DE1921131B2

DE1921131B2 - Anordnung zur Temperaturkompensation eines als Regel-Stellglied in Verstärkern angeordneten Feldeffekttransistors

Info

Publication number: DE1921131B2
Application number: DE19691921131
Authority: DE
Inventors: Klaus Kirschke; Joel Dr.-Ing. Korn
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1969-04-25
Filing date: 1969-04-25
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE1921131C3; DE1921131A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperaturkompensation eines als Regel-Stellglied in Verstärkern angeordneten Feldeffekttransistors, dessen Widerstand durch Verändern seiner Steuerspannung eingestellt werden kann.

Es werden oft in der Nachrichtentechnik Verstärker benötigt, deren Verstärkung geregelt werden kann. Man kann zu diesem Zweck Feldeffekttransistoren als Stellglieder verwenden.

Das Stellglied wird dabei im Steuerkreis des Verstärkers angeordnet, und zwar entweder im Gegenkopplungsweg oder im Eingangsweg. In beiden Fällen wirkt das Stellglied als Teil eines Spannungsteilers. Wenn das Stellglied als Emitterwiderstand Re eines Transistor-Verstärkers eingesetzt ist, der einen Arbeitswiderstand Ra besitzt, so ist seine Verstärkung in erster Näherung

V =

Ru lic

Wenn das Stellglied als Teilwiderstand Ra eines Spannungsteilers Ra, Rb eingesetzt ist, der sich am Eingang eines Verstärkers mit der Verstärkung Vo befindet, so ist die resultierende Verstärkung

I' = Vo

Rd Ra I Rb

In »Regelschaltungen mit Feldeffekttransistoren« von Wolfgang Sodtke, Funkschau 1969, Heft 7, S. 189—191 wird ein Spannungsteiler mit einem Feldeffekttransistor als variablem Teilwiderstand beschrieben (Bild 10). Hierbei besteht der Spannungsteiler aus einem Widerstand von 10OkQ und dem Feldeffekttransistor T2. Dieser Spannungsteiler ist dem Arbeitswiderstand eines zweiten Feldeffekttransistors Tl, der als Eingangsverstärker wirkt, parallel geschaltet. Für den einen Feldeffekttransistor Ti ist ein Typ vorgesehen, der sich besser für Verstärkungsschaltungen eignet, für den anderen ein Typ, der geeigneter als regelbarerer Widerstand ist.

In der FR-PS 14 16 692 ist in Fig.5 ein Verstärker dargestellt, dessen erste Stufe aus einem Feldeffekttransistor FETi besteht.

In den Lastkreis dieses Transistors ist ein zweiter Feldeffekttransistor FET2 geschaltet, der als Konstantstromquelle zur Versorgung der Transistoren BT mit beiträgt, während der Transistor FETi als hochohmiger Eingangstransistor benutzt wird, (siehe auch zugehörige Beschreibung Seite 3, rechte Spalte, Zeilen 7 und 8 bzw. Zeilen 2 und 3).

Zwei Schaltungen mit Feldeffekttransistoren, die in gleicher Weise arbeiten, sind beschrieben in R. D. L ο h m ρ. η η, »Applications of MOS FETS in Microelektronics« SCP and Solid State Technology, March 1966, Fig. 6und7.

Der Feldeffekttransistor besitzt drei Anschlußelektroden, die mit Source-Anschluß, Drain-Anschluß und Gate-Anschluß bezeichnet werden. Wenn man die Spannung zwischen Gate-Anschluß und Source-Anschluß verändert, ändert sich der Widerstand zwischen Source-Anschluß und Drain-Anschluß. Bei der Verwendung eines Feldeffekttransistors als Stellglied in Regelverstärkern werden die Gate-Source-Strecke als Steuereingang und die Source-Drain-Strecke als Stellglied-Ausgang benutzt.

Der Widerstand der Source-Drain-Strecke eines Feldeffekttransistors ist aber außer von der Steuerspannung zwischen Gate-Anschluß und Source-Anschluß auch von der Umgebungstemperatur abhängig. Und zwar ist der Temperaturkoeffizient dieses Widerstandes in einem größeren Aussteuerbereich, in dem allein wegen der relativ kleinen Steilheit ein Betrieb sinnvoll ist, positiv.

Soll die Verstärkung des geregelten Verstärkers nur von der Steuerspannung des Feldeffekttransistors und nicht von der Umgebungstemperatur abhängen, so ist eine Temperaturkompensation des Stellgliedes erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der auf einfache Weise eine gute Temperaturkompensation erreicht wird. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zweite Widerstand des Spannungsteilers ebenfalls als Feldeffekttransistor gleichen Typs ausgebildet ist und daß die Steuerspannung des Stellglied-Feldeffekttransistors von einem Regler und die Steuerspannung des Kompensations-Feldeffekttransistors über Spannungsteiler von einer festen Spannung abgeleitet ist.

Da beide Widerstände des Spannungsteilers den gleichen Temperaturkoeffizienten besitzen, ist das Spannungsteiler-Verhältnis und damit die Verstärkung temperaturabhängig.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung dargestellt. UB ist die Versorgungsspannung und UW die Eingangswechselspannung des Verstärkers. Der Verstärker besteht aus dem Transistor Ts, dem Arbeitswiderstand Ra, dem Emitterwiderstand Re und dem zur Einstellung des

Gleichstromarbeitspunktes dienenden Basisspannungsteiler Rb MRb 2. Der zur Regelung und Temperaturkompensation dienende Spannungsteiler besteht aus den Feldeffekttransistoren FETi und FET2. Als Feldeffekttransistoren sind N-Kanal-reldeffekttransistoren vom selbstleitenden Verarmungstyp verwendet, Wenn zwischen Gate-Anschluß und Source-Anschluß keine Steuerspannung angelegt ist, stellt die Strecke zwischen Source-Anschluß und Drain-Anschluß einen kleinen Widerstand dar. Durch Anlegen einer Steuerspannung, die den Gate-Anschluß gegenüber dem Source-Anschluß negativ vorspannt, wird die Leitfähigkeit des Feldeffekttransistors kleiner (daher Verarmungstyp). Die Steuerspannung Ust des Stellglied-Feldeffekttransistors FETi wird vom nicht dargestellten Regler geliefert Der Kompensations-Feldeffekttransi-

stör FET2, dessen Gate-Anschluß mit dem Minuspol der Versorgungsspannung verbunden ist, erhält über den Spannungsteiler RI/R2 eine feste Vorspannung seinen Source-Anschluß, die seinen Widerstand bestimmt.

Zur gleichstrommäßigen Trennung des Eingangsspannungsteilers vom Verstärker dient der Kondensator Ci. Zur wechselstrommäßigen Ankopplung des Source-Anschlusses des (Compensations- Feldeffekttransistors an den Minuspol der Versorgungsspannung dient der Kondensator C 2.

Soll der Verstärker auf eine Betriebsart mit fester Verstärkung umschaltbar sein, so kann man die Steuerspannung des Feldeffekttransistors auf einen festen Wert schalten und braucht keine Kontakte im Hochfrequenzweg anzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Temperaturkompensation eines als Regel-Stellglied in Verstärkern angeordneten -, Feldeffekttransistors, der sich im Gegenkopplungsweg oder im Eingang des Verstärkers befindet und der als Teil eines Spannungsteilers wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstand des Spannungsteilers ebenfalls als Feldeffekttransi- m stör gleichen Typs ausgebildet ist und daß die Steuerspannung (Ust) des Stellglied-Feldeffekttransistors (FETi) von einem Regler und die Steuerspannung des Kompensations-Feldeffekttransistors (FET2) über Spannungsteiler von einer festen r, Spannung abgeleitet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei N-Kanal-Feldeffekttransistoren verwendet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gate-Anschluß des Kompensations-Feldeffekttransistors (FET2) mit dem _>u Minuspol der Versorgungsspannung verbunden ist und sein Source-Anschluß über einen Spannungsteiler (Al/R2) seine Vorspannung aus der Versorgungsspannung erhält.

3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der r, Verstärker auch auf eine Betriebsart mit fester Verstärkung umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung des Feldeffekttransistors (FETi) auf einen festen Wert geschaltet ist.