DE1762792A1

DE1762792A1 - Schaltungsanordnung fuer eine Transistor-Verstaerkerstufe

Info

Publication number: DE1762792A1
Application number: DE19681762792
Authority: DE
Inventors: Otto Baade; Otto Schmidt
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1968-08-27
Filing date: 1968-08-27
Publication date: 1970-05-27

Description

Schaltungsanordnung für eine Transistor-Verstärkerstufe. Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Transistor-Verstärkerstufe mit einem in den Emitterkreis eingeschleiften und kapazitiv überbrückten Gegenkopplungswiderstand. Diese Gegenkopplung wird zur Stabilisierung des Gleichstrom-Arbeitspunktes und zum Ausgleich der Kennwerte der Transistoren verwendet. Um die Gegenkopplung für die zu verstärkenden Wechselspannungen aufzuheben und damit die optimale Verstärkung zu erreichen, wird der Gegenkopplungswiderstand mit einem Kondensator überbrückt, der für die Wechselspannungen nur noch einen vernachlässigbaren Widerstand,darstellt. Sollen über den Verstärker Wechselspannungen mit tiefen Frequenzen übertragen werden, dann muss dieser Überbrückungskondensator eine sehr grosse Kapazität aufweisen. Dies erfordert räumlich grosse und damit platzraubende Kondensatoren, was besonders bei der Auslegung eines Verstärkers in Miniaturbauweise oder gar in integrierter Technik sehr nachteilig ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung für eine Transistor-Verstärkerstüfe mit einem in den Emitterkreis eingeschleiften und kapazitiv überbrückten Gegenkopplungswiderstand anzugeben, die mit wesentlich kleineren Kondensatoren auskommt und dennoch bei bleibender Gleichstrom-Gegenkopplung die Verstärkung nicht beeinflusst. Die neue Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Überbrückungsstromkreis durch eine weitere Transistorstufe gebildet ist, die bei fester Basisvorspannung und kleinem Basiskondensator die Änderungen des Gleichstromes im Emitterwiderstand der Transistor-Verstärkerstufe kompensiert, die Gegenkopplung für die Wechselspannungen jedoch aufhebt. Bei dieser Anschaltung des Kondensators wird die Gleichstrom-Gegenkopplung nicht verändert, der Basiskondensator kann jedoch um den Verstärkungsfaktor der dem Emit,terwideratand der Verstärkerstufe parallelgeschalteten Transistorstufe verkleinert werden.
Eine besonders hohe Verstärkung und damit Verkleinerung des Kondensators wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, dass für die parallelgeschaltete Transistorstufe ein Feldeffekttransistor mit hohem Eingangswiderstand ver-wendet ist.
Die Toleranzen in den Kennwerten des parallelgeschalteten Transistors lassen sich dadurch klein halten, dass sie Basisvorspannung am Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor und dem Kollektor-Widerstand.der Transistorstufe abgegriffen ist.. Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine bekannte Transistor-Verstärkerstuße und Fig. 2 eine Transistor--Veretärkerstufe nach der Erfindung. In Pig.. 1 ist eine Transistor- Verstärkerstufe mit dem fNP= Transictor-T1 gezeigt, der von der Versorgungsspannung -U gespeist wird. Über den Spannungsteiler mit den Widerständen R1 und R2 wird die Basisvoropanaung und damit der Arbeitspunkt des Transistors T1 eingestellt. Der über den Emitterwiderstand Re fliessende Strom erzeugt einen SpannurZ sabfali, der dieser Steuervorspannung am Widerstand R2 entgegenwirkt.
Auf diese Weise wird eine Gegenkopplung erreicht. Die Folge davon ist, dass Toleranzen in den Kennwerten des Transistors T1 und der übrigen Bauelemente auch bei Schwankungen der Versorgungsspannung - U ausgeglichen werden, so dass die Verstärkung der Transistor-Verstärkerstufe vom Eingang E zum tsusgang A mit dem Arbeitswiderstand Ra annähernd konstant bleibt; Um den Verlust an Verstärkung durch den Gegenkopplungswiderstand Re zu vermeiden, wird diesem Widerstand ein Kondensator Ge parallelgeschaltet. Dieser Kondensator Ce ist so bemessen, dass für die zu übertragende Wechselspannung mit der tiefsten Frequenz noch kein merklicher Srdr#nungsabfall im Emitterkreis auftritt. Dies bedingt bei tiefen Frequenzen z.B. unterhalb des Sprachfrequenzbereiches eine beachtliche Grösse des Kondensators: Um dies zu umgehen, sieht die Schaltungsanordnung nach der Erfindung gemäss Fig. 2 eine weitere Transistorstufe mit dem Transistor T2 vor, dessen Emitter ebenfalls mit dem Gegenkopplungswiderstand Re verbunden ist. Über den Arbeitswiderstand-Re und die Teilerwiderstä.nde R3 und R4 erhält der Transistor T2 eine feste Vorspannung. Diese Ankopplung des Transistors T2 bewirkt bei einer Änderung des Emitterstromes im Transistor Ti eine entgegengesetzt gerichtete Änderung im Transistor T2, so dass der Arbeitspunkt des Transistors T1 stabilisiert wird. Da der Basiskreis des Transistors T2 viel hochohmiger ist als der Emitterkreis des Transistors T1, kann der Basiskondensator Cb wesentlich kleiner sein als der Emitterkondensator Ge der Pig. 1. Bei normalen Transistortypen wird ein Verhältnis von 1 zu 100 erreicht. Wird jedoch ein Feldeffekttransistor mit hohem Basis-Eingangswiderstand eingesetzt, dann können die Widerstände R3 und R4 sehr hochohmig ausgelegt werden, so dass ein Verhältnis von 1 zu 10 000 erreicht werden kann. Das Verhältnis stellt in jedem Falle die mit der Transistorstufe T2 erzielte Verstärkung dar.
Die Ankopplung des Widerstandes R3 am Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor und dem Widerstand R8 hat ebenfalls eine Gegenkopplung für den Transistor T2 zur Folge.
Aus diesen Ausführungen geht hervor, dass die neue Schaltungsanordnung besonders für Verstärker geeignet ist, die Wechselspannungen mit sehr tiefen Frequenzen verstärken.
Auch in diesem Fall werden nur kleine Kondensatoren benötigt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Schaltungsanordnung für eine Transistor-Verstärkerstufe mit einem in den Emitterkreis eingeschleiften und kapazitiv überbrückten Gegenkopplungswiderstand, dadurch gekennzei2hnet, dass der Überbrückungsstromkreis durch eine weitere lransistoa stufe (T2) gebildet ist, die bei fester Basisvorspannung (R1, R2) und kleinem Basiskondensator (Cb) die Änderungen des Gleichstromes im Emitterwiderstand (Re) der Transistor-Verstärkerstufe (T1) kompensiert, die Gegenkopplung für die Vlechselspannungen jedoch aufhebt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisvorspannung am Verbindungspunkt zwisc"-2r, dem Kollektor und dem Kollektor-Widerstand (Re) der Transistorstufe (T2) abgegriffen ist (R1). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch g e:t:enrz echnet, dass der .Ba'siskondensator (Cb) um den Verstärkur@@ianto_äe der: Dn,itterwiderstand (Re) parallelgeschalteten. Tr-.:#: _-: st.af s (T2) verkleinert ist.

4. Cchuitungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gi;kenn- ze:i3hnet, dass für die parallelgeschaltete @rariäiscc@°stv.-L:@ (i2) ein 'eldeffek ttransistor mit hohem Eingangs°Nderstandv ver- ,@ e::-d e t ist .