdem ein Minimum an Schaltungselementen erforderlich ist und eine vorzügliche Stabilisierung erzielt wird, wenn gemäß der Erfindung die Speisespannungsquelle unmittelbar mit dem Kollektor verbunden in Reihe mit der Belastung im Ausgangskreis liegt, wenn die Belastung sowohl für Signalfrequenzen als auch für Gleichstrom eine erhebliche Impedanz darstellt, und wenn der mit der

Transistorverstärker
mit Arbeitspunktstabilisierung

Anmelder:

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

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Adrianus Johannes Wilhelmus Marie van Overbeek,

Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Belastung verbundene Teilwiderstand des Spannungsteilers einen großen negativen und/oder der mit dem Kollektor verbundene Teilwiderstand einen großen positiven Temperaturkoeffizient aufweist.

Es sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist, in einer Transistorverstärkerschaltung, die keinen temperaturabhängigen Spannungsteiler enthält, einen Stabilisierungswiderstand im Kollektorzweig in Reihe mit einem Ausgangstransformator anzuordnen.

Beim Erfindungsgegenstand wird durch die besondere Ausbildung und Einschaltung der Ausgangsimpedanz eine Ausnutzung dieser Impedanz sowohl zur Stabilisierung wie auch für die Entnahme der Wechselstromleistung ermöglicht, was eine wesentliche Vereinfachung bei vorzüglicher Wirkung ergibt. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

In der Zeichnung ist der Transistor mit 1 und die Speisequelle mit 2 bezeichnet. Ein Transistor hat bekanntlich die Eigenschaft, daß sein Arbeitspunkt sich bei Änderung der Temperatur auf einen anderen Wert einstellt. Zur Unterdrückung dieser Arbeitspunktänderungen ist ein Widerstand 3 mit großem negativem Temperaturkoeffizienten in Reihe mit einem weiteren Widerstand 4 parallel zur Speisequelle 2 geschaltet und der Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände 3 und 4 einerseits über eine Signalquelle 5 mit der Basiselektrode des Transistors und andererseits über einen für die Signalfrequenzen durchlässigen Kondensator 6 mit der Emitterelektrode des Transistors 1 verbunden. Weiter ist im Kollektorkreis, und zwar zwischen der Emitterelektrode und

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der zugehörigen Klemme der Speisequelle 2, eine Belastung 7 eingeschaltet, die nicht nur für die Signalfrequenzen, sondern auch für Gleichstrom eine erhebliche Impedanz — angedeutet durch einen ohmschen Widerstand T — aufweist.

Bei anwachsender Temperatur vergrößert sich der Emitter- und der Kollekto<rstrom des Transistors 1, wodurch sich der Arbeitspunkt des Transistors verlagern will. Diese Strom vergrößerung bewirkt aber einen größeren Spannungsabfall über der Belastung 7. Gleichzeitig sinkt infolge des Temperaturanstiegs der Wert des Widerstandes' 3 ab, so daß die Vorspannung zwischen der Basis- und der Emitterelektrode aus beiden Gründen erniedrigt wird, was der Stromvergrößerung entgegenwirkt. Der Kondensator 6 ermöglicht dabei nicht nur, daß die ganze Spannung der Signalquelle 5 zwischen diesen beiden Elektroden wirksam ist, sondern auch, daß die Belastung 7 ohne Verstärkungsverluste in den Kollektorkreis des Transistors 1 eingeschaltet werden kann.

Eine ganz ähnliche Wirkung ist erzielbar, wenn der Widerstand 4 einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist. Jedenfalls soll wenigstens einer der beiden Widerstände 3 und 4 einen erheblichen Temperaturkoeffizienten aufweisen.

Die Erfindung kann vorteilhaft bei elektrischen Kleinapparaturen, z. B. Schwerhörigengeräten, Anwendung finden. Sie ist insbesondere beabsichtigt zur Benutzung in einer elektrischen Uhr, wo man wegen des geringes Raums einen Mindestaufwand an Schaltungselementen anstreben muß. Die Signalquelle 5 wird dabei von einer Aufnahmespule gebildet, in der mittels eines mit dem Pendelsystem, z. B. der Unruhe, der Uhr verbundenen Dauermagneten Wechselspannungen induziert werden, während die Belastung von einer die Pendelbewegung aufrechterhaltenden Antriebsspule 7 gebildet wird. Die verstärkten Ströme durch diese Spule 7 können dabei z. B. auf denselben Dauermagneten zurückwirken und dadurch die erforderliche Leistung zur Aufrechterhaltung der mechanischen Pendelschwingungen herbeiführen!. Die Spulen 5 und 7 können dabei sogar auf einem einzigen weichmagnetischen Kern angeordnet werden, wobei eine

selbsttätige Selbsterregung der Schaltung 5-1-7 infolge der inneren Transistoreingangsschwellenspannung verhindert wird.

Claims (2)

Patentansprüche

1. Transistorverstärker in Emitterschaltung mit Arbeitspunktstabilisierung, bei dem die Basisvorspannung einem zur Speisespannungsquelle parallel liegenden Spannungsteiler entnommen wird, dessen Abgriffpunkt einerseits über die Quelle der zu verstärkenden Signale mit der Basis und andererseits über einen für Signalfrequenzen gut durchlässigen Kondensator mit dem Emitter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannungsquelle unmittelbar mit dem Kollektor verbunden in Reihe mit der Belastung im Ausgangskreis liegt, daß die Belastung (7, 7') sowohl für Signalfrequenzen als auch für Gleichstrom eine erhebliche Impedanz darstellt und daß der mit der Belastung verbundene Teilwiderstand (3) des Spannungsteilers einen großen negativen und/oder der mit dem Kollektor verbundene Teilwiderstand (4) einen großen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist.

2. Verwendung eines Transistorverstärkers nach Anspruch 1 in einer elektrischen Uhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalquelle durch eine Spule dargestellt wird, in der mittels eines mit dem Pendelsystem verbundenen Dauermagneten Wechselspannungen induziert werden, während eine die Pendelbewegung aufrechterhaltende Antriebsspule die Belastung des Verstärkers bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 647 958;
britische Patentschrift Nr. 715 970;
französische Patentschrift Nr. 1037 623 (Fig. 32 bis 36);

R. F. Shea, »Principles of Transistor Circuits«, 1953, S. 177 bis 179;

»Elektrotechn. Zeitschrift«, Ausgabe A, 1954,
Heft 18, S. 592 und 593;

Wireless World, 1953/Juli, S. 311 bis 313.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen