DE1128469B - Transistorverstaerker - Google Patents

Description

• Transistorverstärker Die Erfindung betrifft einen stabilisierten mehrstufigen Wechselstromverstärker in Emitterschaltung und mit Gleichstromgegenkopplung vom Ausgang auf den Eingang. Bei solchen Transistorstufen ist bekanntlich eine Stabilisierung der Gleichstromarbeitspunkte erforderlich, um die Streuungen der Transistorexemplare und die Temperaturabhängigkeit der Transistoreigenschaften auszugleichen. Diese Stabilisierung wird üblicherweise für jeden Transistor einzeln vorgenommen. Man hat aber auch vorgeschlagen, mehrere in. Kaskade geschaltete Transistoren gemeinsam zu stabilisieren, indem außer der für die Verstärkung erforderlichen Wechselstromkopplung von Stufe zu Stufe eine Gleichstromkopplung und eine Gleichstromgegenkopplung vom Verstärkerausgang auf den Verstärkereingang vorgesehen ist. Durch eine derartige Anordnung stabilisieren sich die Transistoren- gegenseitig, und durch geeignete Bemessung der Kopplungselemente läßt sich die Einhaltung der richtigen Arbeitspunkte für alle Transistoren unabhängig von Exemplarstreuungen und Temperaturschwankungen erreichen. Zur Gleichstromkopplung der einzelnen Transistorstufen hat man vorgeschlagen, den Kollektor einer Stufe mit der Basis der Folgestufe unmittelbar zu verbinden und die Emitter aller Stufen miteinander und mit dem Nullpunkt der . Schaltung zu verbinden. Wenn man unterstellt, , daß in dieser Anordnung gleichartige Transistoren. - mit gleichen Kollektorstr_ ömen benutzt werden, haben asis und Kollektor jeder Stufe die gleiche Spannung, was für die Funktion des Transistors ungünstig ist, da die Kollektorstromspannungskennlinie in diesem Arbeitspunkt gtarh,gekrümmt und der Verstärkungsgrad nur gering ist. Um dem Kollektor eine höhere negative Spannung zu erteilen als der Basis, hat man daher bei unmittelbarer Verbindung von Kollektor und Basis den Emittern durch Emitterwiderstände negative Vorspannungen erteilt, die von Stufe zu Stufe anwachsen müssen, um die erforderlichen Kollektorspannungen zu erzielen. Diese Emitterwiderstände müssen jedoch für Wechselspannungen durch Kondensatoren überbrückt werden, um nicht verstärkungsmindernd zu wirken. Derartige Kondensatoren sind aber unerwünscht, weil sie im Hinblick auf den in dieser Schaltung erforderlichen niedrigen Effektivwiderstand bei Übertragung niedriger Frequenzen sehr große Kapazitäten haben und daher als Elektrolytkondensatoren ausgeführt sein müssen.
• Diese Nachteile werden durch eine neue Anordnung vermieden. Nach der Erfindung werden die Emitter sämtlicher Stufen unmittelbar miteinander verbunden und die Basen jeweils an die Vorstufen über zwischen Kollektor und Emitter liegende Spannungsteiler angekoppelt, die derart bemessen sind, daß ihr Querstrom gegenüber dem Kollektorstrom der Vorstufe klein und gegenüber dem Basisstrom der folgenden Stufe groß ist. Der zwischen Kollektor und Basis liegende Teilwiderstand dieses Spannungsteilers- kann durch einen Kondensator für Wechselspannung überbrückt werden. Der Querstrom dieses. Spannungsteilers wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß er gegenüber dem Kollektorstrom der vorhergehenden Stufe klein ist, um den KollektorstrQm dieser Stufe nicht unnötig zu> verringern, daß er aber andererseits groß ist gegenüber dem Basisstrom der Folgestufe, damit das übersetzungsverhältnis des Spannungsteilers durch den Basisstrom nicht -merklich verfälscht wird. Da die Spannung zwischen Basis und Emitter eines Transistors infolge der starken Krümmung der Basisspannung-Basisstrom-Kennlinie verhältnismäßig konstant ist, erreicht man, daß auch die Spannung zwischen Kollektor und Emitter der davorhegenden Transistorstufe verhältnismäßig konstant bleibt und annähernd um das Übersetzungsverhältnis des Spannungsteilers größer als die Spannung zwischen Basis und Emitter der folgenden Stufe ist. Die Ankopplung der Endstufe des Verstärkers und die Gegenkopplung der Endstufe auf den Verstärkereingang kann ebenfalls in der vorliegenden Form, d. h. durch Spannungsteiler, erfolgen. Es ist aber auch möglich, den Strom des Endstufentransistors durch einen in die Emitterzuleitung eingefügten Widerstand oder den Gesamtstrom des Verstärkers durch einen in die gemeinsame Emitterzuleitung eingefügten Widerstand zur Gleichstromgegenkopplung auf den Verstärkereingang zu benutzen. Der zwischen Verstärkerausgang und Verstärkereingang liegende Gleichstromweg kann durch ein Filter frequenzabhängig gemacht werden, um eine zu starke Gegenkopplung der zu verstärkenden Wechselspannungen zu vermeiden. Es ist ferner zweckmäßig, die für die Arbeitspunktstabilisierung erforderliche Gleichstromgegenkopplung mit einer Wechselstromgegenkopplung zu kombinieren, um den Verstärkungsgrad für die zu verstärkenden Wechselspannungen zu stabilisieren. Eine Gegenkopplung über mehrere Stufen gilt üblicherweise als schwierig, da man größere Phasendrehungen vermeiden müß. Diese Schwierigkeit tritt bei der vorliegenden Gegenkopplung im Gebiet der niedrigeren Frequenzen infolge der Gleichstromgegenkopplung nur in geringerem Maße auf, da die Verstärkung über die Gegenkopplungsschleife ja nicht zum Wert Null bei niedrigeren Frequenzen, sondern zu dem durch die Gleichstromgegenkopplung definierten Verstärkungswert tendiert.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Der Verstärker enthält die zwei Vorstufentransistoren 1 und 2 und den Endtransistor 3. Die Emitter aller Transistoren sind miteinander verbunden. Die Kollektoren arbeiten auf die Widerstände 4, 5 und 6. Die Kollektoren der Vorstufen sind mit den Basen der nachfolgenden Stufen durch die Spannungsteiler 7, 8 bzw. 9, 10 verbunden, die durch die Kondensatoren 11 und 12 für Wechselspannungen überbrückt sind. Der Widerstand 13 dient zur Wechselstromgegenkopplung des Stroms des Endstufentransistors auf den Verstärkereingang, der Widerstand 14 zur Gegenkopplung des gesamten Verstärkergleichstroms auf den Eingang. Die Gleichstromgegenkopplung ist über die Widerstände 15,16 und 17 an die Basis des Eingangstransistors geführt, dem die zu verstärkende Wechselspannung über den Kondensator 18 zugeleitet wird. Der Widerstand 19 und der Kondensator 20 sowie der Kondensator 21 dienen zur Verhinderung unerwünschter Rückkopplungen bzw. Gegenkopplungen. Die Stromversorgung des Verstärkers erfolgt aus der Batterie 22.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Stabilisierter mehrstufiger Wechselstromverstärker mit galvanisch gekoppelten Transistoren in Emitterschaltung und mit Gleichstromgegenkopplung vom Ausgang auf den Eingang, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter sämtlicher Stufen unmittelbar miteinander verbunden sind und die Basen jeweils an die Vorstufen über zwischen Kollektor und Emitter liegende Spannungsteiler (7, 8 bzw. 9, 10) angekoppelt sind, die derart bemessen sind, daß ihr Querstrom gegenüber dem Kollektorstrom der Vorstufe klein und gegenüber dem Basisstrom der folgenden Stufe groß ist.
2. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteilwiderstände (7,9) zwischen Kollektor und Basis jeweils kapazitiv (11,12) überbrückt sind.
3. 3. Verstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da.8 zwischen den Emittem und der gemeinsamen Stromquelle ein Widerstand (13 und 14) angeordnet ist und daß der an diesem Widerstand durch den Strom aller Transistoren auftretende Spannungsabfall über einen zwischen den beiden Polen der Spannungsquelle angeordneten Spannungsteiler (15 und 16) eine Gleichstromkopplung auf die Basis des ersten Transistors bewirkt.
4. 4. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromgegenkopplungsweg mittels eines Kondensators (21) zwischen SpannungsteilerabgrifE (15, 16) und Emitter der ersten Stufe für Wechselströme entkoppelt ist.
5. 5. Verstärker nach Ansprach 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Wechselstromgegenkopplung vorgesehen ist, indem die freie Eingangsklemme an einen Abgriff des Widerstandes (13 und 14) geführt ist, der zwischen der Speisestromquelle und den Emittern liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1033 261; deutsche Patentschrift Nr. 896 056; österreichische Patentschrift Nr. 132 972; belgische Patentschrift Nr. 526 970; »Wireless World«, Februar 1954, S. 58; Archiv für technisches Messen, August 1956, S. R 81 bis R 84.