DE2032682A1 - Gegentakt-Verstärker - Google Patents

Gegentakt-Verstärker

Info

Publication number
DE2032682A1
DE2032682A1 DE19702032682 DE2032682A DE2032682A1 DE 2032682 A1 DE2032682 A1 DE 2032682A1 DE 19702032682 DE19702032682 DE 19702032682 DE 2032682 A DE2032682 A DE 2032682A DE 2032682 A1 DE2032682 A1 DE 2032682A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistors
stage
voltage
circuit
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702032682
Other languages
English (en)
Inventor
Der Anmelder Ist
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19702032682 priority Critical patent/DE2032682A1/de
Publication of DE2032682A1 publication Critical patent/DE2032682A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3069Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output
    • H03F3/3076Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output with symmetrical driving of the end stage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

  • Gegentakt-Verstärker Die Erfindung betrifft einen Gegentakt-Verstärker mit zwei als Emitterfolger geschalteten Stufen und komplementären Transistoren in jeder Stufe.
  • Bei Verstärkern dieser Art war es bisher nicht möglich, eine völlige elektrische Symmetrie herzustellen. Zur Symmetrierung der Mittelpunktspannung und zur Gewährleistung eines unabhängig von der Betriebstemperatur konstanten Transistorruhestromes bedurfte es bisher eines beträchtlichen schaltungstechnischen Aufwandes. Ein weiterer Nachteil bekannter Schaltungen besteht darin, daß zwischen Eingang und Ausgang eine kleine Gleichspannungsdifferenz verbleibt, die beispielsweise einen Einsatz in Operationsverstärkern verbietet. Schließlich führt die elektrische Unsymmetrie auch zu Verzerrungen der zu verstärkenden Signale, die nur teilweise durch zusätzliche Schaltungsmaßnahmen kompensiert werden können, Eine bekannte Schaltung dieser Art zeigt Fig. 1. Dort ist eine Stufe mit den zueinander komplementären Transistoren T2 und T4 als Emitterfolger zu der vorangehenden Stufe mit den ebenfalls zueinander komplementären Transistoren T1 und T3 geschaltet. Die Basisvorspannung für die Transistoren T1 und T3 wird hier mittels dreier Dioden D1, D2 und D3 erzeugt, und der Ruhestrom der Schaltung wird über die Gleichspannungsdifferenz zwischen den Basen der Transistoren T1 und T3 mittels eines Trimmerpotentiometers P.eingestellt. Ein die Dioden überbrUckender Elektrolytkondensator C läßt die Niederfrequenzsignale zum Transistor T1 durch. Außer diesen Schaltelementen zur Vorspannungserzeugung und Ruhestromeinstellung sind weitere Schaltele mente in nicht dargestellten Vorstufen erforderlich, um die Mittelpunktspannung einzustellen.
  • Der Spannungsabfall über den Dioden ist nämlich nicht gleich dem Spannungsabfall über den Basis-Ermitter-Strecken der Transistoren T2 und T4, so daß die erwähnte Gleichspannungsdifferenz am Eingang und Ausgang entsteht. Ferner haben die Dioden D1 und D3 nicht das gleiche Temperaturverhalten wie die Transistoren, so daß selbst bei gutem Wärmekontakt insbesondere in Leistungsstufen mit hoher Wärmeerzeugung der Ruhestrom der Schaltung nur mit zusätzlichem Aufwand einigermaßen konstant gehalten werden kann.
  • Die Dioden, Einstellpotentiometer und der Überbrückungskondensator stören die Symmetrie am Eingang und rufen nichtlineare Verzerrungen hervor.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gegentakt-Verstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem Einstellwiderstände und dergleichen zur Herstellung der Symmetrie und zur Einstellung des Ruhestromes entfallen und der weitgehend verzerrungsfrei arbeitet. Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Transistoren der ersten Stufe Jeweils komplementär zu den von ihnen angesteuerten Transistoren der zweiten Stufe sind, daß die Emitterarbeitswiderstände der Transistoren der ersten Stufe Jeweils am selben Gleichspannungspol liegen wie die Kollektoren der zweiten Stufe und daß die Basen der Transistoren der ersten Stufe unmittelbar zusammengeschaltet sind.
  • Die erfindungsgemäße Schaltung ist im Aufbau völlig symmetrisch, wobei sich die Ausgangsmittelpunktspannung automatisch auf den gleichen Spannungswert wie die Eingangsspannung einstellt und sich desgleichen auch der Ruhestrom der Schaltung automatisch auf einen vorgegebenen Wert einstellt, so daß Dioden und Einstellpotentiometer entfallen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 eine bekannte Gegentakt-Schaltung; Fig. 2 eine Schaltung gemäß der Erfindung; Fig. 3 die Schaltung gemäß Fig. 2 mit Kurzschlußsicherung und nachfolgender Lei-; stungssendstufe und Fig. 4 eine Abwandlung der Schaltung gem.
  • Fig. 3.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltung in Fig. 2 sind die Basen der Transistoren T1 und T3 der ersten Stufe galvanisch miteinander verbunden, während ihre Emitter über Widerstände Rl und 1t3 an jeweils eine Klemme der Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Der Kollektor des Transistors T3 liegt an der positiven Klemme und der Kollektor des Transistors T1 an der negativen Klemme der Gleichspannungsquelle. Die Transistoren T2 und T4 der zweiten Stufe, die wie die beiden Transistoren der ersten Stufe komplementär sind, bilden jeweils Emitterfolger zur ersten Stufe, wobei aber auch die aufeinanderfolgenden Transistoren komplementär sind. Die Emitter der Transistoren T2 und T4 sind über Widerstände R2 und R4 miteinander verbunden und am Verbindungspunkt der beiden Widerstände wird die Ausgangsspannung entnommen. Die Kollektoren von T2 und T4 liegen am gleichen Pol der Spannungsquelle wie jeweils der Emitter des Transistors der vorangehenden Stufe. Gelangt ein Wechselspannungssignal an den Eingang E, so bewirkt die negative Amplitude, daß die obere Hälfte der Schaltung aAs Emitterfolger und die untere Hälfte als Arbeitswiderstand arbeitet.
  • Umgekehrt wirkt bei positiver Amplitude die untere Hälfte als Emitterfolger und die obere Hälfte als Arbeitswiderstand. Verbindet man bei dieser Schaltung die Basen der Transistoren T1 und T2 mit dem Mittelpunkt der Betriebsspannung VCC und mißt die Spannung zwischen Ausgang A und dem Mittelpunkt der Betriebsspannung, so erhält man auch am Ausgang den Spannungswert Null. Dies rührt daher, daß die Gleichspannung zwischen Basis und Emitter von T1 und die Glelchspannung zwischen Basis und Emitter von T2 gegensinnig gepolt sind und sich daher ebenso aufheben wie die entsprechenden Spannungen an den Transistoren T3 und T4.
  • Die Größe der Widerstände R1 und R3 bestimmt die Größe des Stromflusses über die Emitter,Kollektor-Streoken der Transistoren T1 und T3 und damit den Spannungsabfall zwischen den Basen und Emittern von Tl und T3. Diese auch Schwellwertspannung ,genannte Spannungsabfall, der bei geringen Strömen verhEltnismäßig konstant ist, nimmt mit steigendem Strom zu. Die Widerstände R2 und R4 werden nun so bemessen, daß der Spannungsabfall zwischen Basis von T2 und A bzw. zwischen Basis von T4 und A gleich der Schwellwertspannung von T1 hzw. T3 ist, wobei die Größe des Ruhestromes der Schaltung durch die Dimensionierung der Widerstände R1 bis R4 wählbar ist.
  • Bei Erhöhung der Sperrschichttemperatur der Transistoren verringert sich die Schwellwertspannung über der Basis-Emitter-Strecke. Dies hat eine Erhöhung des Ruhestroms zur Folge, die nur teilweise durch die Widerstände R2 und R4 stabilisiert wird.
  • Um den Ruhestrom hochkonstant zu halten, braucht aber lediglich für guten Wärmekontakt zwischen den Transistoren T1 und T3 und T4 gesorgt zu werden. Es ändert sich dann nämlich die Schwellwertspannung der Transistoren Ti und T3 in gleicher Weise wie bei T2 und T4, und es erfolgt eine Kompensation , weil die Schwellwertspannungen võn~?l und^T2 bzw. von T3 und T4 gegensinnig gepolt sind. Je besser der Wärmekontakt ist, um so weniger wirken sich auch kurzseitige Belastungsspitzen auf den Ruhestrom aus. Optimale Stabilisierung erreicht man durch Integrierung von T1 und T2 bzw. von T3 und T4.
  • Der Vorteil der-erfindungsgemäßen Schaltung liegt vor allem im Wegfall jeglicher Abgleicharbeiten und in der Einsparung einer Reihe von Bauelementen. Bin weiterer Vorteil der Schaltung liegt.darin, daß der Verstärker als B-Verstärker mit sehr niedrigem Ruhestrom und niedrigem Ausgangsquellwiderstand betrieben werden kann und daß durch die völlige Symmetrie nicht lineare Verzerrungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden Darüberhinaus zeigt die Schaltung eine optimale Temperaturstabilität. Da sich durch die komplementäre Anordnung der Transistoren innerhalb der Stufen und im Bezug auf die folgende Stufe die Transistorschwellwertspannungen auf den Wert 0 kompensieren, so daß zwischen Eingang E und Ausgang A keine Gleichspannungsdifferenz mehr besteht, kann der Verstärker auch als Leistungsendstufe für einen Operationsverstärker betrieben werden.
  • Durch Hinzufügen einer weiteren Stufe mit den Lesstungs- i transistoren T5 und T6 in Verbindung mit Arbeitswiderständen R5 und R6 für die Transistoren T2 und T4 kann eine sehr starke Vergrößerung der Ausgangsleistung erreicht werden. Ebenso kann durch Einschalten von zwei Dioden D4 und D5 zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A auf sehr einfache Weise eim Kurzschlußsicherung geschaffen werden.
  • Tritt zwischen Eingang und Ausgang des Verstärkers ein Glei.chspannungsgeflle auf - bedingt durch Kurzschluß oder Überlastung - so werden bei einer Spannungsdifferenz, die der Diodenschwellwertspannung entspricht, die Dioden D4 und D5 leitend. Dadurch wird der Eingang sehr niederohmig, und es setzt eine wirksame Strombegrenzung ein. Auch hierbei werden gegenüber bekannten Strombegrenzungsschaltungen große Einsparungen erzielt, da außer den beiden Dioden keine weiteren Bauelemente benötigt werden.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Anordnung gem. Fig. 3 nur dadurch, daß die Kollektoren der Leistungstransistoren T5 und T6 gemeinsam am Ausgang A liegen.
  • Aufgrund der galvanischen Verbindung der Kollektoren eignet sich diese Schaltung besonders für die Herstellung als integrierte Schaltung. Ein weiterer Vorteil der galvanischen Verbindung ist die Möglichkeit, die Systeme der Endtransistoren auf eine gemeinsame Kühl fläche setzen zu können.
  • Als Halbleiter können entweder Silizium- oder Germanium-Halbleiter verwendet werden.
  • - Patent ansprüche -

Claims (3)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e Gegentakt-Verstärker mit zwei als Emitterfolger geschalteten Stufen und koniplementären Transistoren in jeder Stufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (T1, T3) der ersten Stufe jeweils komplementär zu den von ihnen angesteuerten Transistoren (T2, T4) der zweiten Stufe sind, daß die Emitterarbeitswiderstände (Rl, R3) der Transistoren der ersten Stufe jeweils am selben Gleichspannungspol liegen wie die Kollektoren der Transistoren der zweiten Stufe und daß die Basen der Transistoren der ersten Stufe unmittelbar zusammengeschaltet sind.
  2. 2. VerstErker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (T1, T3) der ersten Stufe mit den Transistoren (T2, T4) der zweiten Stufe wärmeleitend gekoppelt sind.
  3. 3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Eingang und Ausgang eine Parallelschaltung von zwei gegensinnig gepolten Dioden (D4, D5) als Überlastungsschutz eingeschaltet ist.
    Leerseite
DE19702032682 1970-07-02 1970-07-02 Gegentakt-Verstärker Pending DE2032682A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702032682 DE2032682A1 (de) 1970-07-02 1970-07-02 Gegentakt-Verstärker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702032682 DE2032682A1 (de) 1970-07-02 1970-07-02 Gegentakt-Verstärker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2032682A1 true DE2032682A1 (de) 1972-01-05

Family

ID=5775528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702032682 Pending DE2032682A1 (de) 1970-07-02 1970-07-02 Gegentakt-Verstärker

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2032682A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2753126A1 (de) * 1977-11-29 1979-06-07 Standard Elektrik Lorenz Ag Ansteuerschaltung mit positivem und negativem ausgangsstrom und nachgeschalteten gegentakt-leistungsendstufen
FR2528260A1 (fr) * 1982-06-07 1983-12-09 Western Electric Co Perfectionnements concernant des circuits amplificateurs lineaires

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2753126A1 (de) * 1977-11-29 1979-06-07 Standard Elektrik Lorenz Ag Ansteuerschaltung mit positivem und negativem ausgangsstrom und nachgeschalteten gegentakt-leistungsendstufen
FR2528260A1 (fr) * 1982-06-07 1983-12-09 Western Electric Co Perfectionnements concernant des circuits amplificateurs lineaires
US4540950A (en) * 1982-06-07 1985-09-10 At&T Bell Laboratories Wideband linear amplifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2660968C3 (de) Differentialverstärker
DE2920793C2 (de) Linearer Gegentakt-B-Verstärker
DE2836914C2 (de)
DE2207233C3 (de) Elektronischer Signalverstärker
EP0579686B1 (de) Wandlerschaltung
DE3416850C2 (de)
DE602004009919T2 (de) Schaltung für einen verbesserten differenzialverstärker und andere anwendungen
DE2452445A1 (de) Verstaerkerschaltung mit einem stromspiegelverstaerker
DE69725277T2 (de) Rauscharmer Verstärker
DE2462423B2 (de) Operationsverstärker
EP0021085B1 (de) Monolithisch integrierbarer Transistorverstärker
DE3622615C1 (de) Spannungsgesteuerter Verstaerker fuer erdsymmetrische,elektrische Signale
DE2032682A1 (de) Gegentakt-Verstärker
DE3924471A1 (de) Breitbandverstaerker mit stromspiegelrueckgekoppelter vorspannungsschaltung
DE3007715A1 (de) Verstaerkerschaltung mit durch eine steuerspannung steuerbarer gesamtverstaerkung
EP0133618A1 (de) Monolithisch integrierte Transistor-Hochfreqzenz-Quarzoszillatorschaltung
DE2148880C2 (de) Stromquelle in integrierter Schaltungstechnik
DE1243727B (de) Transistorverstaerker, insbesondere Transistorleistungsverstaerker, der eine Vorspannungsstabilisierung und direkte Kopplung verwendet
DE2706574C2 (de) Spannungsgesteuerte Verstärkerschaltung
DE3029895A1 (de) Schaltungsanordnung zur speisung von bausteinen in teilnehmerstationen
DE3010145A1 (de) Verstaerkerschaltung
DE3531645A1 (de) Schaltungsanordnung zum schutz gegen auf signalleitungen auftretenden stoerspannungen
DE4317686C2 (de) Stromspiegelschaltung
DE2361525A1 (de) Gegentakt-verstaerker-schaltungsanordnung
DE3102630A1 (de) Gegentaktverstaerkerschaltung