DE1900903B2 - Differential-verstaerker - Google Patents

Differential-verstaerker

Info

Publication number
DE1900903B2
DE1900903B2 DE19691900903 DE1900903A DE1900903B2 DE 1900903 B2 DE1900903 B2 DE 1900903B2 DE 19691900903 DE19691900903 DE 19691900903 DE 1900903 A DE1900903 A DE 1900903A DE 1900903 B2 DE1900903 B2 DE 1900903B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistors
transistor
collector
connections
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19691900903
Other languages
English (en)
Other versions
DE1900903C3 (de
DE1900903A1 (de
Inventor
Frederick Vestal N.Y. Buckley (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US513395A external-priority patent/US3392342A/en
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE1900903A1 publication Critical patent/DE1900903A1/de
Publication of DE1900903B2 publication Critical patent/DE1900903B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1900903C3 publication Critical patent/DE1900903C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/4508Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45085Long tailed pairs
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/302Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/34Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
    • H03F3/343DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
    • H03F3/347DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
    • H03F3/45484Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45488Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with bipolar transistors as the active amplifying circuit by using feedback means
    • H03F3/45493Measuring at the loading circuit of the differential amplifier
    • H03F3/45502Controlling the common emitter circuit of the differential amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/02Shaping pulses by amplifying
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45408Indexing scheme relating to differential amplifiers the CMCL comprising a short circuited differential output of a dif amp as an addition circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45472Indexing scheme relating to differential amplifiers the CSC comprising one or more diodes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45476Indexing scheme relating to differential amplifiers the CSC comprising a mirror circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45648Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising two current sources, which are not cascode current sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S15/00Brushing, scrubbing, and general cleaning
    • Y10S15/15Moisture responsive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

19 OO 903
3 4
chem Leitfähigkeitstyp sind, und daß die in Reihe beispielsweise der Strom durch den Transistor 4 ab,
geschalteten Transistoren gleichsinnig in Reihe ge- wird auch die Spannung über dem Transistor 4 k!ei-
sAaltet sind. ner, wodurch der Strom durch den Transistor 1 zu-
Die mit dieser Schaltung erzielbaren Vorteile sind nimmt. In gleicher Weise nimmt in Folge eines zu-
darin zu sehen, da3 die eigentliche Differential-Ver- 5 nehmenden Stroms durch den Transistor 4 auch die
Stärkerschaltung völlig ohne Widerstünde auskommt, Spannung über diesem zu, wodurch der Strom durch
sich von daher also sehr gut für eine Realisierung in Ίεη Transistor 1 abnimmt.
monolithischer Technik eignet,unc· daß der Effekt der Ein Paar von NPN-Transistoren 10 und 11 ist in parasitären Kapaziäten keine Rolle spielt, weil die Form eines Differentialverstärkers hinsichtlich der entscheidenden Signale vorzugsweise Ströme anstatt io Emitteranschlüsse verbunden und an eine Strom-Spannungen sind. quelle 12 angeschlossen. Die Kollektoranschlüsse der Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Er- Transistoren 10 und 11 sind jeweils mit weiteren findung sieht vor, daß die Konstantstromquellen aus Konstantstromquellen 13 und 14 sowie mit den Vermindestens einem als Diode geschalteten Transistor bindungspunkten der Transistoren 1 und 4 bzw. 2 bestehen, der paraUel zur Basis-Emitter-Strecke min- 15 und 5 verbunden.
destens eines weiteren in Emitterschaltung betriebe- An der Ausgangsklemme 15 steh! der Ausgangs-
nen Verstärkertransistors geschaltet ist, wobei ledig- strom g zur Verfügung. An diese Ausgangsklemme
lieh die Transistoren gleiche elektrische Eigenschaf- IS sind die Kollektoranschlüsse der Transistoren 1
ten aufweisen müssen. Gemäß einer weiteren Ausbil- und 2, sowie eine weitere Konstantquelle 16 ange-
dung der Erfindung bestimmt sich die Anzahl η der *° schlossen. Die Eingangspumpen Vl und Vl werden
Verstärkertransistoren bzw. m der als Dioden ge- an die Eingangsklemmen 17 und 18 angelegt,
schalteten Transistoren aus dem gewünschten Strom- In der F i g. 3 sind die Stromüber.ragungsverhält-
verhältnis n!m des Gesamtstroms durch die Dioden nisse der Schaltung nach F i g. 1 dargestellt, und zwar
zum Gesamtstrom durch die Verstärkertransistoren. für bestimmte Stromverhältnisse für die Ströme der
Durch diese besondere Schaltung der Konstant- *5 Stromquellen 8, 12, 13, 14 und 16. Die Erfindung ist
Stromquellen wird eine besonders günstige Span- jedoch nicht auf die hier angenommenen Stromsverte
nungs- und Temperaturstabilität der Schaltung er- beschränkt. Alle Transistoren werden in ihrem Ii-
reicht. nearen Bereich betrieben.
Einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung Jede der Stromquellen 13 und 14 liefert einen
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im 3° Strom A, dessen Wert hier willkürlich einmal eine
folgenden näher erläutert. Es zeigt Stromeinheit genannt werden soll. Der Wert des von
der Stromquelle 12 gelieferten Stroms D betrage IA,
Fig. 1 ein teilweise schematisch dargestelltes d. h. 2 Stromeinheiten. Die Stromquelle 16 möge ei-Schaltbild gemäß der Erfindung; nen Strom C des Werts A/2 liefern, d. h. ! 2 Strom-F i g. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Er- 35 einheit und die Stromquelle 8 möge schließlich einen findung, indem insbesondere die peripheren Schalt- Strom B des Werts A/8, d. h. ' Ή Stromeinheit bereitkreise mit dargestellt sind und stellen. Die Ströme stehen demnach untereinander
F i g. 3 die Darstellung der verschiedenen Strom- im folgenden Verhältnis:
Übertragungsverhältnisse zur Verdeutlichung der D = IA, A =2C und C = AB.
Schaltung nach F i g. 1. " *°
Aus F i g. 3 ist zu ersehen, daß bei Gleichheit der
Die Schaltung des verbesserten Leseverstärkers Eingangsspannungen an den Klemmen 17 und 18
nach F i g. 1 enthält die NPN-Transistoren 1 und 2, die Ströme α und d jeweils gleich dem Strom A sind,
deren Basisanschlüsse miteinander und deren Emit- die Ströme e and b den Wert 0 aufweisen und die
teranschlüsse über die NPN-Transistoren 4 und 5 mit 45 Ströme / und c jeweils gleich groß B sind, d. h., ihre
dem negativen Pol 3 der Betriebsspannungsquelle Summe ist gleich 2ß und daß der Ausgangsstrom g
verbunden sind. Die Transistoren 4 und 5 sind hin- ebenfalls den Wert 2B aufweist,
sichtlich ihrer Basis-Kollektorstrecke kurzgeschlossen. Für den Fall, daß keine Eingangssignal anliegen.
Ein weiteres Paar von NPN-Transistoren 6 und 7, stellen sich die oben beschriebenen Ruheströme auf
ebenfalls hinsichtlich ihrer Basis-Kollektorstrecke 5° folgende Weise ein:
kurzgeschlossen, ist zwischen eine erste Vergleichs- Da D = 2A ist, fließt der gesamte Strom der Stromstromquelle 8 und den negativen Pol 3 der Betriebs- quellen 13 und 14 in die Transistoren 10 und 11. Spannungsquelle in Reihe geschaltet. Die Reihen- Folgedessen sind die Werte von b und e Null. Der schaltung aus den Transistoren 6 und 7 liegt zwischen durch die Transistoren 6 und 7 fließende Strom B den Basisanschlüssen der Transistoren 1 und 2 und 55 bewirkt eine solche Vorspannung über die in Reihe den Emitteranschlüssen der Transistoren 4 und 5. geschalteten Basis-Emitterstrecken der Transistoren 1 Die Transistoren 1, 2 und 6, sowie 4, 5 und 7 sind und 4 bzw. 2 und 5, daß deren Kollektorströme gleich hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften ihrer Ba- dem Strom durch die Transistoren 6 und 7 sind, sis-Emitterstrecke untereinander weitgehend identisch. d. h. B. Jeder der Ströme / und c weist also den Ein bestimmter, aus der Stromquelle 8 entnommener 6° Wert B auf. Dementsprechend beträgt der Wert des Strom, bewirkt über den Transistoren 6 und 7 einen Stroms g IB und fließt an der Ausgangsklemme Spannungsabfall. Dadurch wird an den Basisanschlüs- in einer aus der Schaltung weisenden Richtung hersen jedes der Transistoren 1 und 2 eine genau be- aus.
stimmte Vorspannung aufgebaut. Der durch die Wird die Eingangsspannung an der Klemme
Transistoren 1 und 2 fließende Strom wird von dem 65 positiver als die an der Klemme 18, nimmt der KoI-
durch die Transistoren 4 und 5 fließenden Strom so- lektorstrom von Transistor 11 zu, und zwar ausge-
wie der an den Basisanschlüssen der Transistoren 1 hend von dem Wert A auf den Wert D. Da der
und 2 anliegenden Vorspannung bestimmt. Nimmt Strom α gleich der Summe der Ströme A+b ist,
19 OO 903
nimmt der Wert des Stroms b maximal den Wert A an. Der zunehmende in den Transistor 11 fließende Strom b wird im wesentlichen vom Transistor 2 geliefert, wobei dessen Kollektorstrom c den maximalen Wert A annimmt.
Mit der von dem jeweiligen Eingangssignal abhängigen Zunahme des durch den Transistor 11 fließenden Stroms ist gleichzeitig eine Abnahme des durch den Transistor 10 fließenden Stroms verbunden. Der Kollektorstrom d des Transistors 10 geht dabei, in dem Maße, wie das Eingangssignal zunimmt, auf den Nullwert herunter. Da der von der Stromquelle 13 an den Knotenpunkt der Transistoren 10, 1 und 4 gelieferte Strom jedoch konstant gleich A bleibt, nimmt der in den Transistor 4 fließende Strom zu, und zwar um denselben Betrag, um den der Strom d abnimmt. Diese Stromzunahme durch den Transistor 4 hat eine entsprechende Zunahme der Spannung über den Transistor 4 zur Folge, wodurch die Basis-Emittervorspannung von Transistor 1 verringert wird. Folgedessen verringert sich der Kollektorstrom / des Transistors 1 von B auf Null.
Der Ausgangsstrom g bestimmt sich aus der Beziehung C- (f + c). Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der Strom c schneller zunimmt, als der Strom / abnimmt. Folglich wird bei einem bestimmten Schwellwert (in diesem Fall bei +30 mV) der Strom g den Wert Null annehmen. Bei diesem Eingangsspannungswert ist die Summe von / und c gleich C. Wenn der Spannungswert des Differenzsignals am Eingang über diesen Wert hinaus in positiver Richtung ansteigt, kehrt der Strom g seine Richtung um und nimmt weiter in Richtung auf den maximalen Wert C zu.
Wird die Eingangsspannung an der Klemme 17 negativer als die an der Klemme 18, beginnt der Kollektorstrom d von Transistor 10 zuzunehmen und entsprechend der Kollektorstrom von Transistor 11 abzunehmen. Verbunden mit der Zunahme des Stroms d ist eine entsprechende und gleiche Stromzunahme des Stroms e, die im wesentlichen vom Transistor 1 geliefert wird. Daraus resultiert ein kleinerer vom Transistor 1 an den Transistor 4 gelieferter Strom, womit eine entsprechende Abnahme der Spannung über dem Transistor 4 und eine Zunahme der Basis-Emittervorspannung von Transistor 1 verbunden ist. Folglich beginnt der Kollektorstrom / von Transistor 1 in Richtung auf den maximalen Wert A zuzunehmen.
Gleichzeitig mit der Verringerung des Stroms η erfolgt eine entsprechend gleich große Zunahme des Stroms b, der von der Stromquelle 14 in den Transistor 5 fließt Durch den erhöhten Stromfluß durch den Transistor 5 steigt die Spannung über diesen Transistor entsprechend an und die Basis-Emittervorspannung von Transistor 2 verringert sich. Dadurch nimmt auch der Kollektorstrom c von Transistor 2 von dem Wert B auf Null ab.
Wenn die Summe der Ströme c und f gleich C ist, ist der Wert des Ausgangsstroms g Null, und eine weitere Zunahme der Eingangs-Differenzspannung hat wieder eine Umkehr der Polarität des Stroms g zur Folge.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Der Differentialverstärker besteht wieder aus den beiden Eingangstransistoren W und 11, deren Eingangsklemnien 18 und 17 mit der die zu verstärkenden Differenzsignale liefernden Spannungsquelle 20 verbunden werden können. Zwei weitere Transistoren 6 und 7 sind hinsichtlich ihrer Basis-Kollektorstrecke kurzgeschlossen und parallel zur Reihenschaltung der Transistoren 1 und 4 bzw. 2 und 5 eingeschaltet. Auch die Transistoren 4 und 5 sind als Dioden geschaltet, d. h. hinsichtlich ihrer Basis-Kollektorstrecke kurzgeschlossen. Die Ausgangssignale stehen an der Klemme 15 zur Verfugung, mit der die Kollektoranschlüsse der Tran-
ίο sistoren 1 und 2 verbunden sind.
In F i g. 2 ist eine Möglichkeit für die Realisierung der Konstantstromquellen 8, 12, 13, 14 und 16 dargestellt. Die Stromquelle 12 besieht aus einem NPN-Transistor 21, dessen Kollektoranschluß mit den Emilteranschlüssen der Transistoren 10 und 11 und dessen Emitteranschluß mit dem negativen Pol 2 der Betriebsspannungsquelle verbunden ist.
Parallel zur Basis-Emitterstrecke des Transistors
21 ist ein weiterer NPN-Transistor 22 geschaltet, wodurch der Kollektorstrom des Transistors 21 einen im wesentlichen mit dem Strom durch den Transistor
22 zwangsläufig gleichen Wert aufweist. Bedingung dafür ist, daß die Transistoren 21 und 22 hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften ihrer Basis-Emitterstrecken möglichst identisch sind.
Der durch den Transistor 22 fließende Strom wird im wesentlichen durch den Wert des Widerstands 23 bestimmt, der einmal an den Kollektoranschluß des Transistors 22 und zum anderen über die beiden als Dioden geschalteten PNP-Transistoren 25 und 26 an den positiven Pol 24 der Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist. Unter der Annahme, daß der Wert dieses Stroms 2 Stromeinheiten betrage, beträgt auch der Wert des in den Kollektor des Transistors 21 fließende Strom D gleichermaßen 2 Stromeinheiten. Dieser Strom teilt sich zu gleichen Teilen auf die Transistoren 25 und 26 auf, d. h. durch jeden dieser Transistoren fließt ein Strom der Größe einer Stromeinheit. Die Transistoren 25 und 26 sind parallel zur
Basis-Emitterstrecke der PNP-Transistoren 27 und 28 geschaltet. Der Transistor 27 bildet die Konstantstromquelle 13, der Transistor 28 die Konstantquelle 14. Die Transistoren 25, 26, 27 und 28 sind hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften im wesentlichen gleich, d. h. in jedem von ihnen fließt ein gleich großer Strom. Da durch jeden der Transistoren 25 und 26 ein Strom der Größe einer Stromeinheit fließt, fließt zwangsläufig auch in den Transistoren 27 und 28 ein gleich großer Kollektorstrom. Beide Ströme A betragen demnach eine Stromeinheit.
Die Stromquelle 8 besteht aus dem PNP-Transistor 30, dessen Emitteranschluß mit dem positiven Pol 24 der Betriebsspannungsquelle und dessen Kollektoranschluß mit dem Transistor 6 verbunden ist Mehrere PNP-Transistoren 31, 32, 33 und 34 sind als Dioden geschaltet, und jeder dieser Transistoren liegt parallel zur Basis-Emitterstrecke des Transistors 30. Auch die Transistoren 30 bis 34 sind untereinander möglichst gleich, führen also auch gleiche Kollek-
torströme.
Der durch die Transistoren 31 bis 34 fließende Strom wird durch den Widerstand 35 bestimmt, der einerseits an die Transistoren 31 und 34 und andererseits über den NPN-Transistor 36 an den negau- ven Pol 3 der Betriebsspannungsquefle angeschlössea ist Der durch den Transistor 36 und den Widerstand 35 fließende Strom teilt sich zu gleichen Teilen art die Transistoren 31 bis 34 auf. Jeder dieser Tran-
sistoren führt daher l.U des durch den Widerstand 35 fließenden Stroms, der gleiche Strom fließt zwangsläufig auch durch den Transistor 30.
Die Transistoren 31 bis 34 liegen ebenfalls parallel zur Basis-Emitterstrecke der Transistoren 40 bis 43, welche die Konstantstromquelle 16 bilden. Da die Anzahl der Transistoren 40 bis 43 gleich der Anzahl der Transistoren 31 bis 34 ist, ist auch der gesamte Kollektorstrorn der Transistoren 40 bis 43 gleich dem gesamten Strom durch die Transistoren 31 bis 34, d. h. gleich dem Strom durch den Widerstand 35. Der durch den Transistor 30 fließende Strom B ist gleich Ziffer 1 /Ziffer 4 C dem durch die Transistoren 40 bis 43 fließenden Strom. Will man in der Schaltung nach F i g. 2 dieselben Stromverhältnisse wie in Fig. 3 dargestellt realisieren, muß der Wert des Widerstands 35 den doppelten Wert des Widerstands 23 aufweisen, damit der Strom C halb so groß ist wie der Strom A.
Auch die Transistoren 40 bis 43 sind weitgehend mit den Transistoren 31 bis 34 identisch und sie weisen einen hohen Stromverstärkungsfaktor β auf. An den Ausgang 15 ist in diesem Fall ein weiterer Differentialverstärker 45 angeschlossen, in dessen Rückkopplungszweig gegensinnig gepolte Dioden 46a und 466 eingeschaltet sind. In dieser Schaltung werden Ströme an der Eingangsklemme 15 in Spannungen an der Ausgangsklemme 47 umgeformt. Die Ausgangssparrnung weist dabei in Abhängigkeit von der Polarität des Eingangsstroms nur je einen von zwei möglichen Spannungswerten auf.
Durch die beiden als Dioden geschalteten Transistoren 36 und 48 wird die Basisvorspannung der Transistoren 10 und 11 auf den Wert von 2 Diodenspannungsabfällen oberhalb der negativen Spannung der Spannungsquelle eingestellt, so daß die Emitter der Transistoren 10 und 11 ungefähr auf einem Potential von einem Diodenspannungsabfall oberhalb dieser Spannung— V liegen. Dadurch ist gewährleistet,
daß Transistor 21 unterhalb der Sättigungsgrenze arbeitet. Die Kollektorpotentiale der Transistoren 10 und 11 werden durch die Transistoren 4 und 5 sowie den als Diode geschalteten zusätzlichen NPN-Transistor 49 auf einem Wert von etwa 2 Diodenspannungsabfällen oberhalb der Spannung -V gehalten, wodurch ein Betrieb der Transistoren 10 und 11 außerhalb der Sättigung gewährleistet ist.
Die Ausgangsklemme 15 liegt etwa auf einem Potential von 3 Diodenspannungsabfällen oberhalb der negativen Spannung -V, was dadurch erreicht wird, daß der zweite Eingang des Differentialverstärkers 45 mit den Transistoren 36, 48 und einem zusätzlichen als Diode geschalteten NPN-Transistor 50 verbunden ist. Ein zwischen den positiven Pol 24 der Betriebsspannungsquelle und den Transistor 50 eingeschalteter Widerstand 51 besorgt den gewünschten Vorspannstrom für die Transistoren 48 und 50 und zusammen mit Widerstand 35 für den Transistor 36.
ao Die Kollektoren der Transistoren 1 und 2 liegen auf demselben Potential wie die Ausgangsklemme 15. Durch die Transistoren 6, 7 und 49 werden die Basisanschlüsse der Transistoren 1 und 2 auf ein Potential von etwa 3 Diodenspannungsabfällen oberhalb der negativen Spannung -V eingestellt, es arbeiten demnach auch die Transistoren 1 und 2 außerhalb der Sättigung.
Es können natürlich für die Schaltungen der F i g. 1 und 2 auch Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps bei entsprechender Umpolung der Spannungsquellen verwendet werden. Ebenso können andere bekannte Konstantstromquellenschaltungen benutzt werden. Schließlich können die Transistoren 4, 5 und 7 in den Schaltungen nach den F i g. 1 oder 2 PNP-Transistoren sein, deren Emitteranschlüsse mit den Emitteranschlüssen der Transistoren 1, 2 und 6 und deren Basis- und Kollektoranschlüsse mit der negativen Betriebsspannungsquelk verbunden sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
•09 530/c

Claims (4)

19 OO 903 ι je mil einer weiteren Konstantstromquelle verbunden Patentansprüche· sind, sowie weiteren hinsichtlich ihrer Koilekior-Ba- sisstrecke kurzgeschlossenen, als Dioden geschalteten,
1. Diifferentialverstärker mit zwei emitterge- Transistoren.
koppelten, an eine gemeinsame Konsiantstrom- 5 Differentialverstarker finder, häufig Anwendung quelle angeschlossenen Transistoren, deren Ba- als Leseverstärker für Spe.cheranordnungen. Auf alsisanschlüsse die Eingangsanschlüsse der Schal- ler, Gebieten der Schaltungstechn.k, besonders jedoch tung darstellen und deren Kollektoranschlüsse auf dem Gebiet der Digitaltechnik, ist man heute beje mit einer weiteren Konstantstromquelle ver- strebt, eine weitestgehende Integration dieser Schalbunden sind, sowie weiteren hinsichtlich ihrer xo tungen zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist dabei Kollektor-Basisstrecke durchverbundenen, als die Realisierung dieser Schaltungen in monolithischer Dioden geschalteten. Transistoren, dadurch Technik. Gerade Spe.cneranordnungen bieten s.ch fur gekennzeichnet, daß die Kollektoran- eine extreme Integration an, da sie aus sehr vielen Schlüsse der Eingangstransistoren (10, 11) je mit identischen Einzelschaltungen, eben der Schaltung dem Verbindungspunkt von in Reihe geschalteten 15 einer Speicherzelle, bestehen . . ,
dritten (1) und vierten (4) bzw. fünften (2) und Ebenso wichtig wie die Schaltung einer einzelnen sechsten (5) Transistoren verbunden sind, deren Speicherzelle ist jedoch auch die Schaltung bzw. die freie Erniner- bzw. Kollektoranschlüsse miteinan- Integration der zugehörigen Leseverstärker. Wahrend dei verbunden und an die Betriebsspannungs- für den Entwurf von Schaltungen m herkömmlicher quelle {-V) bzw. die Ausgangsklemme (15) und » Technik heute ein nahezu beliebig großes Spektrum eine parallel dazu liegende Konstantstromquelle von Bauelementen zur Verfugung steht, muß der Ent-(16) angeschlossen sind, daß die Basisanschlüsse wickler von integrierten Schaltungen im allgemeinen des dritten und fünften Transistors (1, 2) mitein- technologisch bedingte Einschränkungen in Kauf ander und mit dem Basisanschluß eine;, siebten nehmen, neue Phänomene berücksichtigen und nach Transistors (6) verbunden sind, dessen Kollek- =»5 diesen veränderten Gesichtspunkten seine Schaltung toranschluß mit einer weiteren Konstantstrom- aufbauen. Mit Hilfe der Festkorpertechnik lassen sich quelle (8) gekoppelt ist, und zudem in Reihe ein Transistoren und Dioden sehr einfach herstellen. Wiachter Transistor (7) geschaltet ist, dessen Emit- derständ^ sind im allgemeinen unerwünscht, kondenteranschluß mit den Emitteranschlüssen des vier- satoien ebenfalls und Spulen müssen unbedingt verten (4) und sechsten (5) Transistors verbunden 30 mieden werden. Als Phänomene hat man zu benickist und daß jeweils der vierte, sechste, siebte und sichtigen, die parasitären Kapazitäten, mit denen alle achte Transistor (4 bis 7) bezüglich seiner Kollek- Elemente durch die Isolationswannen behaftet sind, tor-Basisstrecke durchverbunder ist. Spannungs- und starke Temperaturabhangigkeit der
2. Differential verstärker nach Anspruch 1, da- Elemente usw. Schließlich ist zu beachten, daß in diedurch gekennzeichnet, daß alle Transistoren von 35 ser Technologie die Anzahl der Transistoren bzw. gleichem Leitfähigkeitstyp sind und daß die in aktiven Elemente kein Maß fur den schaltungstech-Reihe geschalteten Transistoren gleichsinnig in nischen Aufwand mehr ist.
Reihe geschaltet sind. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde,
3. Differentialverstarker nach Anspruch 1 eine Differential-Verstärkerschaltung anzugeben, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon- 40 welche die für eine Realisierung in monolithischer stantstromquellen aus mindestens einem als Technik geltenden Randbedingungen erfüllt.
Diode geschalteten Transistor bestehen, der pa- Der Differentialverstarker gemäß der Erfindung rallel zur Basis-Emitter-Strecke mindestens eines geht von zwei emittergekoppelten, an eine gemeinweiteren in Emitterschaltung betriebenen Ver- same Konstantstromquelle angeschlossenen Transistärkertransistors geschaltet ist, und daß die 45 stören aus, deren Basisanschlüsse die Eingangsan-Transistoren gleiche elektrische Eigenschaften Schlüsse der Schaltung darstellen und deren Kollekaufweisen. toranschlüsse je mit einer weiteien Konstantstrom-
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- quelle verbunden sind, und ist dadurch gekennzeichdurch gekennzeichnet, daß sich die Anzahl η der net, daß die Kollektoranschlüsse der Eingangstran-Verstärkertransistoren bzw. m der als Dioden 5<> sistoren je mit dem Verbindungspunkt von in Reihe geschalteten Transistoren aus dem gewünschten geschalteten dritten und vierten bzw. fünften und Verhältnis n/m des Gesamtstroms^ durch die sechsten Transistoren verbunden sind, deren freie Dioden zum Gesamtstrom durch die Verstärker- Emitter- bzw. Kollektoranschlüsse miteinander vertransistoren bestimmt. bunden und an die Betriebsspannungsquelle bzw. die
55 Ausgangsklemme und eine parallel dazu liegende Konstantstromquelle angeschlossen sind, daß die Basisanschlüsse des dritten und fünften Transistors miteinander und mit dem Basisanschluß eines siebten
Transistors verbunden sind, dessen Kollektoran-
60 schluß mit einer weiteren Konstantstromquelle gekoppelt ist, und zu dem in Reihe ein achter Transistor geschaltet ist, dessen Emitteranschluß mit den Emitteranschlüssen des vierten und sechsten Tran-
Die Erfindung betrifft einen Differential-Verstär- sistors verbunden ist und daß der vierte, sechste. - mit zwei emittergekoppelten, an eine gemeinsame 65 siebte und achte Transistor bezüglich seiner Kolleknstantstromquelle angeschlossenen Transistoren, tor-Basisstrecke durchverbunden ist.
■en Elasisanschlüsse die Eingangsanschlüsse der Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfin-
laltung darstellen und deren Kollektoranschlüsse dung ist vorgesehen, daß alle Transistoren von glei-
DE19691900903 1968-01-17 1969-01-09 Differential-Verstärker Expired DE1900903C3 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US513395A US3392342A (en) 1965-12-13 1965-12-13 Transistor amplifier with gain stability
US69859468A 1968-01-17 1968-01-17
US69856568A 1968-01-17 1968-01-17
US69865068A 1968-01-17 1968-01-17
US69856568 1968-01-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1900903A1 DE1900903A1 (de) 1969-10-09
DE1900903B2 true DE1900903B2 (de) 1976-07-22
DE1900903C3 DE1900903C3 (de) 1977-03-03

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
DE1901804B2 (de) 1976-02-05
CH491539A (de) 1970-05-31
GB1253254A (de) 1971-11-10
US3500220A (en) 1970-03-10
DE1487340B2 (de) 1972-03-02
DE1901804A1 (de) 1969-09-11
US3500224A (en) 1970-03-10
GB1253255A (de) 1971-11-10
US3551836A (en) 1970-12-29
DE1901805A1 (de) 1969-09-11
DE1900903A1 (de) 1969-10-09
FR1602195A (de) 1970-10-19
GB1158416A (en) 1969-07-16
FR1504116A (fr) 1967-12-01
GB1252661A (de) 1971-11-10
BE690320A (de) 1967-05-02
NL149963B (nl) 1976-06-15
AT299305B (de) 1972-06-12
DE1487340A1 (de) 1969-05-29
DE1901804C3 (de) 1978-11-30
NL6617462A (de) 1967-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2432867C3 (de) Verstärkerschaltung
DE1901804C3 (de) Stabilisierter Differentialverstärker
DE2423478B2 (de) Stromquellenschaltung
DE3012965C2 (de)
DE2204419C3 (de) Vorrichtung zur Umwandlung einer Eingangsspannung in einen Ausgangsstrom oder umgekehrt
DE2430126A1 (de) Hybride transistorschaltung
DE1939804B2 (de) Verstaerker mit zei transistoren
DE2705276A1 (de) Konstantstromschaltung
DE2443137C2 (de) Differentialverstärker
DE2529966C3 (de) Transistorverstärker
DE2828147C2 (de) Pufferverstärker
DE2445134B2 (de) Verstärkerschaltung
DE60030432T2 (de) Überspannungsschutz
DE2531998C2 (de) Vorspannungskreis für einen Differentialverstärker
DE1902724A1 (de) Komplementaerer Emitterfolger
DE1900903C3 (de) Differential-Verstärker
DE1952927A1 (de) Schaltungsanordnung zur Regelung der Daempfung einer Leitung,insbesondere Fernmeldeleitung
DE1905718C3 (de) Schaltungsanordnung zur Produkt- und/ oder Quotientenbildung
DE1512374B2 (de) Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Ausgangsspannung einer logischen Schaltung
DE3716577A1 (de) Stromspiegelschaltung grosser leistungsfaehigkeit
DE2231932A1 (de) Transistorschaltung mit tandemanordnung
DE1512749B2 (de) Verstärker mit Gegentakteingang und Eintaktausgang
EP0518847B1 (de) Integrierte Schaltungsanordnung mit Junction-, MOS- und Bipolar-Transistoren
DE2637500C2 (de) Leistungsverstärker zur Verstärkung elektrischer Spannungen
DE1537590A1 (de) Differentialverstaerkerschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee