DE1141338B

DE1141338B - Transistorverstaerker mit stabilisiertem Arbeitspunkt

Info

Publication number: DE1141338B
Application number: DEA34544A
Authority: DE
Inventors: Hans Fischer
Original assignee: Siemens Albis AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 1960-04-08
Filing date: 1960-05-02
Publication date: 1962-12-20

Description

Transistorverstärker mit stabilisiertem Arbeitspunkt Die Erfindung betrifft einen Transistorverstärker, bei dem der Arbeitspunkt durch einen Spannungsteiler, der aus einem Widerstand und einer parallel zur Basis-Emitter-Strecke liegenden Diode besteht, stabilisiert ist.
Zur Kompensation der temperaturbedingten Verstärkungsschwankungen bei Transistorenverstärkern sind verschiedene Verfahren bekannt, einige davon kompensieren auch Schwankungen der Speisespannung und stabilisieren damit den Arbeitspunkt.
Das Prinzip einer solchen Stabilisierung des Arbeitspunktes eines Transistorverstärkers liegt darin, die Speisespannung zwischen. Basis und Emitter und den Basis-Kollektor-Strom des Transistors unter Verwendung elektronischer Mittel so zu beeinflussen, daß der Arbeitspunkt des Transistors in bezug auf Gleichstromsteilheit und Stromverstärkung konstant bleibt.
Eine bekannte Lösung verwendet einen zum Verstärkertransistor gepaarten Hilfstransistor, indem die Steuerstrecke zwischen Basis und Emitter des Verstärkertransistors in üblicher Weise eine automatisch regulierte Vorspannung erhält. Die. dazu benötigte Speisespannung wird an einem Spannungsteiler, der parallel zur Speisespannungsquelle liegt, abgegriffen. Dieser Spannungsteiler besteht aus einer Widerstandsbrücke sowie der Emitter-Kollektor-Strecke des gepaarten Hilfstransistors, dessen Basisvorspannung konstant ist. Diese Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß sie aus einer großen Anzahl von Elementen besteht, ohne jedoch die Basisvorspannung auch in bezug auf Speisespannungsschwankungen zu beeinflussen.
Andere Lösungen verwenden zur Erzeugung der entsprechenden Speisespannung des Verstärkertransistors nicht lineare Widerstände, beispielsweise Halbleiterdioden, mit ähnlicher Temperaturabhängigkeit wie der Verstärkertransistor. Solche Dioden müssen speziell dem verwendeten Transistor entsprechend ausgelesen werden, so daß trotz der Einfachheit der Schaltung .ein erheblicher Aufwand zur Aussortierung getrieben werden muß. Außerdem ist eine Stabilisierungsdiode wesentlich teurer als ein Stabilisierungstransistor.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Transistorverstärkers der obigen Art, der sich bei einfachem und verbilligtem Aufbau durch einwandfreie Stabilisierung auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Diode durch die Basis-Emitter-Strecke eines Hilfstransistors ersetzt ist, der gleiche Charakteristik wie der Ve.rstä#.kungstransistor hat, und daß die Basis des Hilfstransistors galvanisch mit seinem Kollektor verbunden ist.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erklärt, wobei Fig. 1 das Prinzip der Stabilisierung darstellt und Fig. 2 bis 4 Anwendungsbeispiele dieses Prinzips zeigen.
In der Fig. 1 wird ein Transistor T1 mit verhältnismäßig kleinem Kollektorstrom 1c 1 betrieben, der einer bestimmten Basis-Emitter-Spannung UBE 1 entspricht. Dieser Kollektorstrom 1c 1 ist bis zu einem Wert unterhalb der angelegten Basis-Emitter-Spannung UBE 1 unabhängig von der Emitter-Kollektor-Spannung. Für den Fall, daß die Emitter-Kollektor-Spannung UEc 1 der angelegten Basis-Emitter-Spannung UBE 1 entspricht, kann die Basis b mit dem Kollektor c galvanisch verbunden werden. Der Kollektorstrom 1c 1 wird dabei um den Basisstrom 1B 1 verkleinert. Da jedoch der letztere vernachlässigbar klein ist, bleibt die Basis-Emitter-Spannung UBE 1 praktisch auf demselben Wert und stellt sich auch ohne ein entsprechendes Potential zwischen der Basis b und dem Emitter e ein. Die dadurch erhaltene Basis-Emitter-Spannung UBE 1 ist den Charakteristiken des Transistors entsprechend von der Umgebungstemperatur und der Speisespannung abhängig. Wird diese Spannung UBE 1 als Basisvorspannung UBE, eines Verstärkertransistors T2 verwendet, so bleibt sein Arbeitspunkt unabhängig von den Umgebu.ngsbedingungen, sofern dieser Transistor T2 dem Hilfstransistor T1 weitgehend ähnlich ist. Diese Ähnlichkeit ist ohne weiteres gegeben, indem für diese Schaltung gepaarte Transistoren, wie sie für Gegentaktschaltungen üblich sind, verwendet werden.
Der Gegentaktverstärker gemäß Fig.2 verwendet Drillingstransistoren, wobei alle drei Transistoren ähnliche Charakteristiken aufweisen. Die Basisvorspannungen der Transistoren T2 und T3 werden nach dem beschriebenen Prinzip vom Transistor T1 erzeugt. Die Einspeisung des zu verstärkenden Signals erfolgt über den Transformator U. Die Sekundärwicklung U, ist symmetrisch gewickelt, wie es für Gegentaktverstärker üblich ist.
Die Schaltungen nach den Fig.3 und 4 unterscheiden sich lediglich dadurch, daß in der Fig. 3 eine Parallel- und in der Fig. 4 eine Serieneinspeisung vorgesehen ist. Da durch den Widerstand R1 in beiden Schaltungen der Arbeitspunkt verschoben wird, muß dieser Widerstand niederohmig sein, um keinen Einfluß auszuüben.

Claims

PATENTANSPRUCH: Transistorverstärker, bei dem der Arbeitspunkt durch einen Spannungsteiler, der aus einem Widerstand und einer parallel zur Basis-Emitter-Strecke liegenden Diode besteht, stabilisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode durch die Basis-Emitter-Strecke eines Hilfstransistors ersetzt ist, der gleiche Charakteristik wie der Verstärkertransistor hat, und daß die Basis des Hilfstransistors galvanisch mit seinem Kollektor verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften; USA.-Patentschrift Nr. 2 816 d94; französische Patentschrift Nr. 1181477; britische Patentschrift Nr. 769 584; »Archiv der Elektrischen Übertragung«, 1956, Heft 9, S. 361 ff.; »Transistors I« der »RCA Laboratories«, 1956, März, S. 369ff., 383, 386.