DE1257218B - Elektronische Steuerschaltung fuer elektrische Signale mit zwei gegensinnig steuerbaren Widerstaenden - Google Patents

Elektronische Steuerschaltung fuer elektrische Signale mit zwei gegensinnig steuerbaren Widerstaenden

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DE1257218B
DE1257218B DER37392A DER0037392A DE1257218B DE 1257218 B DE1257218 B DE 1257218B DE R37392 A DER37392 A DE R37392A DE R0037392 A DER0037392 A DE R0037392A DE 1257218 B DE1257218 B DE 1257218B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
H04b
H04m
Deutsche Kl: 21 a2 - 36/14
Nummer: 1257 218
Aktenzeichen: R 37392 VIII a/21 a2
Anmeldetag: 6. März 1964
Auslegetag: 28. Dezember 1967
Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerschaltung mit einer über die Eingangssignalquelle geschalteten Serienschaltung zweier gegensinnig steuerbarer Widerstände, über deren, einen der Verbraucher für das gesteuerte Signal geschaltet ist.
Es ist bekannt, Transistoren, die bekanntlich in beiden Richtungen Strom leiten können, in quer- oder längsgeschalteten Dämpfungs- oder Schaltstufen zu verwenden. Dabei wird das zu steuernde Signal zwischen Kollektor und Emitter des Transistors gelegt, während eine einer geeigneten Regel- oder Steuerstufe entnommene Basistreiberspannung die Leitfähigkeit des Transistors im Signalkreis bestimmt. Ein Nachteil derartiger Schaltungen besteht darin, daß die Basistreiberspannung, die hoch gegenüber der Signalspannung sein kann, dazu neigt, das Nutzsignal durch Einführen von Fremdkomponenten zu verfälschen. Die Basistreiberspannung erzeugt einen zwischen der Basis und einer oder beiden anderen Elektroden fließenden Strom, der unter unerwünschter Verfälschung des Nutzsignals in den Signalkreis gelangt, so daß das gesteuerte Signal Komponenten wie einen abweichenden Gleichpegel oder Einschwingstöße enthält, die vor der Steuerung nicht vorhanden waren.
Es ist ferner eine Anordnung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1065 886), bei der zwischen einer Signalquelle und einer Signalempfangsschaltung eine Regelschaltung vorgesehen ist, die aus einem Vierpol mit einem Transistor und zwei Widerständen in T-Schaltung mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors als Querzweig besteht. Dabei bildet der Transistor für die verschiedenen Polaritäten des zu regelnden Signals eine jeweils andere Impedanz. Und zwar erfolgt der Stromfluß im Transistor bei der einen Signalpolarität vom Kollektor zum Emitter und bei der anderen Signalpolarität vom Kollektor zur Basis. Bei der erstgenannten Signalpolarität wird der Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke hauptsächlich durch die Basisvorspannung bestimmt. Bei der anderen Polarität addiert sich dagegen die Signalspannung serienmäßig zur Basisvorspannung, so daß der resultierende Widerstand des Transistors von sowohl der Basisvorspannung als auch der Signalspannung abhängt. Die beiden Halbwellen des Eingangssignals werden daher nicht symmetrisch behandelt, so daß sich Signalverzerrungen ergeben.
Es ist auch eine Steuerschaltung bekannt (USA.-Patentschrift 2 951 980), 'bei der über die Eingangssignalquelle die Serienschaltung zweier gegensinnig steuerbarer Widerstände in Form zweier Dioden geschaltet ist, wobei über die eine dieser Dioden der Verbraucher für das gesteuerte Signal geschaltet ist. Bei Elektronische Steuerschaltung für elektrische
Signale mit zwei gegensinnig steuerbaren
Widerständen
Anmelder:
Radio Corporation of America,
New York, N.Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6
Als Erfinder benannt:
Louis Sickles II, Philadelphia, Pa.;
Max Edward Malchow,
Pennsauken, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. März 1963 (263 605) - -
dieser Anordnung kann die Widerstandssteuerung der Dioden nur auf dem Umweg über die Veränderung der Vorspannung mit entsprechender Veränderung des Stromes erfolgen, wobei eine Entkopplung der Steuerspannung von der zu steuernden Spannung nicht ohne weiteres möglich ist, so daß also auch hier mit Verunreinigungen oder Verfälschungen des Nutzsignals zu rechnen ist, wenn nicht besondere und aufwendige Maßnahmen getroffen werden, um diesen nachteiligen Effekt zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Steuerschaltung, die unter anderem als Schaltstufe oder für die selbsttätige Verstärkungsregelung in HF- und/oder ZF-Verstärkern verwendet werden kann, zu schaffen, bei der das steuernde Signal das gesteuerte Signal nicht verfälscht und bei Verwendung für die selbsttätige Verstärkungsregelung keine Einschwingstöße in die betreffende Verstärkerstufe eingeführt werden und der Arbeitspunkt der aktiven Elemente der Verstärkerstufen nicht verändert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine elektronische Steuerschaltung der eingangs genannten Art erfin-
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dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbare Widerstände die Quellen-Abfluß-Strecken an sich bekannter Feldeffekt-Transistoren mit isolierter Steuerelektrode dienen, deren Steuerelektroden gleichzeitig zueinander komplementäre Steuerspannungen zügeführt sind.
Der Feldeffekt-Transistor mit isolierter Steuerelektrode ist bekanntlich ein Halbleiterbauelement, bei dem auf einem Block aus Halbleitermaterial zwei Hauptelektroden sowie eine vom Block isolierte Steuerelektrode angeordnet sind. Die beiden Hauptelektroden, die untereinander vertauschbar als Quelle und Abfluß arbeiten können, sind durch einen stromführenden Kanal verbunden, dessen Leitfähgikeit durch die zwischen der Steuerelektrode und der jeweils als Quelle arbeitenden Elektrode angelegte Spannung gesteuert wird.
Während die vorliegende elektronische Steuerschaltung an sich für die gleichen oder ähnliche Zwecke einsetzbar ist wie die zuletzt genannte bekannte Schaltung, weist sie dergegenüber eine Reihe von bemerkenswerten Vorteilen auf. Zunächst einmal bringt es der hohe Eingangswiderstand der Feldeffekt-Transistoren mit sich, daß die Steuerspannung und die Signalspannung sich nicht gegenseitig beeinflussen und daß die Steuerschaltung praktisch nicht belastet wird. Ferner arbeitet, da Feldeffekt-Transistoren lineare Bauelemente sind, die vorliegende Schaltung weitgehend linear, so daß keine störenden Kreuz- oder Zwischenmodulationseffekte auftreten können, während die beiden Dioden in der letzterwähnten bekannten Schaltung nichtlineare Bauelemente sind. Sodann kommt die vorliegende Schaltung ohne irgendwelche Zeitkonstantenglieder, die unter entsprechendem Zeitverlust aufgeladen und entladen werden müssen, aus, so daß die Ansprechgeschwindigkeit erheblich größer ist als bei der letzterwähnten bekannten Schaltung, wo solche Zeitkonstantenglieder vorgesehen sind. Außerdem benötigt man bei der vorliegenden Schaltung für die Quellen - Abfluß - Strecken der Transistoren keine Betriebsgleichspannung, wodurch wiederum die Ansprechgeschwindigkeit erhöht und außerdem an aufzuwendender Leistung gespart wird.
Alle diese Vorteile, obwohl sie an sich teilweise aus den Eigenschaften des isolierten Feldeffekt-Transistors resultieren, lassen sich im vorliegenden Fall nicht einfach dadurch erzielen, daß man in der letzterwähnten bekannten Schaltung die beiden Dioden durch Feldeffekt-Transistoren ersetzt, sondern es bedarf dazu der speziellen Maßnahme, daß die beiden Transistoren über ihre Steuerelektroden gleichzeitig mit zueinander komplementären Regelspannungen gesteuert werden.
In Weiterbildung der Erfindung unter Anwendung der Schaltung für die selbsttätige Verstärkungsregelung kann ein die Regelspannung verstärkender Transistor mit seinem Emitter an einen Schaltungspunkt festen Potentials, mit seiner Basis an die Regelspannungsquelle sowie an die Steuerelektrode des einen Feldeffekt-Transistors und mit seinem Kollektor an die Steuerelektrode des anderen Feldeffekt-Transistors angeschaltet sein. Ferner kann als Verbraucher für das gesteuerte Signal die Steuerelektroden-Quellen-Strecke eines zusätzlichen Feldeffekt-Transistors dienen, der so vorgespannt ist, daß er im linearen Gebiet seiner Signalübertragungscharakteristik arbeitet.
In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstelulng eines für die erfindungsgemäßen Schaltungen geeigneten Feldeffekt-Transistors,
F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 das Schaltsymbol des Feldeffekt-Transistors mit isolierter Steuerelektrode,
F i g. 4 ein Diagramm mit einer Schar von Abflußstrom-Abflußspannungs-Kennlinien für verschiedene Werte der Steuerelektroden-Quellen-Spannung im Transistor nach Fig. 1;
F i g. 5 ein schematisches Schaltbild einei Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung;
F i g. 6 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen HF-Verstärkerstufe für einen Rundfunkempfänger.
Der in F i g. 1 und 2 gezeigte, für die erfindungsgemäßen Schaltungen geeignete Unipolar- oder Feldeffekt-Transistor 10 hat einen Block oder Plättchen 12 aus Halbleitermaterial. Für den Körper 12, der entweder einkristallin oder polykristallin sein kann, kann man irgendeines der für die Transistorherstellung üblichen Halbleitermaterialien verwenden. Beispielsweise kann der Körper 12 aus nahezu eigenleitendem Silicium, z. B. schwach dotiertem p-Silicium mit einem spezifischen Widerstand von 100 Ohmzentimeter, gefertigt sein.
Bei der Herstellung des Transistors wird zunächst stark dotiertes Siliciumdioxyd auf die Oberfläche des Siliciumkörpers 12 aufgebracht. Das Siliciumdioxyd ist mit Verunreinigungen vom η-Typ dotiert. Mit Hilfe des Photoresist- und Säureätzverfahrens oder einer anderen geeigneten Verfahrensweise wird anschließend das Siliciumdioxyd in dem Bereich, wo die Steuerelektrode gebildet werden soll, sowie rund um die Außenränder des Siliciumscheibchens entfernt. Auf denjenigen Bereichen, wo später die Quellen-Abfluß-Zonen gebildet werden sollen, bleibt das aufgebrachte Siliciumdioxyd unberührt.
Anschließend wird der Körper 12 in einer geeigneten Atmosphäre, beispielsweise in Wasserdampf, erhitzt, so daß die freiliegenden Siliciumbereiche unter Bildung aufgewachsener Siliciumdioxydschichten (angedeutet durch die punktierten Bereiche in Fig. 1) oxydieren. Während dieses Erhitzungsvorganges diffundieren Verunreinigungen aus der aufgebrachten Siliciumdioxydschicht unter Bildung der Quellenzone und der Abflußzone in den Siliciumkörper 12. In der Schnittansicht nach F i g. 2 sind die Quellenzone und die Abflußzone mit S bzw. D bezeichnet.
Mit Hilfe eines weiteren Photoresist- und Säureätzoder dergleichen Verfahrensschrittes wird das aufgebrachte Siliciumdioxyd über einem Teil der diffundierten Quellen- und Abflußzonen entfernt. Durch Aufdampfen eines Leitermaterials mit Hilfe einer Aufdampfmaske werden Elektroden für die Quellenzone, die Abflußzone und die Steuerelektrodenzone gebildet. Als aufzudampfendes Leitermaterial kann man Chrom und Gold in der genannten Reihenfolge oder auch andere geeignete Metalle verwenden.
Das fertige Scheibchen ist in F i g. 1 gezeigt, wobei der punktierte Bereich zwischen dem Außenumfang und der ersten dunkler punktierten Zone 14 aufgewachsenes Siliciumdioxyd ist. Der weiße Bereich 16 ist die der Quellenelektrode entsprechende metallische Elektrode. Die dunklen Zonen 14 und 18 sind den diffundierten Quellenbereich überlagernde Zonen aus aufgebrachtem Siliciumdioxyd, während die dunklen
Zonen 20 eine den diffundierten Abflußbereich überlagernde Zone aus aufgebrachtem Siliciumdioxyd ist. Die weißen Bereiche 22 und 24 sind die der Steuerelektrode bzw. der Abflußelektrode entsprechenden metallischen Elektroden. Die punktierte Zone 28 ist eine Schicht aus aufgewachsenem Siliciumdioxyd, die zum Teil von der Steuerelektrode 22 überlagert wird und diese vom Siliciumblock 12 sowie von der Quellenelektrode und der Abflußelektrode isoliert, wie man in F i g. 2 sieht. Das Siliciumscheibchen ist auf einem leitenden Systemträger 26 (F i g. 2) befestigt. Der Eingangswiderstand der Einrichtung bei niedrigen Frequenzen beträgt in der Größenordnung 1014 Ohm. Die Schicht aus aufgewachsenem Siliciumdioxyd 28, auf der sich die Steuerelektrode 22 befindet, überlagert eine Inversionsschicht oder einen stromführenden Kanal C, der die Quellenzone und die Abflußzone untereinander verbindet. Die Steuerelektrode 22 liegt symmetrisch zwischen der Quellenzone S und der Abflußzone D. Gewünschtenfalls kann die Steuerelektrode 22 in Richtung zur Quellenzone S versetzt sein und die Schicht 18 aus aufgebrachtem Siliciumdioxyd überlappen.
F i g. 3 zeigt das Schaltsymbol des Feldeffekt-Transistors mit isolierter Steuerelektrode nach F i g. 1 und 2. G ist die Steuerelektrode, D die Abflußelektrode, S die Quellenelektrode und Sn der Halbleiterblock. Zu beachten ist, daß die Elektroden D und S je nach der Polarität der zwischen ihnen angelegten Vorspannung entwede.r als Abfluß oder als Quelle arbeiten; d. h., diejenige Elektrode, die in bezug auf die andere Elektrode positiv vorgespannt ist, arbeit jeweils als Abflußelektrode.
Die Abflußelektrode und die Quellenelektrode sind durch den stromführenden Kanal C untereinander verbunden. Die Elektronen durchfließen diese Kanalzone dicht an der Oberfläche von der Quelle in Richtung zum Abfluß. In F i g. 2 ist der stromführende Kanal C durch gestrichelte Linien angedeutet.
Wenn der Block vom η-Typ und die Quellen- und die Abflußzone vom p-Typ sind, so fungieren als Majoritätsladungsträger Defektelektronen und arbeitet die mit dem negativen Pol einer Betriebsspannungsquelle verbundene Elektrode als Abfluß.
Der Kanal C, d. h. der Quellen-Abfluß-Stromweg, hat eine steuerbare Leitfähigkeit, wie aus dem Diagramm nach F i g. 4 hervorgeht. Die Leitfähigkeit des Kanals C ist eine Funktion der Amplitude und Polarität der zwischen Steuerelektrode und Quelle angelegten Vorspannung.
In F i g. 4 zeigt die Kurvenschar 29 bis 41 den linearen Teil unterhalb des Kennlinienknicks der Abflußstrom-Abflußspannungs-Charakterisitk des Feldeffekt-Transistors mit isolierter Steuerelektrode nach F i g. 1 für verschiedene Werte der Vorspannung zwischen Steuerelektrode und Masse. Wie bereits erklärt, ist mit »Abflußelektrode« jeweils die gegenüber der anderen Elektrode positiv vorgespannte Elektrode und mit »Quellenelektrode« die gegenüber der anderen Elektrode negativ vorgespannte Elektrode bezeichnet.
Um die Voraussetzungen, unter denen die Kurven in F i g. 4 erhalten wurden, verständlicher erläutern zu können, ist ohne Rücksicht auf die Polarität der angelegten Vorspannung die eine der beiden Elektroden stets als Abflußelektrode und die andere Elektrode stets als Quellenelektrode bezeichnet. Der in F i g. 4 im ersten Quadranten liegende Teil der Kurven 29 bis 41 wurde erhalten, indem die Abflußelektrode positiv gegenüber der Quellenelektrode vorgespannt und die Steuerelektrode gegenüber der Quellenelektrode mit jeweils den für die einzelnen Kurven 29 bis 41 angegebenen i^-Werten (Steuerelektrodenspannung) vorgespannt wurde. Der im dritten Quadranten liegende Teil der Kurven 29 bis 41 wurde erhalten, indem die Polarität der zwischen Quelle und Abfluß angelegten Vorspannung umgekehrt, d. h. die Abflußelektrode
ίο gegenüber der Quellenelektrode negativ vorgespannt wurde.
Der in F i g. 4 wiedergegebene Teil der Abflußstrom-Abflußspannungs-Kennlinien ist im wesentlichen linear. Auf Grund dieser Tatsache kann der FeIdeffekt-Transistor mit isolierter Steuerelektrode als ein in Abhängigkeit von der Steuerelektroden-Quellen-Vorspannung veränderlicher Widerstand arbeiten. Der Transistor kann z. B. ohne Gleichstromvorspannung zwischen Quelle und Abfluß arbeiten, indem
so an den stromführenden Kanal ein Wechselstromsignal gelegt wird, wobei der den Kanal durchfließende Strom dem Weg der durch die Größe der angelegten Steuerelektroden-Massevorspannung gewählten Kurve 29 bis 41 folgt.
Ein Merkmal des Feldeffekt-Transistors mit isolierter Steuerelektrode besteht darin, daß man als Nullvorspannungskennlinie nach Belieben eine der in F i g. 4 gezeigten Kurven wählen kann. Beispielsweise entspricht in F i g. 4 die Kurve 41 der Nullvor-Spannungskennlinie, wie durch die Beschriftung Eg = 0 angedeutet ist.
Die Lage der Nullvorspannungskurve wird während der Herstellung des Transistors nach Wahl festgelegt, indem man z. B. die Zeitdauer und/oder die Temperatur des Verfahrensschrittes des Aufwachsens der Siliciumdioxydschicht 28 (F i g. 1 und 2) geeignet steuert. Je länger und bei je höheren Temperaturen der Transistor in einer Atmosphäre trockenen Sauerstoffs gebrannt wird, desto größer ist der Abflußstrom für einen gegebenen Abflußspannungswert bei Nullvorspannung zwischen Quelle und Steuerelektrode.
F i g. 5 zeigt eine elektronische Steuerschaltung mit zwei Feldeffekt-Transistoren 60 und 62 von der in F i g. 1, 2 und 3 gezeigten Art. Der Transistor 62 hat eine Quellenelektrode 64, eine Abflußelektrode 66 und eine Steuerelektrode 68 sowie einen Block 70. Der Transistor 60 hat eine Abflußelektrode 72, eine Quellenelektrode 74 und eine Steuerelektrode 76. Die Quellenelektrode 64 und die Abflußelektrode 66 des Transistors 62 sind über einen Kanal 78 von steuerbarer Leitfähigkeit (Quelle-Abfluß-Stromweg) untereinander verbunden, während die Abflußelektrode 72 und die Quellenelektrode 74 des Transistors 60 durch einen ebensolchen Kanal 80 verbunden sind. Ein die Eingangsimpedanz eines Verbrauchers, beispielsweise eines NF-Verstärkers, verkörpernder Lastwiderstand 82 ist über den leitenden Kanal 78 des Transistors 62 geschaltet. Der Kanal 80 des Transistors 60 liegt in Reihe mit der Parallelschaltung des Lastwiderstands 82 und des Kanals 78 des Transistors 62.
Die von einer Einrichtung 84 in Form einer Signalquelle 86 mit einem Innenwiderstand 88 gelieferten Eingangssignale e werden zwischen die Abflußelektrode 72 des Transistors 60 und einen Punkt festen Potentials, beispielsweise Masse, gelegt. Eine Regelspannungsquelle 90 in Form einer geeigneten Gleichspannungsquelle, beispielsweise einer Batterie mit veränderbarer Ausgangsspannung oder einer eine Folge
von Impulsen liefernden Quelle oder eines AVR-Detektors (automatischen Regelspannungserzeugers), ist zwischen die Steuerelektroden 76 und 68 der Transistoren 60 bzw. 62 und Masse geschaltet, um die beiden Transistoren mit entsprechenden Regelspannungen zu versorgen.
Die von der Regelspannungsquelle 90 den beiden Feldeffekt-Transistoren 60 und 62 zugeleiteten Regelspannungen sind so gewählt, daß, wenn die Regelspannung an der Steuerelektrode 76 den Quellen-Abfluß-Stromweg des Transistors 60 hochohmig macht, gleichzeitig die Regelspannung an der Steuerelektrode 68 bewirkt, daß der Abfluß-Quellen-Stromweg des Feldeffekt-Transistors 62 niederohmig wird, und umgekehrt.
Im Betrieb empfängt der Lastwiderstand 82 in Abhängigkeit von den jeweiligen Widerständen der Kanäle 80 und 78 einen entsprechenden Teil E der angelegten Eingangssignale. Die Bezeichnung der Elektroden 72, 66 und 74, 64 als Abfluß bzw. Quelle ist rein willkürlich gewählt, weil im Betrieb die Elektroden 64, 66, 72 und 74 je nach ihrer jeweiligen Polarität in bezug auf die entsprechende andere Elektrode des betreffenden Transistors entweder als Abfluß oder als Quelle wirken, wie bereits erklärt. Auf Grund dieser komplementären Wirkungsweise wird mit der vorliegenden Schaltung ein hohes Verhältnis der EIN-A US-Signalsteuerung erhalten. Die Schaltung nach F i g. 5 kann verwendet werden z. B. für elektronische Lautstärke-Fernregelungen, Signalpresser und Signaldehner, Videoschalter u. dgl.
Der Feldeffekt-Transistor 60 kann als einziges Schaitsteuerelement für die von der Eingangsquelle 84 gelieferten Signale verwendet werden. Die der Steuerelektrode 76 zugeleitete Steuerspannung bewirkt, daß der Quellen-Abfluß-Stromwert des Transistors 60 einen Widerstand annimmt, der entweder wesentlich größer oder wesentlich kleiner als der des Widerstands 82 ist, so daß der Transistor 60 als Schalter arbeitet. Wenn die Steuerspannung aus einer Folge von synchronisierten Impulsen einer gewünschten Amplitude und Polarität besteht, wird am Widerstand 82 eine Signalspannung lediglich zu den gewünschten Zeiten entwickelt, so daß der Transistor 60 als Synchrondetektor arbeitet.
Werden die Feldeffekt-Transistoren 60 und 62 mit isolierter Steuerelektrode nach F i g. 5 als elektronische Schalter verwendet, so sollen die den Steuerelektroden zugeleiteten Steuerspannungen eine Amplitude haben, die groß gegenüber der Amplitude des zu steuernden Signals ist. Die Amplitude des Eingangssignals ist durch die Eigenschaften oder Kenndaten der Feldeffekt-Transistoren, d. h. die durch die Abflußstrom-Abflußspannungs-Charakteristik nach F i g. 4 gegebenen Eigenschaften begrenzt. Damit der Feldeffekt-Transistor als spannungsgesteuerter veränderlicher Widerstand arbeiten kann, soll die Amplitude des Eingangssignals so bemessen sein, daß der Transistor nicht bis in den Bereich oberhalb des Knicks der Abflußstrom-Abflußspannungs-Kennlinie ausgesteuert wird.
Da ferner das Eingangssignal die Quellen-Abfluß-Spannung bildet und zugleich eine Quellen-Steuerelektroden-Vorspannung während der negativen Halbwelle des Eingangssignals liefert, arbeitet der Feldeffekt-Transistor während der negativen Halbwelle mit einer anderen Steuerelektroden-Quellen-Vorspannung als während der positiven Halbwelle des Eingangssignals. Die infolge einer Änderung der Betriebsspannung durch das Signal hervorgerufene Verzerrung ist in ihrem Betrag jedoch dann sehr klein, wenn die Amplitude des Eingangssignals auf Werte begrenzt ist, die gewährleisten, daß der Transistor unterhalb des Knicks der Abflußstrom-Abflußspannungs-Kennlinie arbeitet.
F i g. 6 zeigt eine HF-Verstärkerstufe für einen Rundfunkempfänger, wobei die automatische Ver-Stärkungsregelspannung vor der Erststufe eingeführt und der Arbeitspunkt der Erststufe durch Regelspannungsänderungen nicht beeinflußt wird. Die von der Antennenklemme zur Primärwicklung 176 eines Transformators gelangenden Eingangssignale werden induktiv auf einen Eingangskreis mit einer durch die Sekundärwicklung des Transformators gebildeten Spule 172 und einem Drehkondensator 174 gekoppelt. Der Eingangskreis ist zwischen die Abflußelektrode 182 eines Feldeffekt-Transistors 178 und einen Punkt festen Potentials, beispielsweise Masse, geschaltet.
Der Feldeffekt-Transistor 178 bildet zusammen mit einem weiteren Feldeffekt-Transistor 180 eine Signalregelschaltung von der in F i g. 5 gezeigten Art. Ein weiterer Feldeffekt-Transistor 192 mit Steuerelektrode 190 bildet das aktive Element des HF-Verstärkers. Der Quellen-Abfluß-Stromweg 188 bis 186 des Transistors 180 liegt praktisch parallel zum Eingangswiderstand der HF-Verstärkerstufe, während der Quellen-Abfluß-Stromweg 182 bis 184 des Transistors 178 in Reihe mit dieser Parallelschaltung liegt. Die Ausgangssignale des HF-Verstärkers werden von einem abgestimmten Resonanzkreis mit einer Spule 196 und einem Drehkondensator 198 abgenommen. Die Spule 196 und der Kondensator 198 sind zwischen die Abflußelektrode 194 des Transistors 192 und eine Vorspannungsquelle B + (nicht gezeigt) geschaltet. Die HF-Verstärkerstufe wird durch einen zwischen die Quellenelektrode 196 und Masse geschalteten Widerstand 200 automatisch vorgespannt. Der Widerstand 200 ist durch einen Kondensator 210 nach Masse überbrückt.
Der Widerstand der Quellen-Abfluß-Stromwege der Transistoren 178 und 180 wird durch Regelspannungen, die den Steuerelektroden 214 und 216 der beiden Transistoren zugeleitet werden, in der im Zusammenhang mit F i g. 5 beschriebenen Weise gesteuert.
Für die Beschickung der Steuerelektroden 214 und 216 der Feldeffekt-Transistoren 178 bzw. 180 mit Regelsignalen ist an diese Steuerelektroden eine Schaltung mit einem pnp-Transistor 212 angekoppelt. Eine AVR-Spannung (Regelspannung) mit einer zwischen 0 und -E1 Volt schwankenden Amplitude gelangt über einen Eingangswiderstand 226 zur Basiselektrode 218 des Transistors 212. Die Regelspannung wird ferner direkt der Steuerelektrode 214 des Feldeffekt-Transistors 178 zugeleitet. Der Kollektor 230 des Transistors 212 ist über einen Widerstand 224 an eine Vorspannungsquelle —2E1 (nicht gezeigt) angeschlossen. Der Widerstand 224, der Widerstand 222 und der Widerstand 220 sind als Spannungsteilernetzwerk zwischen eine Vorspannungsquelle + E1 und die Vorspannungsquelle -2E1 geschaltet, so daß die am Kollektor 230 des Transistors 212 abgenommene Spannung eine Funktion der Amplitude der AVR-Spannung ist. Wenn beispielsweise die Regelspannung Null ist, so beträgt die am Kollektor 230 abgenommene Spannung -E1. Beträgt die Regelspannung -E1, so ist die am Kollektor 230 abgenommene Spannung Null.
Die vom Kollektor 230 abgenommene Spannung wird auf die Steuerelektrode 216 gekoppelt, wo sie die Leitfähigkeit des Quellen-Abfluß-Stromweges des Feldeffekt-Transistors 180 steuert. Wenn im Betrieb die AVR-Spannung 0 Volt beträgt, ist der Widerstand des Quellen-Abfluß-Stromweges des Feldeffekt-Transistors 178 verhältnismäßig klein, während zugleich die vom Transistor 212 abgenommene Regelspannung -E1 Volt beträgt, so daß der Quellen-Abfluß-Stromweg des Transistors 180 verhältnismäßig hochohmig wird. Beträgt dagegen die AVR-Spannung -E1 Volt, so ist der Widerstand des Quellen-Abfluß-Stromweges des Feldeffekt-Transistors 178 sehr groß, während der Widerstand des Quellen-Abfluß-Stromweges des Transistors 180 sehr klein ist. Durch das Zusammenwirken der Feldeffekt-Transistoren 178 und 180 ergibt sich für den HF-Verstärker eine Signalregelung, die im wesentlichen frei von Sprungverzerrungen (Verzerrungen durch Ein- und Ausschwingen) und von zusätzlich eingeführten Gleichpegeln im Ausgangssignal »o ist.
Außerdem hat die Schaltung nach F i g. 6 den Vorteil, daß ihre Selektivität (Trennschärfe) durch die AVR-Spannung nicht beeinflußt wird. Wenn sich der AVR-Pegel und damit der Widerstand der Quellen-Abfluß-Stromwege der beiden Transistoren 178 und 180 ändert, so bleibt die effektive Belastung des Eingangskreises im wesentlichen konstant. Diese praktisch konstante Belastung ergibt sich aus der komplementären Wirkungsweise der Quellen-Abfluß-Stromwege der Transistoren 178 und 180 derart, daß bei niederohmigem Quellen-Abfluß-Stromweg des Transistors 178 der Quellen-Abfluß-Stromweg des Transistors 180 hochohmig ist und umgekehrt und folglich der abgestimmte Eingangskreis stets mit annähernd der gleichen Impedanz belastet wird.
10

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Elektronische Steuerschaltung mit einer über die Eingangssignalquelle geschalteten Serienschaltung zweier gegensinnig steuerbarer Widerstände, über deren einen der Verbraucher für das gesteuerte Signal geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbare Widerstände die Quellen-Abfluß-Strecken (80 bzw. 78) an sich bekannter Feldeffekt-Transistoren (60 bzw. 62) mit isolierter Steuerelektrode (76 bzw. 68) dienen, deren Steuerelektroden gleichzeitig zueinander komplementäre Steuerspannungen zugeführt sind (F i g. 5).
2. Steuerschaltung nach Anspruch 1 für selbsttätige Verstärkungsregelung, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Regelspannung verstärkender Transistor (212) mit seinem Emitter (228) an einen Schaltungspunkt festen Potentials, mit seiner Basis (218) an die Regelspannungsquelle sowie an die Steuerelektrode (214) des einen Feldeffekt-Transistors (178) und mit seinem Kollektor (230) an die Steuerelektrode (216) des anderen Feldeffekt-Transistors (180) angeschaltet ist (F i g. 6)
3. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbraucher für das gesteuerte Signal die Steuerelektroden-Quellenstrecke eines zusätzlichen Feldeffekt-Transistors dient, der so vorgespannt ist, daß er im linearen Gebiet seiner Signalübertragungscharakteristik arbeitet.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 065 886;
britische Patentschrift Nr. 862 377;
USA.-Patentschrift Nr. 2 951 980;
»Wireless World«, May 1961, S. 238.
1 Prioritätsbeleg ist mit ausgelegt worden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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