DE1098042B - Transistorverstaerkerstufe mit Massnahmen zur Vergroesserung des Eingangswiderstandes - Google Patents

Description

• Transistorverstärkerstufe mit Maßnahmen zur Vergrößerung des Eingangswiderstandes Ein Transistorverstärker hat bekanntlich einen kleinen Eingangswiderstand von z. B. 6 kS2, weil die Basis-Emitter-Strecke stromführend ist. Der Eingangswiderstand eines an der Baiss gesteuerten Transistors kann aber bekanntlich durch einen nicht kapazitiv überbrückten Widerstand zwischen Emitter und Masse auf etwa 100 k£2 vergrößert werden. Hiervon wird z. B. dann Gebrauch gemacht, wenn die Transistorverstärker eines Mischpultes wahlweise an den Diodenausgang eines Rundfunkempfängers oder an einen Kristalltonabnehmer oder an ein hochohmiges Mikrophon angeschlossen werden sollen.
• Der Widerstand in der Emitterzuleitung dient zugleich zur Arbeitspunktstabilisierung durch Gleichstromgegenkopplung. Sie ist um so wirksamer, je stabilier die Basisvorspannung durch den üblichen Spannungsteiler festgehalten wird, der parallel zur Speisestromquelle liegt. Deshalb darf der Spannungsteiler nicht beliebig hochohmig gemacht werden. Da aber beide Teile des Spannungsteilers wechselstrommäßig parallel zum Eingang des Verstärkers liegen, wenn sich die Signalquelle zwischen Basis und Bezugsleitung (Masse) des Verstärkers befindet, wird dadurch der Eingangswiderstand wiederherabgesetzt, zumal da die Spannungsteilerwiderstände meistens sogar kleiner als der theoretische Größtwert des Eingangswiderstandes sein müssen.
• Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit. Sie bezieht sich auf die oben definierte Verstärkerstufe und besteht darin, daß je ein Punkt auf dem Basisspannungsteiler zu beiden Seiten des Basisanschlusses wechselstrommäßig mit dem Emitter verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Widerstände des Spannungsteilers wechselstrommäßig nicht mehr parallel zum Eingang des Verstärkers, sondern ein Teil derselben parallel zum Widerstand in der Emitterleitung und ein anderer Teil zur Basis-Emitter-Strecke selbst liegen, die ohnehin einen niedrigen Widerstandswert hat.
• Die Wirkung, daß die Widerstände des Basisspannungsteilers nicht parallel zum Eingang des Verstärkers, sondern wechselstrommäßig parallel zum Widerstand in der Emitterleitung liegen, tritt auch bei einer bekannten Schaltung auf, bei der der Abgriff auf dem Spannungsteiler für die Basisvorspannung über einen ohmschen Widerstand mit der Basis und über einen Kondensator mit dem Emitter verbunden ist, in dessen Zuleitung ein kapazitiv nicht überbrückter ohmscher Widerstand liegt. Dort wird jedoch die verminderte Belastung durch den Eingang des Verstärkers nicht ausgenutzt, weil die Signalquelle ein magnetisches Mikrophon mit kleinem Innenwiderstand ist. Die Schaltung ist auch deshalb ungünstiger als die erfindungsgemäße, bei der kein Vorschaltwiderstand in der Zuleitung zur Basis liegt, weil ein (durch Temperatureinfluß) schwankender Basisstrom eine schwankende Basisspannung verursachen und damit einen schwankenden Kollektorstrom ergeben würde. Der Vorteil, den ein niederohmiger Spannungsteiler bringt, geht also durch den Vorschaltwiderstand wieder verloren.
• Es ist ferner bei einer Röhrenschaltung mit nicht kapazitiv überbrücktem Kathodenwiderstand bekannt, die Abschirmung der Gitterzuleitung mit der Kathode statt mit Erde zu verbinden, um die kapazitive Belastung des Einganges des Verstärkers, an dem z. B. eine Fotozelle liegt, zu vermindern. Die Erfindung benutzt zwar physikalisch dasselbe Prinzip, jedoch sind auch durch jene Schaltung die speziellen Schaltungsmaßnahmen gemäß der Erfindung nicht nahegelegt.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1, 2, 4 und 5 zeigen Verstärkerstufen in Emitterschaltung, Fig. 3 zeigt eine in Kollektorschaltung.
• In Fig. 1 liegt der Lastwiderstand RL am Kollektor des Transistors T. Der Widerstand RS in der Emitterzuleitung bewirkt eine Wechselstromgegenkopplung, die den Eingangswiderstand der Transistorstufe erhöht. Er bewirkt gleichzeitig eine Arbeitspunktstabilisierung durch Gleichstromgegenkopplung. Der Spannungsteiler für die Basisvorspannung, der parallel zur Betriebsspannungsquelle liegt, besteht hier nicht wie üblich aus zwei Widerständen, sondern aus vier Widerständen R1 bis R4. Hierdurch ist es möglich, die Punkte 1 und 2 zu beiden Seiten des Abgriffpunktes 3 für die Basisvorspannung über Kondensatoren Cl und C2 mit dem Emitter zu verbinden. Dadurch liegen die beiden Widerstände R2 und R3 wechselstrommäßig parallel zur Basis-Emitter-Strecke, die ohnehin niederohmig ist. Der Widerstand R, liegt wechselstrommäßig parallel zu R5, und R4 liegt wechselstrommäßig über die Stromquelle ebenfalls parallel zu R5. Es liegt also keiner der Widerstände des Spannungsteilers unmittelbar parallel zum Eingang des Verstärkers.
• Fig. 2 zeigt eine Schaltung, bei der der untere Widerstand R1 des Spannungsteilers fehlt, so daß der Nebenschluß zurr Widerstand R5 vermindert ist. Der Widerstand R2 ist mit dem Widerstand R5 verbunden, der wiederum die Wechselstromgegenkopplung bewirkt. Für die Gleichstromgegenkopplung muß dann ein Widerstand R6 eingeschaltet werden.
• Fig.3 unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 2 nur dadurch, daß der Lastwiderstand RL des Verstärkers wechselstrommäßig parallel zum Widerstand R5 liegt und daß der Kollektorwiderstand R7 fehlt. Es handelt sich hier somit um die Kollektorschaltung, bei der der Kollektor wechselstrommäßig geerdet ist.
• In Fig. 4 liegt der Widerstand R4 nicht am Minuspol der Betriebsspannungsquelle, sondern am Kollektor, wodurch eine zusätzliche Gleichspannungsgegenkopplung auftritt, die die Arbeitspunktstabilisierung verbessert. Im übrigen ist die Schaltung aber die gleiche wie in Fig. 2.
• Fig. 5 stellt eine Vereinfachung der Schaltung nach Fig. 4 dar, bei der die Widerstände R2 und R6 und der Kondensator Cl fortgelassen sind. In diesem Fall bildet die Basis-Emitter-Strecke selbst einen Teil des Spannungsteilers. Diese Schaltung ist für Transistoren mit kleinem Kollektorsperrstrom bei offenem Emitter geeignet und kommt bei geringeren Anforderungen an die Arbeitspunktstabilisierung in Betracht.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Transistorverstärkerstufe in Emitterschaltung, die von der Signalspannung zwischen Basis und Masse 35 gesteuert ist, deren Basisvorspannung über einen Spannungsteiler ohne Zwischenschaltung eines Widerstandes der Speisespannungsquelle entnommen ist und in deren Emitterzuleitung ein nicht kapazitiv überbrückter Widerstand zur Erhöhung des Eingangswiderstandes durch Stromgegenkopplung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Vergrößerung des Eingangswiderstandes j e ein Punkt (1, 2) auf dem Spannungsteiler zu beiden Seiten des Basisanschlusses (3) mindestens wechselstrommäßig (über Cl, C2) mit dem Emitter verbunden ist (Fig. 1).
2. 2. Abwandlung der Verstärkerstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das masseseitige Ende (R2) des Basisspannungsteilers unmittelbar am emitterseitigen Ende des Gegenkopplungswiderstandes (R5) liegt, der über einen kapazitiv überbrückten Widerstand (R6) mit dem Emitter verbunden ist (Fig. 2).
3. 3. Abwandlung der Verstärkerstufe nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß das kollektorseitige Ende (R4) des Basisspannungsteilers unmittelbar am Kollektor liegt (Fig. 4).
4. 4. Abwandlung der Verstärkerstufe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der masseseitige Teil (R,) des Basisspannungsteilers von der Basis-Emitter-Strecke selbst gebildet ist (Fig. 5).
5. 5. Verstärkerstufe nach Anspruch 2 in Nollektorschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastwiderstand (RL) wechselstrommäßig parallel zum Gegenkopplungswiderstand liegt (Fig. 3). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 916 065; USA.-Patentschrift Nr. 2 824177; französische Patentschrift Nr. 1157 670; »Funk und Ton«, 1950, Nr. 1, S. 46 und 47; »Radio-Magazin«, 1954, Nr. 11, S. 362.