DE2032630C3 - Darlington-Differenzverstärker - Google Patents
Darlington-DifferenzverstärkerInfo
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Description
iber eine Stromquelle mit einer Klemme der Speisejuelle
verbunden ist, während die Kollektorelektrode edes dieser Rückkoppeltransistoren in der Weise
inmittelbar oder über eine Umkehrstufe mit der Emitterelektrode eines der Transistoren des erster.
Transistorpaares verbunden ist, daß Cie Signalspannung
in dem Basis-Emitter-Übergang der Transistoren des ersten Transistorpaares beträchtlich verringert wird.
Die Rückkopplung ist derart, daß die Eingangstransistoren praktisch keinen Signals'rom zu liefern brauchen,
welcher Signalstrom hingegen größtenteils über die Rückkoppelstrecke den Ausgangstransistoren zugeführt
wird. Infolgedessen steht über dem Basis-Emitier-Übergang der Lingangstransistoren praktisch keine
Signalspannung. Nahezu das vollständige Signal tritt an dem Basis-Emitter-Übergang der Ausgangstransistoren
auf, wodurch die Kollektorströme dieser Transistoren keine Abweichungen infolge des Stromverstärkungsfaktorunterschiedes
dieser Ausgangstra,.sistoren aufweisen.
Die erwünschte Rückkopplung wird dadurch erhalten, daß der Kollektor jedes der Eingangstransistoren
über eine Impedanz mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden und die Spannung über dieser
Impedanz der Basis eines zusätzlichen Transistors zugeführt wird. Als Impedanz wird vorzugsweise wegen
der Einfachheit der Integration die Reihenschaltung einer Anzahl von Dioden gewählt werden. Der
zusätzliche Transistor kann den gleichen oder den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp haben wie die
Transistoren des Differenzverstärkers. Der Emitter dieses Transistors ist mit dem des zusätzlichen
Transistors der gegenüberliegenden Stufe des Differenzverstärkers und über eine Stromquelle mit einer der
Klemmen der Speisequelle verbunden, welche Klemme je nach dem Leitfähigkeitstyp des zusätzlichen Transistors
gewählt wird. Der Kollektor des zusätzlichen Transistors ist unmittelbar oder über eine Umkehrstufe
(inverter) derart mit der Basis eines der Ausgangstransistoren verbunden, daß der Signalstrom mit dem
richtigen Vorzeichen diesem Ausgangstransistor zugeführt wird.
Wenn z. B. die Transistoren des Differenzverstärkers vom npn-Typ sind, nimmt bei einer positiven Eingangsspannung der Kollektorstrom des betreffenden Ein·
gangstransistors zu. Der Spannungsabfall über die Kollektorimpedanz nimmt dann auch zu, so daß die
Basis des zusätzlichen Transistors ein niedrigeres Potential führt. Wenn dieser Transistor des pnp-Typs ist,
nimmt der Kollektorstrom dieses Transistors zu. Diese Zunahme des Kollektorstroms des zusätzlichen Transistors
hängt selbstverständlich von der Größe der Kollektorimpedanz des Eingangstransistors und von
der Gleichstromeinstellung des zusätzlichen Transistors ab. Dieser Kollektorstrom des zusätzlichen Transistors
wird zum Emitterstrom des Eingangstransistors addiert, und die Summe bestimmt den Basisstrom des zugehörenden
Ausgangstransistors. Werden sowohl die Kollektorimpedanz des Eingangstransistors als auch der
Gleichstrom des zusätzlichen Transistors hinreichend (l°
groß gewählt, so hat eine geringe Änderung des Kollektorstroms des Eingangstransistors eine große
Änderung des Kollektorstroms des zusätzlichen Transistors und somit auch eine große Änderung des
Basisstroms des zugehörenden Ausgangstransistors zur h5
Folge. Die Signalspannung tritt daher größtenteils über dem Basis-Emitter-Übergang des Ausgangstransistors
auf. Naturgemäß muß bei dieser Schaltungsanordnung, bei der der zusätzliche Transistor in bezug auf die
Transistoren des Differenzverstärkers den entgegengesetzten Leilfähigkeitstyp hat und der Kollektor dieses
Transistors unmittelbar mit der Basis des zugehörenden Ausgaiigstransistors verbunden ist, der Ruhestrom des
zusätzlichen Transistors geringer sein als der Basisgleichstrom des Ausgangstransistors.
Als zusätzlicher Transistor kann auch ein npn-Transistor gewählt werden. Bei einer positiven Eingangsspannung
nimmt dann der Kollektorstrom dieses Transistors ab. Wird der Kollektor dieses Transistors unmittelbar
mit der Basis des zugehörenden Ausgangslransistors verbunden, so wird der Emitterstrom des Eingangstransistors
um den Kollektorstrom des zusätzlichen Transistors verringert. Da letzterer den Signalstrom mit
negativem Vorzeichen enthält, enthält der Basisstrom des Ausgangstransistors den Signalstrom wieder mit
positivem Vorzeichen. Bei dieser Anordnung muß der Eingangstransistor zusätzlich den Gleichstrom für den
zusätzlichen Transistor liefern. Der Eingangsgleichstrom ist dann größer als im ersten Fall. Außerdem ist es
notwendig, in die Verbindung zwischen dem Kollektor des Eingangstransistors und der Basis des zusätzlichen
npn-Transistors eine Zenerdiode aufzunehmen, um den erwünschten Potentialunterschied zwischen diesen
Elektroden zu gewährleisten.
In beiden Fällen ist es auch möglich, den Kollektor des zusätzlichen Transistors nicht mit der Basis des
zugehörenden Ausgangstransistors, sondern über eine allgemein bekannte Umkehrstufe (inverter) mit der
Basis des Ausgangstransistors der gegenüberliegenden Stufe des Differenzverstärkers zu verbinden. Die
Wirkungsweise dieser Anordnungen ist im übrigen gleich der der vorerwähnten Schaltungen.
Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 den bekannten Darlington-Differenzverstärker,
F i g. 2 eine erste Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,
Fig.3 die Unterdrückung der Fehlerspannungen als
Funktion einiger Parameter,
F i g. 4 eine zweite und
F i g. 5 eine dritte Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Der Differenzverstärker nach Fig. 1 enthält zwei Stufen mit den Eingangsschichttransistoren 1 und 2 und
den Ausgangsschichttransistoren 3 und 4. Die Emitterelektroden der Transistoren 3 und 4 sind miteinander
und über eine Stromquelle 2/ mit einer Klemme der Speisequelle verbunden, während ihre Kollektorelektroden,
die außerdem die Ausgangsklemmen u bilden, über Impedanzen R mit der anderen Klemme der
Speisequelle verbunden sind, mit welcher Klemme außerdem die Kollektorelektroden der Transistoren t
und 2 verbunden sind. Die Eingangsklemmen / werden durch die Basiselektroden der Transistoren 1 und 2
gebildet.
In dem Zustand, in dem die Kollektorströme der Transistoren 3 und 4 einander gleich sind und die
Spannung zwischen den Ausgangsklemmen u Null ist, sind die Basis-Emitter-Spannungen dieser Transistoren
einander nahezu gleich. Wenn der Stromverstärkungsfaktor des Transistors 3 höher als der des Transistors 4
ist, ist der Kollektorstrom des Transistors 1 niedriger als der des Transistors 2, so daß auch die Basis-Emitter-Spannung
des Transistors i kleiner als die de; Transistors 2 ist. Um bei Abwesenheit eines Eingangs·
signals den beschriebenen Zustand zu erzielen, muß eine
zusätzliche Spannung zwischen den Eingangsklemmcn, die sogenannte Unsymmctriespannung, angelegt werden,
die gleich dem Unterschied zwischen den Basis-Emitter-Spannungen ist.
In dem Zustand, in dem kein .Signal dem Eingang
zugeführt wild (Klemmen / durchverbunden), sind die Ströme der Transistoren 3,4 und 1,2 ungleich, und zwar
in dem Maße, als in diesem Beispiel der Kollcktorstrom
des Transistors .3 höher ist als der des Transistors 4, während der Kolleklorstroni des Transistors 1 niedriger
ist als der des Transistors 2. Im Verhältnis sind die Abweichungen einander gleich mit entgegengesetzten
Vorzeichen und auch gleich der Hälfte der relativen Abweichung der Slromvcrstärkungsfaktorcn. Diese
Eigenschaften der Schaltungsanordnung sind auf die Bedingung zurückzuführen, daß bei Abwesenheit jedes
Eingangssignal die Unterschiede zwischen den Basis-Emitter-Spannungen
der Transistoren 3, 4 bzw. 1,2 in absolutem Maße einander gleich mit enlgegcngesetztcn
Vorzeichen sein müssen.
Der Differenzverstärker nach Fig. 2 cnthäll drei Transistorpaare des gleichen Leitfähigkeitstyps, d. h. die
Eingangstransistoren 1 und 2, die Ausgangstransistoren 3 und 4 und die zusätzlichen Transistoren 5 und 6. Die
Eingangsspannung wird zwischen den Basiselektroden der Eingangstransistoren 1 und 2 zugeführt, und der
Emitter des Transistors 1 bzw. 2 ist mit der Basis des Ausgangstransistors 3 bzw. 4 und mit dem Kollektor des
zusätzlichen Transistors 5 bzw. 6 verbunden. Der Kollektor jedes der Eingangstransistoren 1 und 2 ist
über eine Anzahl von Dioden in der Durchlaßrichtung mit einer Klemme der Speisequclle und über eine in der
Spcrriehuing geschaltete Zcncrdiode mit der Basis des
zusätzlichen Transistors 5, 6 verbunden. Dabei dienen die Zcncrdioden lediglich dazu, den erforderlichen
Polentialunterschied /wischen dem Kollektor des betreffenden Eingangstransistors und der Basis des
zugehörenden Rückkoppeiiransistors zu gewährleisten,
wobei noch bemerkt werden soll, daß die Zcncrdioden ohne weiteres durch die Reihenschaltung einer Anzahl
von Dioden ersetzt werden können.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung wird nachstehend der Ausgangssirom
errechnet.
Es sei angenommen, daß die Ruhcstromeinstelliing
der Ausgangstransistoren / und die der zusätzlichen Transistoren /„ ist. Der Stromverstärkungsfaktor der
Ausgangstransistoren 3 bzw. 4 wird gleich
h/u. '
I - .1 1 -i λ
I - .1 1 -i λ
angenommen, wobei β der erwünschte Stromverstärkungsfaktor
und ή ein von Ursache der Abweichung abhängiger Faktor ist. Der Stromverstärkungsfaktor
der zusätzlichen Transistoren 5 bzw. 6 sei:
b/w.
wobei nß der gewünschte Wert und f ein von Ursache
der Abweichung abhängiger Kaktor ist. Bei Integration werden Transistoren mit gleichen Stromvcistärkungsfakioren
bevorzugt, so daß dann n- 1 ist. Der Basis der
Eingangstransistoren 1 bzw. 2 wird eine Eingangsspannung von
I I
bzw.
zugeführt. Dabei ist k die Boltzmann-Koristantc, Γ die
absolute Temperatur, q die Ladung eines Elektrons und
Λ die Hingangsspannung dividiert durch .Die Anzahl
von Dioden im Kollektorkreis jedes der Eingangstransi
stören sei μ.
Da die Eingangsspannung symmetrisch angelegt ist, wird der Kollektorstrom des Transistors 3 durch /(I +a)
der des Transistors 4 durch /(I -x) angegeben. Dabei bezeichnet χ den Kollektorsignalstrom des Transistors 3
dividiert durch den Ruhestrom /. Die Basis-Emitter
Spannung des Transistors 3 wird somit um erhöht,
und da zwischen der Basis des Transistors 1 und dem Emitter des Transistors 3 die Signalspannung
I I
AT
vorhanden sein muß, wird die Basis-Emiitcr-Spannung des Transistors 1 um
( I .v)
A 7
κ> erhöht. Der Basisstrom des Transistors 3 ist gleich
Λ" Λ) .
is und der Emitterstrom des Transistors 1 ist gleich
was gleich der Summe des Basisstroms des Transistors 3
und des Kollektorstroms des Rüekkoppeltransistors 5 sein muß, derauf /,<! —»»gestellt wird. Dabei ist - ν der
Kollektorsignalstrom des Transistors 5 dividiert durch den Ruhestrom /„. Als erste Gleichung findet man somit:
(M I- -v) =
-Kv
/„(1 r). (I)
Die Basisspannung des Transistors 5 wird durch den Spannungsabfall über die Dioden im Kollektorkreis des
Transistors 1 bestimmt. Der diese Dioden durchfließende Strom ist gleich der Summe des Kollcklorstroms des
Transistors 1 und des Basisstroms des Transistors 5. Die relative Änderung dieses Stroms durch die Dioden,
vervielfacht durch die Anzahl von Dioden, ergibt die absolute Spannungsänderung über diesen Dioden, die
gleich
A/
der Basisspannungsänderung des Transistors 5 sein
muß. Als /weile Cileiehung findet man also:
(■'*■)■
\l
A/
AV
' Ό
Die Kombination der (ileichuiigcn (I) und (2) ergibt
■n nachfolgenden Ausdruck für .\.·
ν ■-■ 1
ι 2 ν I 1 ι
/) I 1 .s n/i ,s I 1
2.SiI
si I
Λ I I II/.'
1 /Ml
λ i 1 (I/.' ( 2.S ι I ,. ι I
.S ι 1 ujt
2.S- Il /Ml
.S I 1 IlJi
Für einen nicht zu groß gewählten Wert von p, einen "^
niedrig gewählten Wert für s und einen hohen Stromverstärkungsfaktor β kann dafür geschrieben
werden:
λ - I
.s I
ρ -t 1
/'■ .sfll ^ ·ν
ι 2.V ι I
ρ ι 2.s
.is
H1Ms t I) (JH 2.S- ! 1) "
Durch passende Wahl der Veränderlichen .ν. ρ. η und β ^0
kann erreicht weiden, daß der Fchlerspannungen Hinfluß der Unsymmetric-Faktoren ή und f stark
unterdrückt werden. In diesem lall ist χ praktisch gleich
A. Nahezu die ganze .Signalspannung tritt somit über
dem Rasis-Emitter-Übergang des Ausgangsiransislors AS
auf. Der Eingangsgleichstrom hat zugenommen, da der Eingangstransistor auch den Ruhestrom für den
Riickkoppcllransistor liefern muß. Der Eingangsdiffe rentialwiderstand ist jedoch auch höher, da der
F.ingangstransistor praktisch keinen Signalstrom zu s<>
liefern braucht.
In F'ig. 3 ist für zwei Werte von .s clic Beziehung
zwischen A-und den Faktoren δ und ( als Funktion einer
Anzahl von Dioden im Kollcktorkreis der Eingangstransistoren angegeben, wobei angenommen wird, daß ss
alle Transistoren einen Wert [7 = 200 aufweisen. Außerdem ist in IMg. 3A ein Wert /1 = 0 und e = 0
angenommen und in Fig. 3B A = Q und ή = 0. Aus den
Kennlinien ergibt sich, daß die Unterdrückung des Fehlcrspannungen Einfluß der Unsymmctrie-Faktorcn i«>
bei einer beschränkten Anzahl von Dioden schon sehr gut ist.
Fig.4 zeigt einen Differenzverstärker, bei dem die
Transistoren 1, 2, 3 und 4 von npn-Typ und die Rückkoppcltransistoren 5 und 6 von pnp-Typ sind. Die
<,s Emitter dieser Transistoren sind in diesem Fall über eine Stromquelle mit der Plusklemmc der Spciscquelle
verbunden. Der Kollektor des Transistors 5 ist wieder mit der Basis des Transistors 3 und der Kollektor des
Transistors 6 mit der Basis des Transistors 4 verbunden. Der Kollektor des Eingangstransistors 1 bzw. 2 ist
wieder mit der Basis des Transistors 5 bzw. 6 verbunden, wobei jedoch keine Zenerdiode erforderlich ist. Der
Emitterstrom der Eingangstransistoren 1 und 2 wird dabei um den Kollcktorslrom der Transistoren 5 und 6
erhöht. Ferner ist die Wirkungsweise dieser Schaltung praktisch gleich der nach F i g. 2. Die Bedingungen zum
Erzielen einer guten Unterdrückung der Fchlerspannung sind jedoch verschieden. Aus der Figur /cigI sich,
daß der Ruhestrom des Rückkoppeltransistors geringer sein muß als der Basixglcichstrom der Ausgangsiransi·
stören, also .v>1. Der Eingangsgleichstrom des Differenzverstärker
ist geringer als bei der Schallung nach Fig. 2, da die Transistoren 5 und 6 einen Teil des
Basisgleichstroms der Ausgangstransistorcn liefern. Die Eingangsimpedanz der Schaltung nach Fig. 4 kann
somit höher sein als die der Schaltung nach F i g. 2, wobei diese Impedanz jedoch noch von dein Wen von s
abhängig ist. Die Schaltung nach Fig.4 hat den Nachteil, daß die Einstellung des Ruhestroms der
Rückkoppcltransistoren 5 und 6 kritischer ist als bei der Schaltung nach Fig. 2 und daß die größtmögliche
I Interdrückung der Fehlcrspannungen geringer ist.
F i g. 5 zeigt einen Differenzverstärker, bei dem die Transistoren 5 und 6 auch von pnp-Typ sind, bei dem
aber die Kollcklorelektroden nicht unmittelbar mit den Basiselektroden der Ausgangstransistorcn 3 und 4
verbunden sind; der Kollektor von 5 ist über eine an sich bekannte Umkehrstufe mit der Basis des Transistors 4
und der Kollektor des Transistors 6 über eine gleiche Umkehrstufe mit der Basis des Transistors 3 verbunden.
Die Umkehrstufe beeinflußt nicht den Stromwert, aber kehrt die Slromrichtung um. Als Umkehrstufe ist /. B.
die durch die Blöcke A und /> angegebene Schaltung
anwendbar. Diese Schaltung enthält drei Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps, wobei die Kollektor-Emiltcr-Strccken
des ersten und des zweiten Transistors von dem gleichen Strom durchflossen werden. Der
zweite Transistor ist als Diode geschaltet und seine Basis ist mit der des dritten Transistors verbunden. Die
Emitter des zweiten und des dritten Transistors sind mit einer der Speiseklemmcn verbunden, während der
Kollektor des dritten Transistors mit der Basis des ersten verbunden ist. Die Eingangs- bzw. Ausgangsklemme
wird durch den Kollektor des dritten bzw. des ersten Transistors gebildet. Ein Strom durch den
Kollektor des dritten Transistors wird in dem Kollcktorstrom des ersten Transistors reproduziert. In
dieser Anordnung nach F i g. 5 ist die Wirkungsweise wieder genau gleich der nach F i g. 2.
Es ist selbstverständlich auch möglich, bei der Schallung nach Fig. 2 den Kollektor jedes dei
zusätzlichen Transistoren mittels einer Umkehrstufe mi der Basis des Ausgangstransistors der gegenüberliegen
den Stufe des Differcnzverslärkers zu verbinden. Dii Dioden in den Kollcktorkreiscn der Hingangstransisto
ren können ohne weiteres durch Widerstände ersclz werden, ohne daß die Wirkungsweise der Schaltung ii
irgendeiner Weise geändert wird. Bei Integrierung ist e
jedoch nützlich, Dioden zu verwenden.
Es ist auch möglich, in den Kollcktorkreiscn de Eingangstransistoren statt Dioden Widerstände ζ
verwenden, die nicht mit einer Klemme der Speisequc Ic, sondern mit einem Abgriff des Ausgangswiderstai
des in der gegenüberliegenden Stufe des Diffcrenzvc stärkers verbunden werden. Durch passende Wahl eint
7(19 M!)/1
ff}. 3' ϊ· '."rf
ritigen Verhältnisses zwischen dem Kollektorwidernd
der Eingangstransistoren und dem Widerstand ischen dem Abgriff des Ausgangswiderstandes und
■ Slpeisequelle kann sichergestellt weiden, daß
lktisch nur ein dem Stromverstärkungsfaktorunterlied der Ausgangstransistoren proportionales Signal
J nicht eine Signalspannung rückgekoppelt wird.
llici/u h liliiil /ciduumucn
Claims (6)
1. Darlington-Differenzverstärker mit zwei Transistorpaaren, wobei die Basiselektroden des ersten
Paares mit den Eingangsklemmen verbu -· sind, während dessen Emitterelektroden mit , Basiselektroden
des zweiten Transistorpaares verbunden sind, dessen Emitterelektroden miteinander und
über eine Stromquelle mit einer Klemme der Speisequelle verbunden sind und dessen Kollektor- κ>
elektroden über Impedanzen, über welche die Auügangsspannung entnommen wird, mit der
anderen Klemme der Speisequelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode
jedes der Transistoren des ersten Transistorpaares über eine Impedanz (P) mit einem
Punkt konstanten Potentials verbunden ist, daß die Spannung über dieser Impedanz der Basis eines
Rückkoppeltransistors (5 bzw. 6) zugeführt wird, dessen Emitterelektrode mit der des Rückkoppeltransistors
(6 bzw. 5) der gegenüberliegenden Stufe des Differenzverstärkers und über eine Stromquelle
(2/o) mit einer Klemme der Speisequelle verbunden ist, und daß die Kollektorelektrode jedes dieser
Rückkoppeltransistoren (5,6) unmittelbar oder über eine Umkehrstufe mit der Emitterelektrode eines
der Transistoren (1, 2) des ersten Transistorpaares verbunden ist, derart, daß die Signalspannung über
dem Basis-Emitter-Übergang der Transistoren des ersten Transistorpaares (1,2) erheblich herabgesetzt
wird.
2. Differenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Transistoren (1 ... 6) von
gleichen Leitfähigkeitstyps sind und daß der Kollektor jedes der Rückkoppeltransistoren (5 bzw.
6) unmittelbar mit dem Emitter desjenigen Eingangstransistors (1 bzw. 2) verbunden ist, mit dessen
Kollektor seine Basis verbunden ist (F i g. 2).
3. Differenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkoppeltransistoren (5
bzw. 6) den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp haben wie die Transistoren der zwei Transistorpaare
(1 ... 4) und daß der Kollektor jedes der Rückkoppeltransistoren (5 bzw. 6) über eine
Umkehrstufe (Inverter) (l\ bzw. /2) mit dem Emitter
des Eingangstransistors (2 bzw. 1) der gegenüberliegenden Stufe des Differenzverstärkers verbunden ist
(F ig. 5).
4. Differenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkoppeltransistoren (5
bzw. 6) den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp haben wie die Transistoren der J.wei Transistorpaare
(1 ... 4) und daß der Kollektor jedes der Rückkoppeltransistoren (5 bzw. 6) unmittelbar mit
dem Emitter desjenigen Eingangstransistors (1 bzw. 2) verbunden ist, mit dessen Kollektor seine Basis
verbunden ist (F i g. 4).
5. Differenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Transistoren den gleichen
Leitfähigkeitstyp haben und daß der Kollektor jedes to der Rückkoppeltransistoren (5 bzw. 6) über eine
Umkehrstufe mit dem Emitter des Eingangstransiütors in der gegenüberliegenden Stufe des Differenzverstärkers
verbunden ist.
6. Differenzverstärker nach einem der vorherge- (15
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form einer integrierten Schaltung ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft einen Darlington-Differenzverstärker mit zwei Transistorpaaren, wobei die Basiselektroden
des ersten Transistorpaares mit den Eingangsklemmen und die Emitterelektroden derselben mit den
Basiselektroden des zweiten Transistorpaares verbunden sind, dessen Emitterelektroden miteinander und
über eine Stromquelle mit einer Klemme der Speisequelle verbunden sind und dessen Kollektorelektroden
über Impedanzen, über welche die Ausgangsspannung entnommen wird, mit der anderen Klemme der
Speisequelle verbunden sind.
Bei Differenzverstärkern mit nur zwei Schichttransistoren ist die Eingangsimpedanz normalerweise verhältnismäßig
gering, da zum Erzielen eines hinreichend hohen Ausgangssignals die Ruhestromeinstellung der
Transistoren hoch sein muß, so daß auch der Basisstrom der Transistoren hoch sein wird. Um einen höheren
Verstärkungsfaktor und eine höhere Eingangsimpedanz zu erzielen, wird meist eine Kombination von zwei
Transistorpaaren verwendet. Dabei enthält der Differenzverstärker somit zwei Stufen, die je einen Eingangsund
einen Ausgangstransistor enthalten, die im linearen Wirkbereich eingestellt sind, wobei die Eingangstransistoren
lediglich den Basisstrom der Ausgangstransistoren liefern sollen und der Basisstrom der Eingangstransistoren
entsprechend niedrig sein kann, wodurch eine höhere Eingangsimpedanz erzielt wird.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, daß bei einer solchen Schaltungsanordnung der Unterschied
zwischen den Stromverstärkungsfaktoren der zwei Ausgangstransistoren eine große Rolle spielt, da dieser
Unterschied trotz der modernen Herstellungsverfahren 10 bis 20% betragen kann und außerdem temperatur-
und zeitabhängig ist. Dieser Unterschied äußert sich in den Kollektorströmen der Eingangslransistoren. Infolgedessen
sind die Basis-Emitter-Spannungen der Eingangstransistoren bei gleichem Kollektoi strom der
Ausgangstransistoren und bei Abwesenheit eines Eingangssignals voneinander verschieden. Dieser Unterschied
zwischen den Basis-Emitter-Spannungen der beiden Eingangstransistoren bestimmt, gemeinsam mit
einem etwaigen, geringen Unterschied zwischen den Basis-Emitter-Spannungen der Ausgangstransistoren,
die Unsymmetrie des Differenzverstärkers, die als die Spannung betrachtet werden sdII, die den Eingangsklemmen des Differenzverstärkers zugeführt werden
muß, um eine Ausgangsspannung Null zu erzielen. Bei einem Differenzverstärker mit nur zwei Transistoren
kommt nur letzterer Beitrag in Frage. Infolge des vorerwähnten, verhältnismäßig großen Unterschiedes
zwischen den Stromverstärkungsfaktoren der Ausgangstransistoren ist die Unsymmetrie des beschriebenen
Zweistufenverstärkers, nachfolgend Darlington-Differenzverstärker genannt, um einen Faktor 10 bis 20
größer als die Unsymmetrie eines Differenzverstärkers mit nur zwei Transistoren. Der Gewinn an Eingangsimpedanz
und Verstärkungsfaktor geht somit auf Koster einer höheren Unsymmetrie.
Die Erfindung bezweckt, diese Unsymmetrie de.· Darlington-Differenzverstärkers stark herabzusetzen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dii Kollektorelektrode jedes der Transistoren des erstet
Transistorpaares über eine Impedanz mit einem Punk konstanten Potentials verbunden ist und daß dii
Spannung über dieser Impedanz der Basis eine Rückkoppeliransistors zugeführt wird, dessen Emitter
elektrode mit der des Rückkoppeltransistors de gegenüberliegenden Stufe des Differenzverstärkers un
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6911359 | 1969-07-23 | ||
NL6911359A NL6911359A (de) | 1969-07-23 | 1969-07-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2032630A1 DE2032630A1 (de) | 1971-02-04 |
DE2032630B2 DE2032630B2 (de) | 1977-03-24 |
DE2032630C3 true DE2032630C3 (de) | 1977-11-10 |
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