DE1966421C3

DE1966421C3 - Differential amplifier

Info

Publication number: DE1966421C3
Application number: DE19691966421
Authority: DE
Inventors: Carl Franklin Somerset N.J. Wheatley Jun.
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1968-09-27
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1982-01-07
Also published as: DE1966421B2; DE1966421A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Differentialverstärker mit einem ersten und einem zweiten Transistor eines ersten Leitungstyps, deren Basiselektroden jeweils einen Eingang für je ein Eingangssignal darstellen und deren Kollektorelektroden jeweils einen Ausgang zur Signalentnahme und zum Anlegen von Betriebsspannung darstellen und deren Emitter gleichartig an einen Schaltungsknoten gekoppelt sind, dem der Strom einer ersten Gleichstromquelle zugeführt ist. Dieser Verstärker soll zur Ausfübnjng in integrierter Schaltungstechnik geeignet sein und soll speziell zum Aufbau von Operationsverstärkern verwendbar sein.The invention relates to a differential amplifier having a first and a second transistor first conduction type, the base electrodes of which each represent an input for one input signal and their collector electrodes each have an output for signal extraction and for applying operating voltage represent and their emitters are similarly coupled to a circuit node to which the current of a is supplied to the first direct current source. This amplifier is intended to be used in integrated circuit technology be suitable and should be specifically usable for the construction of operational amplifiers.

Emittergekoppelte Transistor-Differentialverstärker sind bekannt. Sie haben unter anderem die Eigenschaft. Gleichtaktsignale zu unterdrücken. Der Verstärkungsfaktor eines Differentialverstärkers ist für die seinen beiden Eingängen zugeführten Signale größer, wenn die Ausschläge dieser Signale gegensinnig sind (Gegentaktsignale) als wenn sich diese Signale in derselben Richtung ändern (Gleichtaktsignale).Emitter-coupled transistor differential amplifiers are known. Among other things, they have the property. To suppress common mode signals. The gain of a differential amplifier is for its own Signals fed to both inputs are greater if the deflections of these signals are in opposite directions (push-pull signals) as if these signals change in the same direction (common mode signals).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Gleichtaktunterdrückung eines emittergekoppelten Transistor-Differentialverstärkers zu verbessern.The object of the invention is the common mode rejection an emitter-coupled transistor differential amplifier.

Aus der deutschen Auslegeschri't 12 14 733 ist es bekannt, bei einem aus emittergekoppelten Transistoren gebildeten Differentialverstärker zur Verbesserung der Gleichtaktunterdrückung zwei weitere Transistoren vorzusehen, die den gleichen Leitungstyp wie die emittergekoppelten Transistoren haben. Die zusätzlichen Transistoren liegen als Verstärker in Basisschaltung jeweils zwischen den Kollektoren der emittergekoppelten Transistoren u,id den betreffenden Kollektorlastwiderständen. Durch diese Maßnahme wird der Innenleitwert jedes Verstärkungszweiges des Differentialverstärkers verkleinert, wodurch die Gleichtaktunterdrückung verbessert wird. Diese Verbesserung ist jedoch nicht sehr groß, und deswegen wird in der besagten deutschen Auslegeschrift als zusätzliche Maßnahme angeregt, die Fingangsspannungen nicht direkt an die Basisanschlüsse der emittergekoppelten Transistoren zu legen, sondern über vorgeschaltete weitere Verstärkerstufen, um die Steilheit jedes Verstärkungszweiges zu vergrößern und damit die Gleichtaktunterdrückung auf ein adäquates Maß zu bringen. Dies hat aber wiederum den Nachteil, daß die an den Kollektorlastwider' ständen der vorgeschalteten Verstärkerstufen entwickelten Gleichtaktkomponenten auf die Basisan-Schlüsse der emillergekoppellen Transistoren gekoppelt werden und den Aussteuerungsbereich dieser Transistoren begrenzen.
Gemäß der Erfindung wird die weiter oben genannteFrom the German Auslegeschri't 12 14 733 it is known to provide two further transistors in a differential amplifier formed from emitter-coupled transistors to improve common-mode rejection, which have the same conductivity type as the emitter-coupled transistors. The additional transistors are common base amplifiers between the collectors of the emitter-coupled transistors u, id and the relevant collector load resistors. This measure reduces the internal conductance of each amplification branch of the differential amplifier, as a result of which the common-mode rejection is improved. However, this improvement is not very great, and that is why the aforementioned German interpretation suggests as an additional measure not to apply the input voltages directly to the base connections of the emitter-coupled transistors, but via additional upstream amplifier stages in order to increase the steepness of each amplification branch and thus the Bring common mode rejection to an adequate level. However, this in turn has the disadvantage that the common-mode components developed at the collector load resistors of the upstream amplifier stages are coupled to the base connections of the emiller-coupled transistors and limit the dynamic range of these transistors.
According to the invention, the above-mentioned

Aufgabe auf eine prinzipiell andere Weise gelöst, nämlich dadurch, daß der Emitter jedes der beiden Transistoren an seine Basis gekoppelt ist über jeweils einen Transistor des besagten ersten Leitungstyps, der als Verstärker in Emitterschaltung für am besagten Schaltungsknoten entwickelte Signale angeordnet ist, derart, daß die am besagten Schaltungsknoten ausschließlich durch Gleichtaktkomponenten der Eingangssignale bewirkten elektrischen Änderungen die Basen dieser ais Verstärker in Emitterschaltung angeordneten Transistoren im Sinne einer Unterdrückung des Einflusses der besagten Gleichtaktkomponente an den beiden genannten Eingängen ansteuern.The problem is solved in a fundamentally different way, namely in that the emitter of each of the two Transistors is coupled to its base via a respective transistor of said first conductivity type, the is arranged as an emitter circuit amplifier for signals developed at said circuit node, such that the at said circuit node exclusively by common-mode components of the input signals caused electrical changes to the bases of these emitter-connected amplifiers Transistors in the sense of suppressing the influence of said common-mode component control the two named inputs.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat gegenüber der weiter oben beschriebenen bekannten Lösung den Vorteil, daß die Gleichtaktkomponente der Basisspannungen der Differentialverstärker-Transistoren unterdrückt wird, während der Verstärkungsfaktor für Gegen taktsignale nicht reduziert wird. Die Gleichtaktunterdrückung erfolgt bei der erfindungsgemäßen Schaltung also schon am Eingang und nicht wie im bekannten Fall am Ausgang. Eine Begrenzung des *,ussteuerungsbereichs durch Gleichtaktkomponenten am Eingang ist also nicht zu befürchten.The circuit arrangement according to the invention has the opposite of the known solution described above the advantage that the common mode component of the base voltages of the differential amplifier transistors is suppressed, while the gain factor for counter clock signals is not reduced. The common mode rejection takes place in the circuit according to the invention so already at the input and not as in the known Case at the exit. A limitation of the *, control range there is therefore no need to worry about common-mode components at the input.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung steuern die am Schaltungsknoten der Emitterkreise auftretenden elektrischen Änderungen, die ausschließlich von Gleichtaktkomponenten der Eingangssignale herrühren, die Basen der in Emitterschaltung angeordneten zusätzlichen Transistoren an, so daß diese die Gleichtaktströme von den Basiseingängen der Differentialverstärker-Transistoren wegleiten. Die zusätzlichen Transistoren vermindern also die Eingangsimpedanz des Differentialverstärkers für Gleichtaktsignale, während die Eingangsimpedanz für Gegentaktsignale und somit auch die Verstärkung für solche Signale hoch bleibt.In the circuit arrangement according to the invention, control those occurring at the circuit node of the emitter circuits electrical changes that result exclusively from common-mode components of the input signals, the bases of the additional transistors arranged in the emitter circuit, so that these the common-mode currents route away from the base inputs of the differential amplifier transistors. The extra transistors thus reduce the input impedance of the differential amplifier for common mode signals while the input impedance for push-pull signals and thus the gain for such signals remains high.

Die Ausgänge der Verstärker in Emitterschaltung können jeweils mit einem zweier weiterer in Differentialanordnung geschalteter Transistoren gekoppelt sein. Das erf^:ndungsgemäße Prinzip kann zahlreiche Ausgestaltungen erfahren, von denen einige zur Erläuterung der Erfindung nachstehend an Hand von Zeichnungen beschrieben sind. DieThe outputs of the emitter-connected amplifiers can each be coupled to one of two further transistors connected in a differential arrangement. The ^erf: ndungsgemäße principle is susceptible of numerous embodiments, some of which are described below to illustrate the invention with reference to drawings. the

F i g. 1, 2 und 3 zeigen Schaltbilder von erfindungsgemäßen Differentialverstärkern in den Ausführungsformen für 3 verschiedene Operations· erstärker.F i g. 1, 2 and 3 show circuit diagrams of the invention Differential amplifiers in the embodiments for 3 different operational amplifiers.

In Fig. 1 sind sämtliche Schaltungselemente inner halb des gestrichelten Rechtecks 10 als integrierte Schaltung auf einem einzigen Halbleiterplüttchen ausgeführt. Die integrierte Schaltung bildet einen Differenzverstärker mit zwei Transistoren 11 und 12. einem S'romquellentranüistor 13 und einer aktiven Lastschaltung mit den Transistoren 14, 15, 16 und 17 sowie der Diode 18. Eine äußere Siromquelle (nicht gezeigt) ist zwischen die Klemme 19 und die gemeinsame Klemme 20 schaltbar, so daß an die zwischen Basis und Emitter des Transistors 13 geschaltete Diode 21 eine Spannung gelegt werden kann.In Fig. 1, all circuit elements are within half of the dashed rectangle 10 as an integrated Circuit carried out on a single semiconductor chip. The integrated circuit forms one Differential amplifier with two transistors 11 and 12, a S'romquellentranüistor 13 and an active one Load circuit with the transistors 14, 15, 16 and 17 as well as the diode 18. An external Sirom source (not shown) is switchable between the terminal 19 and the common terminal 20, so that the between the base and emitter of the transistor 13 connected diode 21 a voltage can be applied can.

Die Diode 21 besteht aus einem Transistor, dessen Jtollektor und Basis zusammengeschaltet sind. Da der Transistor 13 und die Diode 21 bei der Herstellung gleichzeitig auf dem gleichen Halbleiterplättchen gebildet werden, sind ihre elektrischen Eigenschaften einander genau abgepaßt. Wenn bei der Herstellung der Transistor 13 und die Diode 21 gleichflächig ausgebildet werden, sind die Eoitterstrominjektionen in die Basisgebiete bei beiden gleich.The diode 21 consists of a transistor whose collector and base are connected together. Since the Transistor 13 and diode 21 during manufacture at the same time on the same semiconductor die are formed, their electrical properties are precisely matched to one another. If in the manufacture of the The transistor 13 and the diode 21 are formed with the same surface area, the Eoitterstrominjektionen are in the Base areas the same for both.

Der den Transistor 13 und die Diode 21 in der Durchlaßrichtung spannende Stromfluß ergibt gleiche Basis-Envtter-Spannungsabfälle und folglich gleiche Emitterströme. Der Emitterstrom des Transistors 13 ist gleich der Summe seines Basis- und Kollektorstromes, und der größte Teil des Emitterstromes fließt zum Kollektor.The current flow exciting the transistor 13 and the diode 21 in the forward direction results in the same Base envtter voltage drops and consequently same Emitter currents. The emitter current of transistor 13 is equal to the sum of its base and collector current, and most of the emitter current flows to the collector.

Der Stromfluß zwischen den Klemmen 19 und 20 ist gleich dem Emitterstrom der Diode 2i plus dem kleinenThe current flow between terminals 19 and 20 is equal to the emitter current of diode 2i plus the small

to Basistrom des Transistors 13. Wegen des hohen Basis/Kollektorstrom-Verhältnisses des Transistors 13 und der gleichen Flächen des Transistors 13 und der Diode 21 sind der Stromfluß zwischen den Klemmen 19 und 20 und der Kollektorstrom des Transistors 13 im wesentlichen gleich. Der vom Stromquellentransistor 13 gelieferte Strom läßt sich daher ohne weiteres genau durch die Parameter einer äußeren Quelle (nicht gezeigt) bestimmen, die zwischen die Klemme 19 und die gemeinsame Bezugsklemme 20 geschaltet sein kann.to base current of transistor 13. Because of the high base / collector current ratio of transistor 13 and the same areas of transistor 13 and diode 21 are the current flow between terminals 19 and 20 and the collector current of transistor 13 are substantially equal. The one from the current source transistor 13 The current supplied can therefore easily be determined precisely by the parameters of an external source (not shown), which can be connected between terminal 19 and the common reference terminal 20.

Die Anordnung eines als Diode geschalteten Transistors zwischen Basis und Em.-.τ eines zweiten Transistors soll nachstehend als »Uicden-Transistor« bezeichnet werden. Der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter eines Transistors bei mit einem beträchtlichen Durchlaßvorstrom beaufschlagtem Transistor ;oll als ViJf bezeichnet werden.The arrangement of a transistor connected as a diode between the base and Em .-. Τ of a second Transistor is hereinafter referred to as "Uicden transistor" are designated. The voltage drop between the base and emitter of a transistor when using a transistor subjected to a considerable forward bias current; shall be referred to as ViJf.

Der KollektorstroTi des Transistors 13 speist die Emitter der Transisto-en 11 und 12. Der Strom verteilt sich dabei auf die Transistoren 11 und 12, je nach der Differenz der den Basen der Transistoren 11 und 12 über die Eingangsklemmen 22 bzw. 23 zugeführten Eingangssignalspannungen. Wenn die den Eingangsklemmen 22 und 23 zugeführten Spannungen gleich sind, verteilt sich der vom Transistor 13 gelieferte Strom zu gleichen Teilen zwischen den Transistoren Il und 12. Das heißt, die Transistoren 11 und 12 haben auch gleiche Charakteristiken, da sie im gleichen integrierten Schaltungsplättchen gleichzeitig hergestellt worden sind.The KollektorstroTi of the transistor 13 feeds the Emitter of the transistors 11 and 12. The current is distributed between the transistors 11 and 12, depending on the Difference between the bases of the transistors 11 and 12 supplied via the input terminals 22 and 23, respectively Input signal voltages. When the voltages supplied to input terminals 22 and 23 are the same are, the current supplied by transistor 13 is distributed equally between transistors II and 12. That is, the transistors 11 and 12 also have the same characteristics because they are integrated into the same Circuit wafers have been manufactured at the same time.

Die aktive Lastschaltung mit den Transistoren 14,15, 16 und 17 verbindet die Kollektoren der Transistoren 11 und 12 mit einer zwischen die Klemmen 24 und 20 geschalteten Betriebsspannungsquelle (nicht gezeigt). Die Transistoren 14, 15, 16 und 17 sind vom entgegengesetzten Leitungstyp wie dip Transistoren 11 und 12.The active load circuit with transistors 14,15, 16 and 17 connect the collectors of the transistors 11 and 12 with an operating voltage source (not shown) connected between terminals 24 and 20. The transistors 14, 15, 16 and 17 are of the opposite conductivity type as dip transistors 11 and 12.

Die Transistoren 14 und 15 sind in Reihe mit den Transistoren 11 bzw. 12 geschaltet. Die in Differenzschaltung ausgelegten Transistoren 16 und 17 sind mit ihren Emittern gemeinsam an die Basen der Transistoren 14 und 15 sovie über den als Diode geschalteten Transistor 18 an die Betriebsspannungsspeisek.lemrr.; 24 angeschlossen. Die Basen der Transistoren 16 und 17 sinu an den Kollektor des Transistors 11 bzw. den Kollektor des Transistors 12 angeschlossen.Transistors 14 and 15 are connected in series with transistors 11 and 12, respectively. The in differential circuit designed transistors 16 and 17 are with their emitters common to the bases of the transistors 14 and 15 as well as the transistor 18 connected as a diode to the operating voltage supply circuit. 24 connected. The bases of the transistors 16 and 17 sinu to the collector of the transistor 11 and the Collector of transistor 12 connected.

Der Kollektor des Transistors 16 ist Über einen als Diode geschalteten Transistor 25 mit der Bezugsklemme 20 verbunden. Die Diode 25 ist zwischen die Basis und den Emitter eines Ausgangstranssistors 26 geschaltet. Der Transistor 26 und der Transistor 17, der vom entgegengesetzten Leitungstyp ist, sind in Reihe geschaltet. An die Kollektoren dieser Transistoren ist eine Ausgangsklemme 27 angeschlossen.The collector of transistor 16 is via an as Diode-connected transistor 25 is connected to the reference terminal 20. The diode 25 is between the base and the emitter of an output transistor 26 is switched. The transistor 26 and the transistor 17, which from opposite conductivity type are connected in series. Is connected to the collectors of these transistors an output terminal 27 is connected.

Durch die Verschaltung der Transistoren 14, 16, 15 und 17 ergibt sich ein Mechanismus, demzufolge die Leitwerte der Transistoren 14 Und 15 automatisch so eingestellt werden, daß sie dem vom Transistor 13 gelieferten Strom, der durch die zwischen die KlemmenThe interconnection of transistors 14, 16, 15 and 17 results in a mechanism according to which the Conductivity of transistors 14 and 15 are automatically set so that they match that of transistor 13 current supplied by the between the terminals

2525th

3030th

19 und 20 geschaltete äußere Quelle bestimmt ist, angepaßt sind. Dies kommt dadurch zustande, daß die Basisansteuerung für die Transistoren 14 und 15 durch die Transistoren 16 und 17 in Abhängigkeit vom Strom in den Transistoren 11 und 12 gesteuert wird. Obwohl der Strom des Transistors 13 innerhalb eines verhältnismäßig weiten Bereiches beliebig eingestellt werden kann, ändert sich die Spannung an den Lasttransistoren 14 und 15 nicht nennenswert Die Kolleklor-Emitter-Spannung des Transistors 14 beträgt 2 Vbe, d.h. die Summe der Spannungen ah den Bäsis-Efnittefübefgängen der Transistoren 14 und 16. Ebenso ist die Kollektor-Emitterspannung des Transistors 15 gleich 2 Vbe, und zwar auf Grund der Spannungen an den Basis-Emitter-Übergängen der Transistoren 15 und 17. infolgedessen wird an din Transistoren 14 und 15 keine nennenswerte Gleichtaktsignalspannung entwickelt.
Der Kollektorwiderstand der Transistoren 14 und 1519 and 20 switched external source is determined, are adapted. This is due to the fact that the base control for the transistors 14 and 15 is controlled by the transistors 16 and 17 as a function of the current in the transistors 11 and 12. Although the current of transistor 13 can be set as desired within a relatively wide range, the voltage at load transistors 14 and 15 does not change significantly. The collector-emitter voltage of transistor 14 is 2 Vbe, i.e. the sum of the voltages ah the base The collector-emitter voltage of transistor 15 is also equal to 2 Vbe, due to the voltages at the base-emitter junctions of transistors 15 and 17 developed.
The collector resistance of transistors 14 and 15

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die Kollektor-Emitterspannung dieser Transistoren über einen weiten Änderungsbereich des Gleichtaktstroms im wesentlichen konstant ist. Für Differenzströme weisen die Transistoren 16 und 17 gleichgroße und gegensinnige Stromänderungen auf, so daß die Basisansteuerung der Transistoren 14 und 15 gleich und unverändert bleibt. Als Folge davon ist der Kollektorwiderstand der Transistoren 14 und 15 für Differenzströme sehr hoch, und es fließt im wesentlichen der gesamte Differenzstrom durch die Basis-Emitter-Strekken der Transistoren 16 und 17.the collector-emitter voltage of these transistors over a wide range of changes in the common mode current is essentially constant. For differential currents, the transistors 16 and 17 have the same size and opposite current changes on, so that the base control of the transistors 14 and 15 is the same and remains unchanged. As a result, the collector resistance of transistors 14 and 15 is for differential currents very high, and essentially the entire differential current flows through the base-emitter paths of transistors 16 and 17.

Die beschriebene Lastschaltung ergibt einen modulierten Leitwert entsprechend Gleichtaktstromänderungen sowie einen hohen Lastwiderstand für Differenzstromfluß. Diese Lastschaltung liefert gegenüber normalen Differenzverstärkerschaltungen eine erhöhte Gleichtaktsignalunterdrückung.The load circuit described results in a modulated one Conductance corresponding to changes in common-mode current as well as a high load resistance for differential current flow. This load circuit provides a higher output than normal differential amplifier circuits Common mode signal rejection.

Wie erwähnt sind die Transistoren 16 und 17 mit ihren Emittern zusammengeschaltet und arbeiten als zweiter Differenzverstärker. Die Amplitude der Kollektorströme dieses Differenzverstärkers ist gleich dem Beta-Wert mal dem den Basen dieser Transistoren zugeführten Differenzsignalstrom. Der als Diode geschaltete Transistor 18 liegt in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke der Transistoren 16 und 17 sowie zwischen Basis und Emitter sowohl des Transistors 14 als auch des Transistors 15.As mentioned, the transistors 16 and 17 are with their Emitters are interconnected and work as a second differential amplifier. The amplitude of the collector currents this differential amplifier is equal to the beta times that fed to the bases of these transistors Differential signal current. The transistor 18, which is connected as a diode, is in series with the emitter-collector path of the transistors 16 and 17 and between the base and emitter of both the transistor 14 and the Transistor 15.

Die Diode 18 wird durch den Emitter-Kollektor-Gleichtaktstrom der Transistoren 16 und 17 in Durchlaßrichtung gespannt und bildet zusammen mit den Transistoren 14 und 15 eine Dioden-Transistoreinheit. Wenn die Übirgangsfläche der Diode 18 zweimal so groß ist, wie die Übergangsfläche des Transistors 14 und des Transistors 15, so erzeugt ein Stromfluß in der Diode 18 von 2 Mikroampere in den Transistoren 14 und 15 einen Stromfluß von je 1 Mikroampere.Diode 18 is driven by the emitter-collector common mode current of transistors 16 and 17 in Forward direction tensioned and forms together with the transistors 14 and 15 a diode-transistor unit. When the transition area of the diode 18 is twice as large as the transition area of the transistor 14 and transistor 15, it creates a current flow in diode 18 of 2 microamps in transistors 14 and 15 a current flow of 1 microampere each.

Wenn beispielsweise ein Vorstrom von 2 Mikroampere in der Diode 21 besteht, so fließt in den Transistoren Il und 12 sowie in den Transistoren 14 und 15 ein Strom von je 1 Mikroampere. Da die Übergangsfläche der Diode 18 doppelt so groß ist wie die Basis-Emitter-Übergangsfläche der Transistoren 14 und 15 und in Reihe mit den Transistoren 16 und 17 liegt, fließt in der Diode 18 ein Strom von 2 Mikroampere, der gleich ist der Summe der Ströme der Transistoren 16 und 17 von je 1 Mikroampere.If, for example, there is a bias current of 2 microamps in the diode 21, then flows in the transistors II and 12 and in the transistors 14 and 15 a current of 1 microampere each. Because the junction area of the diode 18 is twice as large as the base-emitter junction area of transistors 14 and 15 and in series with transistors 16 and 17 flows in the Diode 18 a current of 2 microamps, which is equal to the sum of the currents of transistors 16 and 17 of 1 microampere each.

Der als Diode geschaltete Transistor 25 und der Transistor 26 bilden eine Dioden-Transistoreinheit mit Stromverstärkungsgrad 1. Durch gleichgroße Kollektorruheströme der Transistoren 16 und 17 wird im Transistor 26 ein Kollektorstrom erzeugt, der gleich ist dem Kollekfofström des Transistors 16. Der Kollektorausgangswiderstand der Transistoren 17 und 26 kann je nach der Herstellungsweise sehr hoch sein. An die gemeinsam an die Kollektoren der Transistoren 17 und 26 angeschlossene Ausgangsklemme 27 wird dann eine Transistorlastschaltung angeschaltet.The transistor 25, connected as a diode, and the transistor 26 form a diode-transistor unit with a current gain of 1. By equal collector quiescent currents of the transistors 16 and 17, a collector current is generated in the transistor 26 which is equal to the collector output of the transistor 16. The collector output resistance of the transistors 17 and 26 can be very high depending on the manufacturing process. A transistor load circuit is then connected to the output terminal 27, which is connected jointly to the collectors of the transistors 17 and 26.

Wie erwähnt können weite Bereiche unterschiedlichen Betriebsstroms für die Transistoren U, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 25 und 26 eingestellt werden. Beispielsweise wurde die integrierte Schaltung nach Fig. 1 mit einem Emitter-Kollektor-Strombereich von 20 Nanoampere bis 400 Mikroampere betrieben.As mentioned, wide ranges of different operating currents for the transistors U, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 25 and 26 can be set. For example, the integrated circuit was after Fig. 1 operated with an emitter-collector current range of 20 nanoamps to 400 microamps.

Da der Kollektorausgangswiderstand der Transistoren 17 und 26 hoch ist wird die Spannungsverstärkung des Funktionsverstärkers durch den verwendeten äußeren Lastwiderstand bestimmt, was durch Berechnungen unter Zuhilfenahme! Her Transkonduktanz (Übertragungsleitwert) des Verstärkers geschehen kann. Die Transkonduktanz kann als Änderung des Ausgangsstromes bei Änderung der Differenzspannung an den Eingangsklemmen 22 und 23 definiert werden.Since the collector output resistance of transistors 17 and 26 is high, the voltage gain becomes of the functional amplifier is determined by the external load resistance used, which is determined by calculations with the aid of! Her transconductance (transmission conductance) of the amplifier happened can. The transconductance can be expressed as a change in the output current when the differential voltage changes can be defined at input terminals 22 and 23.

Die Transkonduktanz (gm) des Teils des Differenzverstärkers mit lediglich den Transistoren 11 und 12 beträgt:The transconductance (gm) of the part of the differential amplifier with only transistors 11 and 12 is:

39 /,
2,„ = , Siemens.39 /,
2, "=, Siemens.

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55 i in /eder Emittersirom für einen der Transistoren 11 und 12 in Ampere ist und die Transkonduktanz als Änderung des einen Kollektorausgangsslromes bei Änderung der Spannung zwischen den Klemmen 22 und 23 definiert ist. 55 i in / eder emitter sirom for one of the transistors 11 and 12 is in amperes and the transconductance is defined as the change in one collector output current when the voltage between the terminals 22 and 23 changes.

Da der Kollektordifferenzstrom durch die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren 16 und 17 fließt, steuern die Transistoren 16 und 17 einen Beta-Multiplikator zur Stromverstärkung des Differenzverstärkers bei. Der Ausgangsstrom des Transistors 16 fließt durch die Diode 25 und erzeugt einen gleichgroßen, gegenphasigen Ausgangsstrom des Transistors 26. Der Ausgangsstrom des Transistors 17 addiert sich dann zum Ausgangsstrom des Transistors 26 zur Aussteuerung eines über die Klemme 27 angekoppelten Lastelements. Die Gesamttranskonduktanz beträgt dann:Since the collector differential current flows through the base-emitter paths of transistors 16 and 17, transistors 16 and 17 control a beta multiplier to the current amplification of the differential amplifier. The output current of transistor 16 flows through the diode 25 and generates an equally large, anti-phase output current of the transistor 26. The The output current of the transistor 17 is then added to the output current of the transistor 26 for modulation a load element coupled via terminal 27. The total transconductance is then:

gm = 39 β hSiemens, gm = 39 β h Siemens,

worin β der Beta-Wert der Transistoren 16 und 17ujd/e der Emitterstrom eines der Transistoren 11 und 12 bedeuten.where β is the beta value of transistors 16 and 17ujd / e is the emitter current of one of transistors 11 and 12.

Bei einem Strom des Transistors 11 von 1 Mikroampere und bei einem Beta-Wert des Transistors 16 von 50 beträgt beispielsweise die verfügbare Verstärkertranskonduktanz:With a current of the transistor 11 of 1 microampere and with a beta value of the transistor For example, 16 out of 50 is the available amplifier transconductance:

g_m = 39 ■ 50 · 1 ■ 10 ~^h Siemens = 1950 Mikrosiemens.g _m = 39 ■ 50 · 1 ■ 10 ~ ^h Siemens = 1950 microsiemens.

Die Spannungsverstärkung ist dann einfach gleich der Ausgangsspannung, dividiert durch die Eingangsspannung, oder:The voltage gain is then simply equal to the output voltage divided by the input voltage, or:

65 worin Rl der an die Klemme 27 angeschlossene 65 where Rl is connected to the terminal 27

Ausgangslastwiderstand ist.Output load resistance is.

Die maximale Gleichtakteingangsgröße, welche den Betrieb der Eingangsstufe des Differenzverstärkers aus dem Gleichgewicht bringt, wird durch die Dauerspannungseigenschaften der Stromquelle mit dem Transistor 13 und den erforderlichen Spannungsabfall an den Lasttransistoren 14 und 15, die sich beide von der verfiijibaren Spannung der Versorgungsquelle subtrahieren, bestimmt In der Schaltung nach Fig. 1 können Gleichtakteingangsspannungen an den Klemmen 22 und 23 bis zu einer negativen Grenze, die gleich ist der negativen Quellenspannung an der Klemme 20 plus 0,8 Volt, und bis zu einer positiven Signalgrenze, die gleich ist der positiven Quellenspannung an der Klemme 24 minus 1,4 Volt, ausschwingen, ohne daß der Betrieb des Differenzverstärkers gestört wird.The maximum common-mode input that controls the operation of the input stage of the differential amplifier the equilibrium is due to the continuous voltage properties the current source with the transistor 13 and the required voltage drop to the Load transistors 14 and 15, both of which subtract from the available voltage of the supply source, In the circuit according to FIG. 1, common-mode input voltages can be applied to terminals 22 and 23 to a negative limit equal to the negative source voltage at terminal 20 plus 0.8 Volts, and up to a positive signal limit that is equal to the positive source voltage at terminal 24 minus 1.4 volts, swing out without disturbing the operation of the differential amplifier.

Die maximale Gleichtakteingangsgröße wird hauptsächlich bestimmt durch die Betriebsspannung verringert um sehr kleine Werte, da sowohl'der Quellentransistor 13 als auch die Lasttransistoren 14 und 15 nur sehr kleine Spannungsabfälle benötigen, um wirksam zu arbeiten.The maximum common mode input size becomes mainly determined by the operating voltage reduced by very small values, as both'der source transistor 13 as well as the load transistors 14 and 15 only require very small voltage drops in order to be effective work.

F i g. 2 zeigt einen Differenzverstärker mit in Kaskode geschalteten Transistorpaaren 28, 29 und 30, 31, die eine verbesserte Gleichtaktunterdriickung sowie einen verbesserten rauscharmen Betrieb ergeben. Die Transistoren 28 und 30 sind Eingangsverstärkertransistoren spezieller Konstruktion, die an die Eingangsklemmen 22' und 23' angekoppelt sind. Die Transistoren 28 und 30 sind Hochbeta-Transistoren (Superbeta-Transistr-en) mit Beta-Werten in der Größenordnung von 1000 sowie sehr niedrigen Kollektor-Emitter-Durchbruchsspannungen in der Größenordnung von 1 Volt Bei herkömmlichen höhervoltigen Transistoren ist der Beta-Wert des Transistors im wesentlichen konstant als Funktion der Kollektorspannung im Niederspannungsarbeitsbereich. Dagegen bei höheren Spannungen im Bereich von Vm, angenäherten Werten ist der Kollektorstrom sowohl vom Basisstrom als auch von der Kollektorspannung abhängig. Vom ist definiert als die Kollektor-Emitter-Durchbruchsspannung bei offenem Basiskreis mit nicht angeschlossener Basis.F i g. 2 shows a differential amplifier with cascoded transistor pairs 28, 29 and 30, 31, which result in improved common mode suppression and improved low-noise operation. Transistors 28 and 30 are input amplifier transistors of special construction which are coupled to input terminals 22 'and 23'. The transistors 28 and 30 are high beta transistors (superbeta transistors) with beta values in the order of 1000 and very low collector-emitter breakdown voltages in the order of 1 volt. In conventional higher-voltage transistors, the beta value of the transistor is essentially constant as a function of the collector voltage in the low voltage operating range. On the other hand, at higher voltages in the range of Vm, approximate values, the collector current is dependent on both the base current and the collector voltage. Vom is defined as the collector-emitter breakdown voltage when the base circuit is open and the base is not connected.

Transistoren sind im allgemeinen durch einen Kollektor-Basis-Leckstrom gekennzeichnet, der bei Werten von weniger als 50 Millivolt der Kollektor-Basis-Spannung proportional ist Diese Eigenschaft ergibt ein schlechtes Rauschverhalten bei kleinen Eingangssignalen sowie eine unerwünschte Temperaturabhängigkeit Transistors are generally characterized by a collector-base leakage current, which is at Values of less than 50 millivolts of the collector-base voltage is proportional This property results in poor noise behavior with small input signals as well as an undesirable temperature dependence

Das schlechte Rauschverhalten und die Temperaturabhängigkeit werden im vorliegenden Falle durch eine spezielle Vorspannschaltung behoben, die nicht nur eine relativ feste niedrige Kollektorspannung für den Betrieb der Transistoren 28 und 30, sondern auch eine Kollektor-Basis-Spannung in den Transistoren 28 und 30 von im wesentlichen null herstellt so daß auch der Kollektor-Basis-Leckstrom auf null herabgedrückt wird Das Rauschverhalten wird damit stark verbessert, so daß der Hochbeta-Transistor in der Eingangsstufe eines Operationsverstärkers verwendet werden kann.The poor noise behavior and the temperature dependency are in the present case by a Fixed special bias circuit that not only required a relatively fixed low collector voltage for operation of transistors 28 and 30, but also a collector-base voltage in transistors 28 and 30 produces essentially zero so that the collector-base leakage current is also suppressed to zero The noise behavior is thus greatly improved, so that the high beta transistor in the input stage of a Operational amplifier can be used.

Die Transistoren 28, 29 und 30, 31 sind in Kaskode geschaltet wobei 28 und 30 in Emitterschaltung arbeiten und ihren Emitterstrom vom Qullentransistor 13', der dem Quellentransistor in F i g. 1 gleichartig sein kann, beziehen. Die Transistoren 29 und 31 arbeiten in Basisschaltung, wobei die Basen der Transistoren 28 und 30 über eine Vorspannschaltung mit den als Dioden geschalteten Transistoren 32 und 33 mit den Emittern der Transistoren 28 und 30 verbunden sind. Der Kollektorausgang der Transistoren 29 und 31 ist an eine Lastschaltung mit den Transistoren 14', 15', 16', 17' und 18', die der Lastschaltung in Fig. 1 gleichartig ist, angekoppelt.The transistors 28, 29 and 30, 31 are connected in cascode, with 28 and 30 working in common emitters and its emitter current from the source transistor 13 ', the the source transistor in FIG. 1 may be of the same type. The transistors 29 and 31 work in Basic circuit, the bases of transistors 28 and 30 via a bias circuit with the transistors 32 and 33 connected as diodes to the emitters of transistors 28 and 30 are connected. The collector output of transistors 29 and 31 is connected to a Load circuit with transistors 14 ', 15', 16 ', 17' and 18 ', which is similar to the load circuit in Fig. 1, coupled.

Die Dioden 32 und 33 sind in der Durchlaßrichtung gespannt und erzeugen eine Vorspannung 2 Vbe zwischen den zusammengeschalteten Basen der Transistoren 29 und 31 und den Emittern der Transistoren 28 Und 30. Der Spannungsabfall am Basis-Emittef-Übergang der Transistoren 29 und 31 beträgt Vbe, so daß zwischen Kollektor und Emitter der Transistoren 28 und 30 eine Spannung von Vbe herrscht. Die Transistoren 28 und 30 sind in den leitenden Zustand gespannt, so daß zwischen ihren Basen und Emittern eine Durchlaßvorspannung von Vbe herrscht Es erscheint dann eine vernachlässigbar kleine Spannung zwischen Kollektor und Basis der Transistoren 28 und 30, so daß sich ein sehr geringer Leckstrom ergibt, wie oben erläutert Diodes 32 and 33 are forward biased and generate a bias voltage of 2 Vbe between the interconnected bases of transistors 29 and 31 and the emitters of transistors 28 and 30. The voltage drop at the base-emitter junction of transistors 29 and 31 is Vbe, so that there is a voltage of Vbe between the collector and emitter of transistors 28 and 30. The transistors 28 and 30 are biased into the conductive state, so that a forward bias of Vbe prevails between their bases and emitters. A negligibly small voltage then appears between the collector and base of the transistors 28 and 30, so that there is a very low leakage current, as explained above

Um die Spannung zwischen Kollektor und Basis der Transistoren 28 und 30 minimal klein zu machen, sieht man gleichgroße und identisch hergestellte Basis-Emitter-Übergangsflächen bei den Transistoren 29, 31 undTo maintain the voltage between the collector and the base of the To make transistors 28 and 30 minimally small, one sees base-emitter junction areas of the same size and manufactured identically at transistors 29, 31 and

33 vor, und für den Transistor 32 verwendet man ein Bauelement mit hohem Beta-Wert und niedriger Durchbruchsspannung von gleicher Fläche und identischer Herstellungsweise wie die Hochbeta-Transistoren 28 und 30. Die mittleren Ströme, die durch die beiden Zweige 28, 29 und 30, 31 fließen, macht man jeweils gleich dem Strom der Dioden 33,32.33, and transistor 32 uses a high beta and lower device Breakdown voltage of the same area and identical manufacturing method as the high-beta transistors 28 and 30. The middle currents that flow through the two branches 28, 29 and 30, 31 are made respectively equal to the current of the diodes 33,32.

Die Spannungsabfälle Vbe an den Kollektor-Emitter-Übergängen der Transistoren 28, 30 sind gleich dem Spannungsabfall Vbe am Hochbeta-Transistor 32 Da die Bas s-Emitter-Spannung der Transistoren 28 und 30 ebenfalls gleich der Spannung Vbe an der Diode 32 ist, beträgt der Spannungsabfall zwischen Kollektor und Basis der Transistoren 28 und 30 null.The voltage drops Vbe at the collector-emitter junctions of the transistors 28, 30 are equal to the voltage drop Vbe at the high beta transistor 32. Since the base-emitter voltage of the transistors 28 and 30 is also equal to the voltage Vbe at the diode 32, is the voltage drop between the collector and base of transistors 28 and 30 is zero.

Die Vorspannschaltung mit den Dioden 32 und 33 wird durch Strom von einem zusätzlichen Transistor 34 gespeist, der durch den Spannungsabfall an der Diode 18' in der Durchlaßrichtung gespannt ist Das Über gangsflächenverhältnis der Diode 18' zum Basis-Emitter-Übergang des Transistors 34 bestimmt den durch die Dioden 32 und 33 fließenden Strom, der auch in den Quellentransistor 13' fliehen muß. Man macht daher den Basis-Emitter-Übergang des Quellentransistors 13' in seiner Fläche um 50% größer als bei dem Transistor 13 in Fig. 1, da der Transistor 13' um 50% mehr Strom liefern muß. Bei einem Stromfluß im Transistor 13' von 3 Mikroampere fließt in den Transistoren 28 und 30 sowie in der Diode 32 ein Strom von je 1 Mikroampere. Der vStromfluß in den Transistoren 14' und 15' sowie in den Transistoren 16' und 17' beträgt jeweils 1 Mikroampere. Dei einem Stromfluß von je 1 Mikroampere in den Transistoren 16' und 17' leitet die Diode 18' einen Strom von 2 Mikroampere.The bias circuit with diodes 32 and 33 is powered by current from an additional transistor 34 fed, which is biased by the voltage drop across the diode 18 'in the forward direction The over Transition area ratio of the diode 18 'to the base-emitter junction of the transistor 34 determines the current flowing through the diodes 32 and 33, which is also in the Source transistor 13 'must flee. The base-emitter junction of the source transistor 13 'is therefore made its area is 50% larger than that of the transistor 13 in FIG. 1, since the transistor 13 'has 50% more current must deliver. With a current flow in transistor 13 'of 3 microamps flows into transistors 28 and 30 as well in the diode 32 a current of 1 microampere each. The flow of current in transistors 14 'and 15' as well as in the Transistors 16 'and 17' is 1 microamp each. With a current flow of 1 microampere each in the transistors 16 'and 17', the diode 18 'conducts a current of 2 microamps.

Die Basis-Emitter-Übergangsfläche des TransistorsThe base-emitter junction of the transistor

34 beträgt die Hälfte der Übergangs- oder Sperrschichtfläche der Diode 18, so daß er einen Strom von 1 Mikroampere leitet der dann durch die Vorspanndioden 32 und 33 fließt Die Größe aller dieser Ströme wird von der einzigen Eingangsklemme 19' aus gesteuert, wo der Vorstrom für die Diode 21' angeliefert wird, der den vom Transistor 13' gelieferten Strom steuert34 is half the transition or barrier area of diode 18 so that it has a current of 1 Microampere conducts which then flows through the bias diodes 32 and 33. The magnitude of all these currents will be controlled by the single input terminal 19 'from where the bias current for the diode 21' is supplied, which the controls the current supplied by transistor 13 '

Wenn den Klemmen 24' und 20' eine Quellenspannung und der Diode 21' eine Betriebsspannung zugeführt wird, leitet der Transistor 13 Strom in die Transistoren 28 und 30. Beim Anschalten einer Quelle anWhen the terminals 24 'and 20' a source voltage and the diode 21 'an operating voltage is supplied, the transistor 13 conducts current into the transistors 28 and 30. When a source is switched on

die Klemmen 24' und 20' wird jedoch kein anfänglicher Vorstrom den Vorspanndioden 32 und 33 geliefert, so daß die Transistoren 29 und 31 und folglich die Transistoren 14,15 und 18 keinen Strom leiten.however, terminals 24 'and 20' will not become an initial one Bias current is supplied to bias diodes 32 and 33 so that transistors 29 and 31 and hence the Transistors 14, 15 and 18 do not conduct any current.

Wenn die Diode 18' und folglich der Transistor 34 nicht leiten, beträgt die Kollektor-Emitter-Spannung der Transistoren 28 und 30 nulL Bei fehlender Kollektor-Emitier-Spannung fließt daher der gesamte Strom vom Transistor 13' in der Basis-Emitter-Strecke der Transistoren 28 und 30 und in die an die Klemmen 22' und 23' angekoppelten Signalquelleri.When diode 18 'and consequently transistor 34 are not conducting, the collector-emitter voltage is of the transistors 28 and 30 zero In the absence of the collector-emitting voltage, the entire flow therefore flows Current from transistor 13 'in the base-emitter path of transistors 28 and 30 and into the terminals 22 'and 23' coupled signal sources.

Um eine anfängliche Leitung in der Diode 18' herzustellen, ist zusätzlich ein kleinflächiger Transistor 41 vorgesehen, der mit seinem Basis-Emitter-Eingang über die Diode 2V gekoppelt und mit seinem Kollektor an die Diode 18' angeschlossen ist. Der Transistor 41 braucht nur einen sehr kleinen Anfangsstrom an die Diode 18' zu liefern, um den Einschaltzyklus einzuleiten, wüuei uicSer οΐΓυιπαιίίβίΐ ΠίίΓ SO Klein Zu Sein l/FSUCiic, daß die Flächenverhältnisse der Diode 18' und der Transistoren 14,15,16,17 dadurch nicht gestört werden.In order to produce an initial conduction in the diode 18 ', a small-area transistor 41 is additionally provided, which is coupled with its base-emitter input via the diode 2V and with its collector connected to the diode 18'. The transistor 41 only needs to supply a very small initial current to the diode 18 'in order to initiate the switch-on cycle, wüuei uicSer οΐΓυιπαιίίβίΐ ΠίίΓ SO small to be l / FSUCiic that the area ratios of the diode 18' and the transistors 14,15,16, 17 are not disturbed by this.

Da der Spannungsabfall an den Transistoren 28 und 30 niedrig ist, können Spitze-Spitpx-Gleichtakteing- »ngsspannungen an den Klemmen 22' und 23' nahezu so groß sein wie die verwendete Versorgungsspannung, ohne daß der Betrieb des Verstärkers beeinträchtigt wird, wie bereits erläutert.Since the voltage drop across transistors 28 and 30 is low, peak-peak-px common-mode »Ng voltages at terminals 22 'and 23' are almost as large as the supply voltage used, without affecting the operation of the amplifier, as already explained.

Bei einem Eingangstransistor mit hohem Beta-Wert sind die Eingangswiderstände entsprechend höher, so daß ein höherer Emitterstrom in einem gegebenen Anwendungsfall erzeugt und folglich eine entsprechend höhere Transkonduktanz erhalten werden kann. Beta-Werte im Bereich von 1000 wurden bei zufriedenstellend niedrigem Rauschen erhalten. Dieses praktische Verhalten hängt von zwei Faktoren ab: erstens daß die Kollektorspannung auf einen engen Bereich konstant gehalten wird und zweitens, daß für Null-Leckströme die Kollektor-Basis-Spannung null beträgtIn the case of an input transistor with a high beta value, the input resistances are correspondingly higher, see above that generates a higher emitter current in a given application and consequently one accordingly higher transconductance can be obtained. Beta values in the range of 1000 were found to be satisfactory low noise. This practical behavior depends on two factors: first, that the Collector voltage is kept constant within a narrow range and, secondly, that for zero leakage currents the collector-base voltage is zero

Es wird eine bessere Gleichtaktunterdrückung erhalten, da bei Verwendung von integrierten Schaltungen ^₀ die beiden Hälften des Differenzverstärkers ohne Schwierigkeit symmetrisch! ausgebildet werden können. Die für die Herstellung der pnp-Transistoren in integrierter Schaltungsform verwendeten Transistoren sind als Seiten- oder Lateralkonstruktion entlang der Oberfläche des Halbleiterplättchens ausgebildet pnp-Lateraltransistoren zeichnen sich durch einen niedrigen Beta-Wert sowie durch von der Emitter-Kollektor-Spannung abhängige Emilter-Kolleklor-Ströme aus. Der Verstärkungsgrad des Transistors 17' kann daher eine Funktion der Ausgangsspannungssignalamplitude sein, wodurch die Symmetrie der gleichen Verstärkung der Transistoren 16' und 17' gestört werden kann. Bei relativ niedrigen AusgangsspannungsampÜtuden, die durch Verwendung einer relativ niedrigen Ausgangs-Widerstandslast an der Klemme 27' erreicht werden kann, bleibt jedoch die Symmetrie der beiden Differenzverstärkerhälften erhalten.A better common mode rejection is obtained, since when using integrated circuits ^ ₀ the two halves of the differential amplifier are symmetrical without difficulty! can be trained. The transistors used for the production of the pnp transistors in integrated circuit form are designed as a side or lateral construction along the surface of the semiconductor wafer. Stream out. The gain of transistor 17 'can therefore be a function of the output voltage signal amplitude, which can perturb the symmetry of the same gain of transistors 16' and 17 '. At relatively low output voltages, which can be achieved by using a relatively low output resistance load at terminal 27 ', the symmetry of the two differential amplifier halves is retained.

Fig. 3 zeigt ein zusätzliches Paar von in Kaskode geschalteten Transistoren 16" und 17" mit Transistoren 35 und 36, um eine konstante Kollektor-Emitter-Spanhung in den Transistoren 16" und 17" herzustellen, s" daß die beiden Hälften des Differenzverstärkers gleiche Verstärkung aufweisen. Durch eine Vorspannschaltung mit den Dioden 37, 38 und 39 wird die Basis der Transistoren 35 und 36 vorgespannt, wenn in diesen Dioden ein von einem zweiten Stromquellentrartsistor 40 entnommener Strom fließt.3 shows an additional pair of cascoded transistors 16 "and 17" with transistors 35 and 36 to ensure a constant collector-emitter voltage to establish in the transistors 16 "and 17" s "that the two halves of the differential amplifier are the same Have reinforcement. By a bias circuit with diodes 37, 38 and 39, the base of the Transistors 35 and 36 biased when a second current source trartsistor in these diodes 40 drawn current flows.

Die Größe des Vorstromes in den Dioden 37,38 und 39 ist im Hinblick auf die Erzeugung der Basisspannung für die Transistoren 35 und 36 nicht kritisch. Indem man jedoch den Transistor 40 wie den Transistor 13" mittels der Diode 21" vorspannt, kann man erreichen, daß der Strom der Dioden 37, 38 und 39 die Ströme sämtlicher anderer Transistoren gleich hält.The size of the bias current in the diodes 37, 38 and 39 is with regard to the generation of the base voltage not critical for transistors 35 and 36. However, by using transistor 40 like transistor 13 ″ the diode 21 "biases, one can achieve that the current of the diodes 37, 38 and 39 the currents of all other transistors holds the same.

Wie bei der Anordnung nach Fig.2 liefert eine Startschaltung mit dem Transistor 41' den Anfangsstrom. Ein niedriger Vorstrom kann für leistungsarmen Betrieb eingestellt werden, wenn alle anderen Transistoren in dieser Weise betrieben werden, und umgekehrt ein hoher Vorstrom für Hochstrombetrieb.As with the arrangement according to FIG Start circuit with the transistor 41 'the initial current. A lower bias current can be used for low power Cease operation when all other transistors are operated in this manner, and vice versa a high bias current for high current operation.

Die Transistoren 35 und 36 sind wie in F i g. 1 mittels einer Dioden-Transistoreinheit 25", 26" an die Ausgangsklemme 27" angekoppelt, um eine Last im Gegentakt in bezug auf Bezugsnullpotential auszusteuern. Der Verstärker ist dadurch' gekennzeichnet, daß er einen Transkonduktanzverstärkungsfaktor .-ufweist, da die Spannungsverstärkung durch die verwendete äußere Last bestimmt wird. Ein derartiger Betrieb ergibt einen zusätzlichen Freiheitsgrad für den Benutzer, durch den der Bereich der möglichen Anwendbarkeit für unterschiedliche Zwecke stark erweitert wird.The transistors 35 and 36 are as in FIG. 1 to the output terminal by means of a diode-transistor unit 25 ", 26" 27 "coupled in order to control a load in push-pull with respect to the reference zero potential. The amplifier is characterized in that it has a transconductance gain factor, since the voltage gain is determined by the external load used. Such an operation gives the user an additional degree of freedom through which the range of possible applicability is greatly expanded for different purposes.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Differential amplifier with a first and a second transistor of a first conductivity type, whose base electrodes each represent an input for one input signal each and their collector electrodes each represent an output for signal extraction and for applying operating voltage and whose emitters are similarly coupled to a circuit node to which the current is one first direct current source is supplied, thereby characterized in that the emitter of each of the two transistors (16, 17) is coupled to its base is via a transistor (14,15) of said first conductivity type, which is used as an amplifier in Emitter circuit is arranged for signals developed at said circuit node, such that the sm said circuit node caused exclusively by common-mode components of the input signals electrical changes the bases of these 8.1s amplifiers arranged in common emitter circuit Transistors in the sense of suppressing the influence of said common-mode component on the control both named inputs.

2. Differential amplifier according to claim 1, characterized in that aie first direct current source consists of a semiconductor rectifier (18) parallel to the emitter-base lines of a third and fourth transistors (14, 15) each forming one of the transistor amplifiers between a Betnebspotential (24) and the coupled emitters of the first two transistors (16, 17) lies.

3. Differential amplifier nac. ^: Claim 1 or 2, characterized in that an input stage connected upstream of the first and second transistor (16, 17) consists of a fifth (11) and a sixth (12) transistor, which act as amplifiers and input signals via their base-emitter transitions receive and provide output signals to their collectors; and that the third (14) and the fifth (11) transistor are of opposite conductivity type and are connected in series with their collector-emitter paths; and that the fourth (15) and the sixth (12) transistor are of opposite conductivity type and are connected in series with their collector-emitter paths.

4. Differential amplifier according to claim 3, characterized in that the emitters of the fifth (11) and sixth (12) transistors are coupled to one another and to a direct current source (13) and that between the base electrodes of these transistors (11, 12) input signals can be fed

5. Differential amplifier according to claim 3, characterized by a seventh (28) and an eighth (30) transistor, whose conductivity type corresponds to the one of the fifth (11) and sixth (12) transistor is the same and their emitter has a common Connection to a current source (13) are coupled and input signals between the base electrodes are fed and their collectors with the separate emitters of the fifth (11) and sixth (12) transistors are coupled; and a voltage regulator (32,33) through which the base electrodes of the fifth (11) and sixth (12) transistors are coupled to said common terminal and across which a voltage drops that is proportional to and about twice the voltage across an in Forward direction tensioned semiconductor fiber transition is.

6. Differential amplifier according to claim 5, characterized in that the seventh (20) and the eighth (30) transistor each has a high beta current gain and a breakdown voltage in the Of the order of 1 volt

7. Differential amplifier according to claim 5 or 6, characterized in that the voltage regulator consists of two series-connected semiconductor rectifiers (32, 33).