DE1109739B - Zwei- bzw. dreistufiger, galvanisch gekoppelter Transistorverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen zweistufigen, galvanisch gekoppelten Transistorverstärker, dessen erste Stufe in Kollektor-Basis-Schaltung (Emitterverstärkerstufe), dessen zweite Stufe in Emitter-Basis-Schaltung arbeitet und und bei dem außerdem der Kollektor der zweiten Stufe mit der Basis der ersten Stufe gleichstromleitend verbunden ist. Diese an sich bekannte Verstärkeranordnung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der entkoppelte Emitterwiderstand der zweiten Stufe sowie der Emitterwiderstand der ersten Stufe mit dem einen Pol der einzigen Speisespannungsquelle (bzw. mit Masse) und der Kollektorwiderstand der zweiten Stufe sowie der Kollektor der ersten Stufe mit deren anderem Pol verbunden sind.

Zum Beispiel durch Fig. 13 der französischen Patentschrift 1127 774 ist bereits eine Schaltung mit einer Emitterverstärkerstufe bekannt, der eine weitere Verstärkerstufe galvanisch nachgeschaltet ist. Bei dieser Schaltung ist ebenfalls ein Widerstand zwischen dem Kollektor der zweiten Stufe und der Basis der ersten Stufe eingeschaltet, während der Emitter der ersten Stufe und die Basis der zweiten Stufe direkt miteinander verbunden sind. Diese Schaltung benötigt jedoch drei Bezugsspannungspunkte bzw. zwei Spannungsquellen, während die Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung lediglich zwei Bezugsspannungspunkte benötigt, zwischen die eine einzige Speisespannungsquelle geschaltet ist.

Die bekannte Schaltung ist derjenigen nach der Erfindung auch in folgender Hinsicht unterlegen. Da bei der bekannten Schaltung der Emitter des zweiten Transistors unmittelbar geerdet ist, ist das ständige Potential der Basis des zweiten Transistors, welches gleichzeitig das Potential des Emitters des ersten Transistors ist, nur sehr wenig negativ. Wenn dann ein nur sehr kleines positives Signal der Basis des ersten Transistors zugeführt wird, folgt der Emitter der Basis, und das Potential des Emitters des ersten Transistors wird positiv. Entsprechend wird auch das Potential des ersten Transistors positiv, und der zweite Transistor wird hierdurch nichtleitend. Diese Schaltung kann also nur dann zufriedenstellend arbeiten, wenn die Amplitude des zu verstärkenden Signals geringer ist als die niedrige, im wesentlichen konstante Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Transistors. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird eine solche starke Begrenzung der zulässigen Amplitude der zu verstärkenden Signale dadurch ausgeschaltet, daß der Emitter der zweiten Stufe nicht auf Erdpotential liegt, sondern sich gegebenenfalls frei gegen das Erdpatential von

Zwei- bzw. dreistufiger,
galvanisch gekoppelter Transistorverstärker

Anmelder:
John Somerset Murray, London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. Mai 1957

John Somerset Murray, London,
ist als Erfinder genannt worden

dem beträchtlich höheren negativen Potential, auf dem er normalerweise gehalten wird, bewegen kann. Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden. Diese zeigt in

Fig. 1 einen zweistufigen Transistorverstärker gemäß der Erfindung mit hoher Eingangsimpedanz und mittelhoher Ausgangsimpedanz und in

Fig. 2 die Weiterbildung und Abwandlung des Verstärkers nach Fig. 1 zu einem dreistufigen Verstärker.

Nach Fig. 1 erfolgt die Signalzuführung von links über einen Eingangskondensator 24 zur Basis des Emitterverstärkertransistors 23, der somit eine hohe Eingangsimpedanz aufweist. Der Transistor 23 wirkt als Stromverstärker und gibt das stromverstärkte Signal auf die Basis des Transistors 20, welcher lediglich eine mittlere Eingangsimpedanz in der Größenordnung von 1000 Ohm aufweist, da sein Emitter durch einen Kondensator 25 entkoppelt ist. Am Kollektor des Transistors 20 tritt das spannungsverstärkte Ausgangssignal mit einer Impedanz auf, die etwas kleiner als die Impedanz der Kollektorbelastung 26 ist.

Der für die Vorspannung der ersten Stufe erforderliche Gleichstromweg (Widerstände 22 und 22') vom Signalausgangspunkt zum Signaleingangspunkt würde aber bei fehlender Entkopplung eine Signalrückkopplung bilden, die die Eingangsimpedanz des Verstär-

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kers herabsetzt. Die Entkopplung erfolgt deshalb durch den Kondensator 22". Die Basis-Kollektor-Vorspannung für den Transistor 20 wird also durch eine Ringschaltung geliefert, welche sich aus den in Reihe liegenden Widerständen 22' und 22, dem Basis-Emitter-Weg des Transistors 23 und einem Teil seines Emitterwiderstandes zusammensetzt. Diese Ringschaltung führt vom Kollektor zur Basis des Transistors 20 und ist gleichstromleitend.

Fig. 2 zeigt einen Transistorverstärker für die Lie- ίο ferung eines Ausgangs mit niedriger Impedanz, indem eine weitere Emitterverstärkerstüfe vorgesehen ist. Die ersten beiden Stufen mit den Transistoren 23 und 20 entsprechen denen nach Fig. 1, was die Wechsel-Strombedingungen betrifft. Das spannungsverstärkte Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors 20 wird jedoch der Basis eines dritten Transistors 27 zugeführt, welcher als Emitterverstärker geschaltet ist, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers vom Emitter des Transistors 27 abgenommen wird. Die Basis-Kollektor-Vorspannungsringschaltung für den Transistor 20 wird in diesem Falle durch die Basis-Emitter-Wege der beiden Transistoren 27 und 23, den oberen Teil des Emitterwiderstandes des Transistors 27 und eine Impedanz 28 gebildet, die ein oder komplexer Ohmscher Widerstand ist, in jedem Falle aber Gleichstrom leitet und den Basisstrom des Transistors 23 führt.

Ein solcher Verstärker mit Verbindung des Emitterwiderstandes der dritten Stufe mit der Basis der ersten Stufe ist vor allem dort von Bedeutung, wo eine Signalrückkopplung erforderlich ist, um etwa einen Ausgleich der Frequenzcharakteristik eines Übertragersystems zu erzielen oder eine Wellenform zu integrieren oder zu differenzieren, beispielsweise in einem Analogierechner. Falls die Signalrückkopplungsringschaltung (über 28) zugleich für Gleichstrom leitend ist, ist die hohe Eingangsimpedanz an der Basis des Transistors 23 voll verwirklicht, da dann keine gesonderte Vorspannungsringschaltung benötigt wird, die als Nebenschluß für das auf die Basis des Transistors 23 aufgegebene Rückkopplungssignal wirken würde.

Obwohl in den Figuren nur p-n-p-Transistoren dargestellt sind, ist die Erfindung selbstverständlich in gleicher Weise auch für Verstärker anwendbar, in denen einige" oder alle verwendeten Transistoren n-p-n-Transistoren sind.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zweistufiger, galvanisch gekoppelter Transistorverstärker, dessen erste Stufe in Kollektor-Basis-Schaltung (Emitterverstärkerstufe), dessen zweite Stufe in Emitter-Basis-Schaltung arbeitet und bei dem außerdem der Kollektor der zweiten Stufe mit der Basis der ersten Stufe gleichstromleitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der entkoppelte Emitterwiderstand der zweiten Stufe sowie der Emitterwiderstand der ersten Stufe mit dem einen Pol der einzigen Speisespannungsquelle (bzw. mit Masse) und der Kollektorwiderstand der zweiten Stufe sowie der Kollektor der ersten Stufe mit deren anderem Pol verbunden sind (Fig. 1).

2. Transistorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichstromleitende Verbindung zwischen Kollektor der zweiten Stufe und Basis der ersten Stufe für Signalfrequenzen entkoppelt ist.

3. Weiterbildung und Abwandlung des Verstärkers nach Anspruch 1 zu einem dreistufigen Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß die an die zweite Stufe unmittelbar angekoppelte dritte Stufe wieder in Kollektor-Basis-Schaltung arbeitet, während nunmehr der Emitterwiderstand der dritten Stufe mit der Basis der ersten Stufe verbunden ist (Fig. 2).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 183 794;
französische Patentschriften Nr. 1127774,1130185; Electronics, 1955, Juli-Heft, S. 120.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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