DE2021025A1

DE2021025A1 - Transistor amplifier circuit

Info

Publication number: DE2021025A1
Application number: DE19702021025
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Ing Nerstheimer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1970-04-24
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1971-11-11

Description

Transistorverstärkerschaltung" Bei Transistoren in Kollektorschaltung besteht zwischen der Eingangsspannung an der Basis und der Ausgangsepannung am Emitter des Transistors eine Differenz von 0,2 V (bei Germanium-Transistoren) bzw. 0,7 V (bei Silizium-Transistoren). Diese Differenz ändert sich beispielsweise bei Silizium-Transistoren bei einer Temperaturerhöhung von 100 um 2 mV. Pur manche Zwecke ist dieser Effekt störend. Transistor amplifier circuit "With transistors in collector circuit exists between the input voltage at the base and the output voltage at the emitter of the transistor a difference of 0.2 V (for germanium transistors) or 0.7 V (with silicon transistors). This difference changes in the case of silicon transistors, for example with a temperature increase of 100 by 2 mV. This effect is purely for some purposes disturbing.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung anzugeben, bei der die Gleichspannungsdifferenz und der Temperaturgang dieser Differenz um Größenordnungen niedriger sind, als bei einer Kollektorstufe.The object of the invention is to provide a circuit in which the DC voltage difference and the temperature response of this difference by orders of magnitude are lower than with a collector stage.

Ausgehend von einer Transistorverstärkerschaltung mit einem aus zwei emittergekoppelten Transistoren bestehenden DifferenzverstWrker, bei dem die gemeinsame Emittersuleitung über eine gleichstromdurchlässige Impedanz mit der einen Klemme der Speisespannungsquelle verbunden ist und bei der der Kollektor des einen. Transistors direkt und der Kollektor des anderen Transistors über einen Widerstand mit der anderen Klemme der Speisespannungsquelle verbunden ist, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daB der Kollektor des anderen Transistors mit der Basis eines weiteren Transistors verbunden ist, dessen Emitter mit der Basis des anderen Transistors verbunden is, und daß die Basiselektrode des einen Transistors des Differenzverstärkers als Eingangslektrode und die Patselektro'de des anderen Transistors als Busgangaelektrode dient.Starting from a transistor amplifier circuit with one of two emitter-coupled transistors existing differential amplifier, in which the common Emitter line via a direct current permeable impedance with which is connected to one terminal of the supply voltage source and to which the collector of the one. Transistor directly and the collector of the other transistor via one Resistance connected to the other terminal of the supply voltage source is the Invention characterized in that the collector of the other transistor with the base of another transistor is connected, the emitter of which is connected to the base of the other transistor is connected, and that the base electrode of one transistor of the differential amplifier as the input electrode and the patselektro'de of the other The transistor serves as a bus gear electrode.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt zwei Silizium-npn-Eransistoren T1 und T2, deren Emitter direkt miteinander verbunden sind und in deren Emitterzuleitung eine Stromquelle mit hohem Innenwiderstand geschaltet ist, die in diesem Fall durch einen npn-Transistor T4 gebildet wird, dessen Kollektor mit den Emittern verbunden ist, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Basis an einem Gleichspannungsteiler angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors T1 ist direkt, der Kollektor des Transistors T2 über einen Widerstand mit dem positiven Pol der Speisespannungsquelle (Ub) verbunden. An dem Kollektor des Transistors T2 ist die Basis eines weiteren Silizium-Transistors T5 angeschlossen, dessen Kollektor ebenfalls an die positive klemme der Speisespannung angeschlossen ist , und dessen Emitter unmittelbar mit der Basis des.Transistors T2 verbunden ist.The invention is based on an exemplary embodiment shown in the drawing explained in more detail. The drawing shows two silicon npn transistors T1 and T2, their Emitters are directly connected to each other and in their emitter lead a current source is connected with a high internal resistance, which in this case by an npn transistor T4 is formed, whose collector is connected to the emitters, whose emitter is connected to ground and whose base is connected to a DC voltage divider. The collector of transistor T1 is direct, the collector of transistor T2 via a resistor connected to the positive pole of the supply voltage source (Ub). At the collector of the transistor T2 is the base of a further silicon transistor T5 connected, the collector of which is also connected to the positive terminal of the supply voltage is connected, and its emitter is connected directly to the base of the transistor T2 is connected.

Als Eingang dient die Basiselektrode des Transistors Ti und als Ausgang die Baiselektrode des Transistors T2. Wenn der von der Gleichstromquelle (T4) gelieferte Gleichstrom und der Widerstand R2 im Kollektorzweig des Transistors T2 so bemessen sind, daß bei der Eingangsspannung Ui an der Basis des Transistors T1 der Strom durch T4 sich gleichmäßig auf die beiden Transistoren 1 und T2 aufteilt, -dann ist - vorausgesetzt, die Kennliniendieser beiden Transistoren sind gleich - die Ausgangs spannung U0 an der Basis von T2 bzw. am Emitter von T5 exakt gleich Uio Diese Spannungsgleichheit gilt exakt nur für diesen einen Wert der Eingangsspannung, weil nur dabei die Gleichströme.durch die Transistoren T1 und T2 einander gleich sind. Für einen gewissen Aussteuerungsbereich um diesen Wert Ui herum ist die Differenz zwischen Ausgangs- und Eingangs spannung aber noch um Größenordnungen kleiner als bei einem Transistor in gollektorschaltung. Der Aussteuerbereich (in beiden Richtungen) entspricht etwa der Größe des Spannungsabfalls am Widerstand R2.The base electrode of the transistor Ti serves as an input and as an output the base electrode of transistor T2. If the one supplied by the DC power source (T4) DC current and the resistor R2 in the collector branch of the transistor T2 are dimensioned in this way are that at the input voltage Ui at the Base of the transistor T1 the current through T4 is divided equally between the two transistors 1 and T2, -then is - provided that the characteristics of these two transistors are the same - the output voltage U0 at the base of T2 or at the emitter of T5 is exactly the same Uio This voltage equality is only valid for this one value of the input voltage, because only in this case the DC currents through the transistors T1 and T2 are equal to each other are. For a certain modulation range around this value Ui is the difference between output and input voltage, however, is still orders of magnitude smaller than with a transistor in a collector circuit. The dynamic range (in both directions) corresponds roughly to the size of the voltage drop across resistor R2.

Wenn beispielsweise die Eingangsspannung erhöht wird, ändert sich die exponentiel 8 von der Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung abhängige Stromverteilung derart, daß der Strom durch T2 und R2 kleiner wird. Der Spannungsabfall an R2 nimmt daher ab,; die Spannung an der Basis des Transistors T5 steigt also, und damit auch die Spannung U0 am Emitter dieses Transistors.For example, if the input voltage is increased, it will change the exponential 8 depends on the difference between the input and output voltage Current distribution in such a way that the current through T2 and R2 becomes smaller. The voltage drop at R2 therefore decreases; the voltage at the base of transistor T5 thus increases, and thus also the voltage U0 at the emitter of this transistor.

Im Ausführungsbeispiel ist die Basis des als Stromquelle fungierenden Transistors T4 über einen Widerstand R1 mit der Klemme U, und über einen als Diode geschalteten Transistor T3 - Basis und Kollektor dieses Transistors sind kurzgeschlossen - mit Masse verbunden. Bei einer Tempera.turerhöhung nimmt der Widerstand von T3 und damit auch die Basis-Emitter-Gleichspannung von T4 ab. Auf diese Weise wird erreicht, daß der vom Transistor T4 gelieferte Gleichstrom unabhängig von der Temperatur und etwa gleich dem durch die Größe des Widerstandes R1 bestimmten Gleichstrom durch den Spannungsteiler wird, falls T3 und T4 gleiche tSnnlinien haben, was insbesondere bei einem Aufbau in integrierter Schaltungstechnik leicht erreichbar ist.In the exemplary embodiment, the base is the one that functions as a power source Transistor T4 via a resistor R1 to the terminal U, and via a diode switched transistor T3 - the base and collector of this transistor are short-circuited - connected to ground. When the temperature increases, the resistance of T3 increases and thus also the base-emitter DC voltage from T4. That way will achieves that the direct current supplied by the transistor T4 is independent of the temperature and approximately equal to the direct current determined by the size of the resistor R1 the voltage divider, if T3 and T4 have the same tSnnlinien, which in particular in a construction Easily accessible in integrated circuit technology is.

Es empfiehlt sich einstellbare Widerstände R2 und / oder R1 zu verwenden. Dadurch kann derjenige Wert der Ausgangsspannung, bei dem die Ausgangsspannung und die Eingangsspannung einander exakt gleich sind, auf einen beliebigen Wert zwischen Massepotential und Ub eingestellt werden (diese beiden Grenzwerte sind wegen der Spannungsabfälle an T2, T4 und T5 natürlich nicht ganz zu erreichen).It is advisable to use adjustable resistors R2 and / or R1. This allows the value of the output voltage at which the output voltage and the input voltages are exactly equal to each other, to any value between Ground potential and Ub are set (these two limit values are due to the Of course, voltage drops at T2, T4 and T5 cannot be fully achieved).

Noch günstigere Ergebnisse ergeben sich, wenn bei Zunahme (Abnahme) der Eingangsspannung der Strom durch den Transistor T4 selbsttätig abnimmt (zunimmt). Dann verschiebt sich nämlich der Punkt, in dem Spannungsgleichheit am Ausgang und am Eingang besteht, ebenfalls zu höheren (niedrigen) Werten. Hierzu kann beispielsweise anstelle von R1 ein Transistor T6 dienen, dessen Leitfähigkeitstyp dem der Transistoren T1 bis T5 entgegengesetzt ist und dessen Basis von der Eingangsspannung Ui gesteuert wird, während seine Eollektor-Emitter-Strecke anstelle von R1 in den Spannungsteiler eingeschaltet ist. (vergl. Fig. 2).Even more favorable results are obtained if, with an increase (decrease) the input voltage, the current through the transistor T4 automatically decreases (increases). Then the point is shifted at which voltage equality at the output and at the input, also at higher (lower) values. For this purpose, for example Instead of R1, a transistor T6 is used, the conductivity type of which is that of the transistors T1 to T5 is opposite and its base is controlled by the input voltage Ui is while its e-collector-emitter path instead of R1 in the voltage divider is switched on. (see Fig. 2).

Der von diesem Transsitor gelieferte Strom nimmt nämlich z.B. bei steigender Eingangsspannung Ui ab, sodaß auch der Spannungsabfall an T3 und damit auch der Strom durch T4 sinkt. Infolgedessen nimmt aber auch der Spannungsabfall an R2 ab, so daß das Potential,bei dem Spannungsgleichheit an Ausgang und Eingang besteht, den gleichen Wert annimmt wie die Jeweilige Eingangsspannung.The current supplied by this transsitor increases, for example increasing input voltage Ui, so that the voltage drop at T3 and thus the current through T4 also decreases. As a result, however, the voltage drop also increases at R2, so that the potential at which voltage equals output and input exists, assumes the same value as the respective input voltage.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims

PATENT CLAIMS: 1.) Transistor amplifier circuit with one of two emitter-coupled transistors existing differential amplifier, in which the common Emitter lead via a direct current-permeable impedance with one terminal a voltage source is connected, and in which the collector of a transistor directly and the collector of the other transistor through a resistor with the other Terminal of the supply voltage source is connected, characterized in that the Collector of the other transistor (T2) with the base of another transistor (T5) is connected, the emitter of which is connected to the base of the other transistor (T2) and that the base electrode is a transistor (ei) of the differential amplifier as the input electrode and the base electrode of the other transistor (s2) as the output electrode serves.

2.) transistor amplifier circuit according to claim 1, characterized in that that the resistor (R2) in the collector branch of the other transistor (T2) is adjustable is.

3.) transistor amplifier circuit according to claim 1, characterized in that that in the common emitter lead of the differential amplifier (2) the collector-emitter path a transistor (T4) serving as a current source is switched on, the base of which is switched on is connected to the tap of a voltage divider (R1, 3).

4.) transistor amplifier circuit according to claim 3, characterized in that that the voltage divider consists of an ohmic resistor (R1) and a diode (U3) consists of the Pasis-emitter path of the transistor 4) in parallel is switched and which has the same characteristic as this transistor.

5.) transistor amplifier circuit according to claim 1, characterized in that that the direct current fed to the differential amplifier is opposite to the input signal (Ui) changes.

6.) transistor amplifier circuit according to claim 5, characterized in that that the current for the diode (d3) is supplied by a transistor, whose: Capability type that of the other transistors is opposite.