DE19645821A1 - Schaltungsanordnung mit wenigen Transistoren - Google Patents
Schaltungsanordnung mit wenigen TransistorenInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
- H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03F1/48—Modifications of amplifiers to extend the bandwidth of aperiodic amplifiers
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung für
einen Kleinsignalverstärker mit wenigen Transistoren nach
der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon bekannt,
Verstärkerschaltungen mit Hilfe von Operationsverstärkern zu
realisieren. Wird versucht, Operationsverstärker für eine
hohe Grenzfrequenz einzusetzen, dann steigt der
Versorgungsstrom entsprechend hoch an. Ein Einsatz in ein
Batteriegerät, bei der nur eine Batterie mit kleiner
Kapazität verwendbar ist und die darüber hinaus eine lange
Lebensdauer von vielen Jahren haben soll, ist daher nicht
immer möglich. Bekannt sind auch integrierte analoge
Schaltungen mit wenigen Transistorfunktionen, die für andere
Anwendungsbereiche verwendbar sind. Derartige
Schaltungsanordnungen benötigen ebenfalls einen relativ
hohen Versorgungsstrom, so daß sie für Geräte mit geringer
Batteriekapazität unter den oben genannten Bedingungen nicht
unbedingt verwendbar sind.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat
demgegenüber den Vorteil, daß nur Transistoren verwendet
werden, die zur Verstärkung von Kleinsignalparametern
benötigt werden. Weitere Transistoren, beispielsweise zur
Kompensation von Temperatureinflüssen oder Offsetspannungen
sind nicht erforderlich. Dadurch ist die Schaltungsanordnung
besonders einfach und preiswert herstellbar.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführen Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbindungen und Verbesserungen der im
Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich.
Günstig ist, daß je nach Dimensionierung der Widerstände R1
bis R3 die Stromaufnahme extrem niedrig ist und dennoch ein
großes Gewinn-Bandbreitenprodukt erreichbar ist. Bei
bekannten Schaltungsanordnungen sind diese Vorteile nicht
erreichbar. Besonders vorteilhaft ist, daß die
Schaltungsanordnung mit nur wenigen Bauteilen aufgebaut ist
und daher in der Herstellung besonders preiswert ist.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch Vorschalten eines
einfachen Widerstandes in den Eingangskreis die Verstärkung
der Schaltungsanordnung leicht einstellbar ist. Ebenso
vorteilhaft läßt sich das Gewinn-Bandbreitenprodukt bei
geeigneter Dimensionierung des Emitterwiderstandes des
zweiten Transistors vorgegeben.
Mit ihrer einfachen Ausbildung ist die Schaltungsanordnung
besonders einfach integrierbar und vorzugsweise in ein
Standardgehäuse einbaubar. Eine externe Beschaltung mit
zusätzlichen Widerständen ist dabei nicht erforderlich.
Auch ist günstig, daß mehrere Schaltungsanordnungen
kaskadierbar sind, so daß eine entsprechend große
Verstärkung erreichbar ist. Bis zu drei
Schaltungsanordnungen können beispielsweise in ein
achtpoliges DIP- oder SOT-Gehäuse eingebaut werden. Man
erhält dadurch eine einfaches Bauteil, das sich bei der
weiteren Verarbeitung gut handhaben läßt.
Eine bevorzugte Anwendung sind Batteriegeräte, wie sie im
Kraftfahrzeug beispielsweise im Zusammenhang mit der
Telekommunikation verwendbar sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Stromlaufplan eines
Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 zeigt eine Kaskadenschaltung,
Fig. 3a zeigt eine bekannte Verstärkerschaltung mit
externen Bauteilen,
Fig. 3b zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in
einem DIP-Gehäuse und
Fig. 4 zeigt ein Diagramm.
Fig. 1 zeigt einen Stromlaufplan des Ausführungsbeispiels,
bei dem ausgesuchte Transistoren T1, T2 derart geschaltet
sind, daß ihre Kollektor- und Emitterstromkreise parallel zu
einer Batterie UB verbunden sind. Der Kollektor C1 des
ersten Transistors T1 ist über einen ersten Widerstand R1
mit dem Pluspol der Batterie UB sowie mit der Basis B2 des
zweiten Transistors T2 verbunden. Der Emitter E1 des ersten
Transistors T1 ist auf den Minuspol der Batterie UB
geschaltet. Als Eingang E dient die Basis B1 des ersten
Transistors T1. Der Basis B1 ist zur Einstellung der
Verstärkung ein vierter Widerstand R4 vorschaltbar. Der
Kollektor C2 des zweiten Transistors T2 ist direkt mit dem
Pluspol der Batterie UB geschaltet, während sein Emitter E2
über einen dritten Widerstand R3 mit dem Minuspol der
Batterie UB geschaltet ist. Der Emitter E2 ist des weiteren
über einen zweiten Widerstand R2 mit der Basis B1 der ersten
Transistors T1 verbunden. Ferner ist der Emitter E2 des
zweiten Transistors T2 mit einem Ausgang A verbunden, über
den das verstärkte Wechselspannungssignal angreifbar ist.
Bei einem Versuchsaufbau mit Transistoren S852T der Firma
Temic wurden folgende Werte erzielt: Bei einer
Versorgungsspannung mit einer Lithium-Batterie von 3 V und
Widerständen R1 = 680 kΩ, R2 = 1 MΩ und R3 = 560 kΩ ergab
sich eine Verstärkung von 35 dB und ein Gewinn-
Bandbreitenprodukt von 1,1 MHz. Der Versorgungsstrom dieser
Schaltung beträgt ca. i = 4 µA (Ruhestrom). Im Diagramm der
Fig. 4 entsprechen die Meßwerte dem Punkt A.
Bei einer alternativen Dimensionierung mit R1 = 22 kΩ,
R2 = 100 kΩ und R3 = 10 kΩ wurde eine Spannungsverstärkung
von 35 dB und ein Gewinn-Bandbreitenprodukt von 50 MHz
erreicht. Der Versorgungsstrom dieser Schaltungsanordnung
beträgt i = 150 µA. Dieser zweite Meßpunkt B ist ebenfalls
im Diagramm der Fig. 4 eingetragen. Da für die Schaltungsordnung nur
4 Anschlüsse benötigt werden, können diese in ein einfaches
vierpoliges Dual-Inline-Gehäuse aus Plastik oder Keramik
(DIP oder DIC) oder in ein entsprechendes SOT-Gehäuse 143
eingebaut werden. Somit kann ein einfacher
Wechselspannungsverstärker mit nur wenigen Bauelementen
vorteilhaft als integrierte Schaltung realisiert werden. Bei
der integrierten Schaltung kann durch externes Schalten
eines Widerstandes zwischen den Anschlüssen A und -UB das
Gewinn-Bandbreitenprodukt verändert werden. Die Schaltungen
können entsprechend der Fig. 2 kaskadiert werden. Außer
Koppelkondensatoren sind keine weiteren Bauteile
erforderlich. Fig. 2 zeigt eine Kaskadenschaltung mit drei
in Reihe geschalteten Schaltungsanordnungen, wobei lediglich
die Batterie mit dem Pluspol und dem Minuspol
durchgeschaltet sind und jeweils ein Ausgang A über einen
Kondensator C mit dem Eingang E einer nachfolgenden Stufe
verbunden ist. Diese drei Schaltungen sind natürlich auch in
einem einzigen Gehäuse, beispielsweise einem achtpoligen DIP
oder SOT-Gehäuse (DIP 8 oder SOT 343-Gehäuse) integrierbar.
Die Fig. 3a und 3b zeigen einen Größenvergleich einer
bekannten Verstärkerschaltung mit einer erforderlichen
externen Beschaltung von Widerständen (Fig. 3a) bzw. die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung (Fig. 3b). Als
Versorgungsspannung ist eine Lithium-Batterie mit 3 V
vorgesehen.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, bei dem das Gewinn-
Bandbreitenprodukt über den Versorgungsstrom aufgetragen
ist. Die dargestellte Kurve zeigt einen typischen Verlauf
der Abhängigkeit des Gewinn-Brandbreitenprodukts vom
Versorgungsstrom i. Die eingetragenen Meßpunkte betreffen
das Gewinn-Bandbreitenprodukt von handelsüblichen
Operationsverstärkern im Vergleich zu den Meßpunkte A und
B der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Der Fig. 4 ist
weiter entnehmbar, daß bei der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung das Gewinn-Bandbreitenprodukt
vergleichsweise zu den Messungen an den bekannten
Operationsverstärkern wesentlich günstiger ist.
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung mit Transistoren und Widerständen für
einen Kleinsignalverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltungsanordnung eine minimale Anzahl von Transistoren
(T1, T2) aufweist, wobei die verwendeten Transistoren (T1,
T2) nur zur Verstärkung von Wechselspannungssignalen dienen
und derart geschaltet sind, daß ein großes Gewinn-
Bandbreitenprodukt bei niedrigem Versorgungsstrom erzielbar
ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß zwei Transistoren (T1, T2) mit ihren Kollektor- und Emitterkreisen (C1, C2, E1, E2) parallel zu einer Batterie (UB) schaltbar sind, wobei der Kollektor (C1) des ersten Transistors (T1) über einen ersten Widerstand (R1) mit dem Pluspol der Batterie (UB) sowie mit der Basis (B2) des zweiten Transistors (T2) verbunden ist,
- - daß der Emitter (E2) des zweiten Transistors (T2) über einen zweiten Widerstand (R2) mit der Basis (B1) des ersten Transistors (T1) und über einen dritten Widerstand (R3) mit dem Minuspol der Batterie (UB) verbunden ist und
- - daß die Dimensionierung der Widerstände (R1, R2, R3) derart erfolgt, daß für einen vorgegebenen Frequenzbereich der Versorgungsstrom (i) ein großes Gewinn- Bandbreitenprodukt erzielbar ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch
gekennzeichnet, daß zur Einstellung zur Verstärkung der
Basis des ersten Transistors (T1) ein vierter Widerstand
(R4) vorschaltbar ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einstellung der Bandbreite durch
Wahl des dritten Widerstandes (R3) erfolgt.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung als
integrierte Schaltung ausgebildet und vorzugsweise in ein
Standardgehäuse montierbar ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein DIP- oder ein SOT-
Gehäuse ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltungsanordnungen in
einem Standardgehäuse angeordnet sind.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß drei Schaltungsanordnungen in
einem DIP 8-Gehäuse angeordnet sind.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie UB Lithium-Batterie
ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche
zur Verwendung in einem elektronischen Gerät.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996145821 DE19645821A1 (de) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Schaltungsanordnung mit wenigen Transistoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996145821 DE19645821A1 (de) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Schaltungsanordnung mit wenigen Transistoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19645821A1 true DE19645821A1 (de) | 1998-05-28 |
Family
ID=7810859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996145821 Ceased DE19645821A1 (de) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Schaltungsanordnung mit wenigen Transistoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19645821A1 (de) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3421101A (en) * | 1965-06-22 | 1969-01-07 | Rca Corp | Broad band high gain video amplifier |
DE2202284B2 (de) * | 1971-01-28 | 1973-03-29 | Motorola Inc., Franklin Park, 111. (V.StA.) | Operationsverstaerker |
DE2929083B1 (de) * | 1979-07-18 | 1980-12-11 | Siemens Ag | Transimpedanzverstaerker mit grosser Bandbreite |
DE3223218C2 (de) * | 1982-06-22 | 1985-02-14 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Transimpedanz-Verstärker |
JPH07170130A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Hitachi Ltd | 増幅回路及びこれを用いた半導体集積回路 |
-
1996
- 1996-11-07 DE DE1996145821 patent/DE19645821A1/de not_active Ceased
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