DE2241956A1

DE2241956A1 - Halbleiter-impedanzwandler-schaltung und ihre anwendung als oszillator

Info

Publication number: DE2241956A1
Application number: DE2241956A
Authority: DE
Inventors: Mikito Baba; Seiya Hamada; Katsuaki Inoue; Takeo Miyata
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1971-08-28
Filing date: 1972-08-25
Publication date: 1973-05-17
Also published as: FR2151970A5; NL7211686A

Description

β MÖNCHEN 25 · LIPOWSKYSTR. IO

MITSUMI ELECTRIC COMPANY, LTDi ta-me-l6

S/Be

22. Aug. 1972

Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltung und ihre Anwendung als Oszillator

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltung und auf einen Oszillator, der unter Verwendung . dieser Schaltung aufgebaut ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Halbleiter-Impedanzwandler...(Oberbegriff von Anspruch 1).

Es wurden schon verschiedene Halbleiter-Impedanzwandler-Schal- ' tungen vorgeschlagen. Diese erfordern eine große Anzahl von Impedanz-Bauelementen und Transistoren und haben eine Charakteristik, die beeinflußt wird von der Temperaturabhängigkeit des Basisschaltungs-Stromverstärkungsfaktors der in der Schaltung verwendeten Transistoren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltung zu schaffen, bei der weniger Impedanz-Bauelemente und Transistoren erforderlich sind und die keine Temperaturabhängigkeit hat. Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst.

Nach der Erfindung ist es also möglich, eine einfache Halbleiter-Impedanzwandler -Schaltung aufzubauen, mit einer aus zwei Transistoren bestehenden Halbleiter-Schaltung, drei Impedanz-Bauelementen und einer Gleichspannungs-Vorspannungsquelle,wobei die

- 2 309820/Q900

ta-me-l6

Impedanzwandler-Schaltung eine negative Impedanzwandler-Punktion und/oder eine Gyratorfunktion hat.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein Oszillator unter Verwendung der oben erwähnten Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltung geschaffen werden.

AusfUhrungsbelspiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.

Pig. 1 und 2 sind Schaltbilder von AusfUhrungsbeispielen des grundsätzlichen Aufbaues einer Halbleiter-Impedanz wand Ie r-Schaltung nach der Erfindung.

Fig. 3 bis 8 sind Schaltbilder von speziellen Ausführungsbeispielen der Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltung nach der Erfindung.

Pig. 9 bis 11 sind Schaltbilder von Ausführungsbeispielen

eines Oszillators, der aufgebaut ist unter Verwendung der Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltungen nach Pig. j5, 4 bzw. 5 und

Fig. 12 zeigt schematisch ein anderes Beispiel eines

Halbleiter-Bauelementes, das in den Schaltungen verwendbar ist.

Anhand der Figur 1 wird eine Grundschaltung nach der Erfindung zunächst im einzelnen beschrieben. Mit U ist als Ganzes ein Halbleiter-BaueLement bezeichnet, das vier Anschlüsse E, B, Y und C hat, einen pnp-Transistor Ql und einen npn-Transistor Q2 enthält, und bei der der Emitter des Transistors Ql mit dem Anschluß E verbunden ist, die Basis des Transistors Ql und der Kollektor des Transistors Q2 mit dem Anschluß B verbunden sind,

309820/0900

ta-me-l6

5 - ' ■ 3

während der Kollektor des Transistors Ql und die Basis des Transistors Q2 gemeinsam mit dem Anschluß Y verbunden sind und der Emitter des Transistors Q2 mit dem Anschluß C verbunden ist.

Der Anschluß E des Halbleiter-Bauelementes U ist verbunden mit einem äußeren Anschluß Tl. Eine Vorstromquelle IS ist zwischen den Anschluß E und einen äußeren Anschluß oder gemeinsamen Erdanschluß T2 eingeschaltet. Ein Impedanz-Bauelement Ml ist zwischen die Anschlüsse B und T2 eingeschaltet. Ferner sind die Anschlüsse C und Y durch Impedanz-Bauteile M5 bzw. M4 mit dem einen Ende einer Gleichspannungs-Vorspannungsquelle VS verbunden, deren anderes Ende an dem Anschluß T2 liegt. In diesem Falle müssen die Impedanz-Bauelemente Ml, K5 und M4 so ausgebildet sein, daß die Anschlüsse B, C bzw. Y mit der Spannungsquelle VS' gleichstrommäßig verbunden sind. ·

Oben wurde der grundsätzliche Aufbau einer Schaltung nach der Erfindung beschrieben. Nimmt man an, daß ein Bauelement M2 (nicht dargestellt) mit einer Impedanz Z₂ zwischen die Anschlüsse B und Y in Figur 1 eingeschaltet ist, so gilt für die Impedanz Z₀ zwischen den Anschlüssen Tl und T2 das folgende.

Haben die Basisschaltungs-Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren Ql und Q2 die Wertetii. bzw.o( p, werden die Spannungen zwischen den Basen und den Emittern mit v, bzw. Vp bezeichnet * und die Impedanzen der Bauelemente Ml, M^ und M4 mit Z,, Z_n, bzw. Zh und wird der Strom, der zum Anschluß E fließt, mit i bezeichnet, so ist die Impedanz Z zwischen den Anschlüssen Tl und T2 durch die folgende Gleichung gegeben.

309820/0900

Hierbei ist

Wird demgemäß die folgende Bedingung erfüllt

1 -

so folgt:

P₁ - Z₄ (-Of₂Z₂ +

(7)

309820/0900

(8)

241956

Die Bedingung der Gleichung (€) kann aus folgendem Grund erfüllt werden. Werden nämlich die Emitterschaltungs-Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren- Ql und Q2 mit h- - bzw. h_f „ bezeichnet so gilt fUr sie:

fei

1 -CX₁

I -

(9)

Ofc

fe2

1 -C*

(10)

Daher wird aus der Gleichung (6) folgendes:

fei 1 -

fe2

«(11)

Ist z.B.

fei

= h

⁼ ²⁰⁰' ^{so folgt}

< — C200 200 Z,

(11')

und sofer.n Z-. — Z^ ist, so kann die Bedingung der Gleichung (6) gut erfüllt werden. Daher wird der Ausdruck ganz rechts in Gleichung (1) durch Verwendung der Gleichungen (7) und (8) zu folgendem:

^Z4 -^{+ Z}l

309820/0 9 00

J(i -Oi₂) z₂\<K Jz₃ + Z_{4 +} Z₁ /ι

ta-me-15///)

(14)

Wird die folgende Bedingung erfüllt

+ Z₁

so wird demgemäß aus Gleichung (12) folgendes:

1-f

+ z,

i h

i_ _ rf *T

(15)

(16)

Umgeschrieben unter Verwendung der Gleichung (10) ergibt sich aus Gleichung (15) folgendes:

Ist z.B. Iz

so folgt daraus

^hfe2l^Z3 ⁺ h ^{+ 2}I-I¹ ⁺~

kil und beträgt

(17)

3kn«|z₂|<iC 800 kil

200,

(18)

Aus Gleichung (8) folgt P₂ =-z₂

(19)

innerhalb eines Bereiches, in dem die Gleichung (15) erfüllt ist. Wird demgemäß die Gleichung (19) verwendet als der zweite Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (1) und istoi^^ 1, so läßt sich Gleichung (1) wie folgt ausdrücken:

309820/0900

ta-me-15/41;

ζ_χ(ζ₂+ζ₄)

-Z₁

1 —

ζ_+ζ₄+ζ

(20)

Ist der Absolutwert des ersten Ausdrucks der Gleichung (20) sehr viel kleiner als der des zweiten Ausdrucks, d.h. z.B. wenn |zJ ~ J Z^ — Iz₁J= 1 kfl, sofern /z^J« 30 kllund wenn Vj/i ~ Vp/i * 10 jQ., so werden der erste und der zweite Ausdruck etwa 20i2bzw. 1 kXl. Infolgedessen dominiert in Gleichung (20) der

zweite Ausdruck und Z wird:

Z₄ / Z

(21)

- Z₁

^ΖΛ

(22)

K₂ = Z₁

so folgt demnach

(23)

(24)

(25)

309820/0 9 00

t ta-me-l6

Die Impedanz Z zwischen den Anschlüssen Tl und T2, die durch die Gleichung(25)angegeben Wird, wurde errechnet unter der Annahme, daß das Bauelement M2 mit der Impedanz Zp zwischen die Anschlüsse B und Y in Figur 1 eingeschaltet wäre. In der Schaltung nach Figur 1 ist jedoch dieses Bauelement M2 nicht vorhanden. Demgemäß wird die Impedanz Z entsprechend der Gleichung(25)und der tatsächlichen Figur 1 durch folgende Gleichung gegeben:

Z₀ = -K₁Z₁ · (26)

die die folgende Bedingung in Gleichung(25) erfüllt:

Z₂ = OO (27)

Daher ist es bei der oben beschriebenen Schaltung nach Figur 1 möglich, zwischen den Anschlüssen Tl und T2 die durch Gleichung (26) gegebene Impedanz zu erzielen, die umgewandelt wurde aus den Impedanzen Z₁, Z, und Zh der Bauelemente Ml, M3 bzw. W\. Demgemäß hat die Schaltung nach Figur 1 eine Impedanz-Wandler^ Funktion, einschließlich einer negativen Impedanz-Wandler-Funktion für Z₁.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der. Erfindung, wobei Teile, die denen in der Figur 1 entsprechen, gleiche Bezeichnungen tragen und nicht weiter beschrieben werden. Dies gilt auch für die weiteren Figuren. Die Schaltung nach Figur 2 gleicht derjenigen nach Figur 1 mit der Ausnahme, daß ein Impedanz-Bauelement M5 mit einer Impedanz Z,- in Reihe zwischen die Anschlüsse Tl und E nach Figur 1 geschaltet ist.

Bei der Schaltung nach Figur 2 wird die Impedanz Z_Q# betrachtet von den Anschlüssen Tl und T2 her:

Z₀ = -K₁Z₁ + Z₅ (28)

309820/0900 "⁹"

9 ta-me-l6

- 224Ί956

Wird die Impedanz Z in der folgenden Form ausgedrückt, wobei die Werte des reellen und imaginären Teils von -K₁Z₁ geschrieben werden als -Rin bzw. jcuXin, so gilt:

Z₀ = -K₁Z₁ (29)

= -Rin + J(JL)XIn

Wird für Z₅ gesetzt:

Z₅ = +Rin (30)

so wird aus Gleichung (29) folgendes:

^Zo ⁼ "^K1^Z1

Die Impedanz Z zwischen den Anschlüssen Tl und T2 ergibt sich also als eine Impedanz, die auf einer induktiven Reaktanz _s ausgedrückt durch Xin, basiert.

Pig. j5 zeigt ein Ausführungsbeispiel auf der Basis der Schaltung nach Figur 1. Das Bauelement Ml wird dargestellt durch einen Widerstand 1 mit einem Widerstandswert R₁ und einem Kapazitätselement l' mit einer Kapazität C₁. Die Bauelemente M^ und M4 sind Widerstände J5 bzw. 4 mit Widerstandswerten R-, bzw. Rl.

Bei einer solchen Schaltung ist die Impedanz Z₁ des Bauelements Ml gegeben durch die folgende Gleichung:

R₁ ² , _{( }}

1 +

wobei CaJ die Betriebs-Kreisfrequenz ist. Werden in diesem Falle R₁ und C₁ so gewählt, daß man die folgende Beziehung erhält:

3098 20/090 0

10 - ta-me-l6

ι (33)

so wird aus Gleichung (32)

Z₁ ^ R₁ Ferner werden die Impedanzen Z-, und Zu ausgedrückt durch R, bzw.

R^. Werden in diesem Falle R₁, /J.coCj, R-* und R^ so gewählt, daß sich Bedingungen gleich oder ähnlich denen in der Herleitung der Gleichung (25) ergeben, so wird demgemäß die Impedanz Z zwischen den Anschlüssen Tl und T2 aus Gleichung (27)ί

· ζ

(35)

Daher hat die Schaltung nach Figur 3 zwischen den Anschlüssen Tl und T2 eine Reihenimpedanz mit dem negativen Widerstand Rin und der induktiven Reaktanz Xin, das heißt einer Induktivität L, die beide folgende Werte haben: -

^RJi
Rin = - ~ * R₁ (36a)

Xin = L = C₁ · R ². J^ (36b)

1 1 H₃

Da die Impedanz Z_Q in diesem Falle unabhängig von den Basisschaltungs-Stromverstärkungsfaktoreno^ undo(₂ der Transistoren Ql und Q2 erzielt wurde, ist es möglich, eine Impedanz zu erhalten, die

- 11 309820/0900

- 11 - ta-me-l6

nicht temperaturabhängig ist, selbst wenn die Verstärkungsfaktoren^- und<^vj temperaturabhängig sind.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 basiert auf der Schaltung nach Figur 1. Das Bauelement M4 ist als Parallelschaltung eines Widerstandes 4 mit einem Widerstandswert R₄ und eines Kondensators 4' mit einer Kapazität C₄ ausgebildet. Die Bauelemente Ml und M3 haben Widerstände 1 und 3 mit Widerstandswerten R₁ bzw. R-,.

Bei einer solchen Anordnung wird die Impedanz Zj, des Bauelements M4 durch folgende Gleichung gegeben:

^ R₄- JUJC₄R₄ ²
^Z4 - 1 + (Ui C₄R₂/

Werden in diesem Falle R₄ und C₄ so gewählt, daß die Ungleichung:

² 1 (38)

erfüllt ist, so wird aus Gleichung (37):

Z₄ is R₄ - JWC₄R₄ ² (39)

Die Impedanzen Z₁ und Z-, werden dargestellt durch R₁ bzw. R,. Iz

Werden R₄, /JU)C₄, R₁ und R, so gewählt, daß Bedingungen gleich oder ähnlich denen bei der Herleitung der Gleichung (25) erzielt werden, so wird die Impedanz Z zwischen den Anschlüssen Tl und T2 daher aus Gleichung (27) zu:

= -K₁Z₁

^zi

- j

R)

R₁

• R_{1 +}
30^820/0900 > ^J _i2-

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Daher stellt eine Schaltung nach Figur 4 zwischen den Anschlüs sen Tl und T2 eine Reihenimpedanz eines negativen Widerstandes RIn und einer Induktivität L dar, die sich beide wie folgt aus drücken lassen!

Ru
Rin = - Ji . R₁ (4la)

Xin = L = C₄ · R₄ ² · ^ (41b)

₄ · R₄ ^

Auch in diesem Falle erhält man die Impedanz als einen Wert, der die Basisschaltungs-Stromverstärkungsfaktoren c^ ₁ undtAo der Transistoren Ql und Q2 nicht enthält, so daß die Impedanz unabhängig ist von der Temperatur.

Das AusfUhrungsbeispiel nach Figur 5 ist eine Kombination der Schaltungen nach Figur 3 und 4. Nach Figur 5 ist das Bauelement Ml als Parallelschaltung eines Widerstandes 1 und eines Kondensators 1* ausgebildet. Das Bauelement M4 ist ebenfalls eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 4 und einem Kondensator 4'_f und das Bauelement M4 ist ein Widerstand 3·

Bei einer solchen Schaltung lassen sich die Impedanzen Z, und Z₄ der Bauelemente Ml und M4 durch die Gleichungen (32) bzw. (37) ausdrücken. Werden außerdem die Bedingungen der Gleichungen (33 und 38) erfüllt, so werden die erstgenannten Gleichungen in die Gleichungen (34) und (39) überführt. Demgemäß läßt sich aus Gleichung (27) die Impedanz Z_Q zwischen den Anschlüssen Tl und T2 in folgender Form angeben:

z_o - - K₁Z₁

JtZ

^(Ri -

"3 309820/0900

-13-

= - 4- (R₁R₄-OZ²C₁C₄R₁ ²R₄ ²) + äU) -O (C₁R₁₊C₄R₄) (42)

J5 3

Daher stellt die Schaltung nach Figur 5 zwischen den Anschlüssen Tl und T2 eine Reihenimpedanz aus einem negativen Widerstand Rin und einer Induktivität L dar, die sich beide durch die folgenden Gleichungen ausdrücken lassen:

Rin = - ^- (R₁R₄ -W²C₁C₄R₁ ²R₄ ²) (4>a)

Xin = L = -jLi (C₁R₁ + C₄R₄)

Die Induktivität L erhält man in diesem Falle als Summe derjenigen, die man nach Figur 3 und 4 erhält. Man kann also in diesem Falle eine große Induktivität erzielen.

Werden bei der Schaltung nach Figur 5 R₁, R₄, C₁ und C₄ so gewählt, daß

Cu²C₁C₄R₁R₄ = 1 · (44)

so wird die rechte Seite der Gleichung (4^a) Null. Also ist Rin = 0 und daher ergibt sich aus Gleichung (42)

^Zo ⁼ ^ό(ύ XC₁R₁+ C₄R₄) (45)

Daher stellt die Schaltung nach Figur 5 zwischen den Anschlüssen Tl und T2 eine Impedanz dar, die auf einer reinen Induktivität, gegeben durch Gleichung (4^b),beruht.

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Die Schaltung nach Figur 6 basiert auf der Grundschaltung nach Figur 2. Die Bauelemente Ml, M3 und M4 sind in derselben Weise gebildet wie in Figur 3* und das Bauelement M5 ist ein Widerstand 5 mit einem Widerstandswert R₁-.

Nimmt man an, daß bei der Schaltung nach Figur 6 die Impedanz des Bauelementes Ml durch die Gleichung (33) gegeben wird, so ergibt sich die Impedanz Z zwischen den Anschlüssen Tl und T2 aus Gleichung (28) wie folgt:

Z₀ - - K₁Z₁ +

Rh λ

+ JiUC₁Rf. ^ + R₅ . (46)

Werden R₁, R,, R₁^ und R,- so gewählt, daß sie die Bedingung

JS. R₁ (47)

erfüllen, so wird daher die durch Gleichung (43) gegebene Impedanz Z
ο

Z₀ = JLuC₁R₁ ². j^ (48)

und man erhält die reine Induktivität nach Gleichung (36b).

Das AusfUhrungsbeispiel nach Figur 7 basiert auf der Grundschaltung nach Figur 2. Nach Figur 7 sind die Bauelemente Ml, M3 und M4 ebenso ausgebildet wie nach Figur 4. Das Bauelement M5 ist ein Widerstand 5» ebenso wie nach Figur 6.

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Nimmt man an, 'daß bei einer Schaltung nach Figur 7 die Impedanz Z₂₁ des BauelementsM4 beschrieben wird durch Gleichung (39) > so wird die Impedanz zwischen den Anschlüssen Tl und T2 aus Gleichung (28):

z_o = - K₁Z₁ + Z₅

IT ^Rl +-3WC₄HjJ² . ^i + R₅ (49)

Unter der durch Gleichung (47) gegebenen Bedingung wird demgemäß die Impedanz Z_Q, die durch Gleichung (49) gegeben ist, zu:

² ^ . (50)

und man erhält die reine Induktivität nach Gleichung (4lb).

Die Schaltung nach Figur 8 ist eine Kombination der Schaltungen nach Figur 6 und 7. Nach Figur 8 ist das Bauelement Ml als Parallelschaltung eines Widerstandes 1 und eines Kondensators 1' ausgebildet, während das Bauelement M4 eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 4 und einem Kondensator 4¹ ist und die Bauelemente M3 und M5 Widerstände 3 bzw. 5 sind.

Nimmt man an, daß bei einer solchen Anordnung die Impedanzen Z₁ und Z₄ der Bauelemente Ml und M4 sich durch die Gleichungen (34) bzw. (39) ausdrücken lassen, so wird die Impedanz Z_Q zwischen den Anschlüssen Tl und T2 aus Gleichung (28) zu:

DB

^Zo = - IT"(^R1^R4 -^²C₁C₄R_x ²R₄ ²) + j UJ -^-U(C₁R₁ +C₄R₄HR₅ (51) Wird die Bedingung:

^R5 "Irr ^(Ri^R4 - ω ^2ci^c4^ri^2r4²⁾ J ⁽⁵²⁾

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erfüllt, so wird daher die Impedanz Z , gegeben durch Gleichung (51)t zu Gleichung (45), so daß man eine reine Induktivität erhält.

Die Schaltung nach Figur 9 gleicht derjenigen nach Figur j5 der Ausnahme, daß der Kondensator 6 mit einer Kapazität Cg zwischen die Anschlüsse E und Erde geschaltet ist, und daß die Anschlüsse Tl und T2 weggelassen sind.

Wäre bei diesem Ausführungsbeispiel der Kondensator 6 nicht vor~ handen, so würde man die Impedanz zwischen dem Anschluß E und Erde erhalten als Impedanz einer Reihenschaltung aus dem negativen Widerstand nach Gleichung (36a) und der Induktivität nach Gleichung (36b). Demzufolge kann die Schaltung auf einer Frequenz schwingen, die im wesentlichen durch die Induktivität L nach Gleichung (j56b) und Cg bestimmt wird. Die Schwinpuriß kann z. B. zwischen dem Anschluß 7, der vom Anschluß C herausgeführt ist und Erde abgenommen werden. Da die Konstanten, die die Schwingungsfrequenz bestimmen, unabhängig sind von den Basisschaltungs-Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren Ql und Q2, wie oben ausgeführt wurde, erhält man in diesem Falle eine Oszillatorfrequenz, die unabhängig ist von der Temperatur.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. Io und 11 ist ein Kondensator 6 zwischen den Anschluß E und Erde eingeschaltet, und ein Ausgangsanschluß 7 ist vom Anschluß C der Schaltungen nach Figur 4 und 5 wie bei dem Beispiel nach Figur 9 herausgeführt.

Bei einer Schaltung nach Figur Io kann man vom Anschluß 7 eine Schwingung mit einer Frequenz abgreifen, die hauptsächlich durch die Induktivität L nach Gleichung (4lb) und die Kapazität Cg des Kondensators 6 bestimmt wird. Dagegen kann man mit der Schaltung nach Figur 11 vom Anschluß 7 eine Schwingung mit einer Frequenz abgreifen, die hauptsächlich durch die Induktivität L nach Gleichung (43>b) und die Kapazität Cg des Kondensators bestimmt wird.

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Während die vorliegende Erfindung so beschrieben wurde, daß die Transistoren Ql und Q2 des Halbleiter-Bauelementes U pnp- bzw. npn-Typen sind, könnten sie auch npn- bzw. pnp-Typen sein, wobei die Vorspannungsquelle, die Vorstromquelle usw., die oben beschrieben wurden, umgekehrte Polarität haben. Ferner könnte das aus zwei Transistoren bestehende Halbleiterbauelement U durch ein Bauelement ersetzt werden, das diesem äquivalent ist, aber einen pnpn- (oder npnp-)Tr.ansistor haben, wie es Figur 12 zeigt, wobei die Anschlüsse E, B, Y und C zu den entsprechenden Schichten führen. Ferner könnten bei den obigen Beispielen die Vorspannungen, die zwischen den Anschlüssen Y und B und zwischen C und B liegen und die von der gemeinsamen Vorspannungsquelle hergeleitet werden, statt dessen von getrennten Vorspannungsquellen abgenommen werden. Ferner kann die Vorspannungsquelle, die zwischen dem Anschlußpunkt der Bauelemente m4 und Mj5 einerseits und Erde andererseits nach dem obigen liegt, in Reihe geschaltet werden zu dem Bauelement Ml an dessen Erdseite.

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Claims

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Patentansprüche

Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltung mit einem Halbleiter-Bauelement oder einer dazu äquivalenten Schaltung, wobei das Halbleiter-Bauelement einen ersten Transistor eines ersten Leitfä'higkeitstyps und einen zweiten Transistor eines zweiten Leitfähigkeitstyps hat, wobei der Emitter des ersten Transistors mit einem ersten Anschluß verbunden ist, die Basis des ersten Transistors und der Kollektor des zweiten Transistors gemeinsam mit einem zweiten Anschluß verbunden sind, wobei der Emitter des zweiten Transistors mit einem dritten Anschluß und der Kollektor des ersten Transistors und die Basis des zweiten Transistors gemeinsam mit einem vierten Anschluß verbunden sind, wobei ein erstes Impedanz-Bauelement zwischen den zweiten Anschluß und einen gemeinsamen Anschluß geschaltet ist, ein zweites Impedanz-Bauelement zwischen den dritten und den gemeinsamen Anschluß geschaltet ist, ein drittes Impedanz-Bauelement zwischen den vierten und den gemeinsamen Anschluß geschaltet ist und wobei eine Gleichspannungs- Vorspannungsquelle für das Halbleiter-Bauelement oder die ihm äquivalente Schaltung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impedanz

zwischen dem ersten und dem gemeinsamen Anschluß erhalten wird, wobei

und wobei Z₁, Z-, und Zj, Impedanzen des ersten, zweiten und dritten Bauelementes sind.

309820/0900 -19-

- 19 - ta-me-ΐβ

2. Halbleiter-Impedanzwandler-Schaltung,..(wie Oberbegriff von Anspruch 1) und mit einem vierten Impedanz-Bauelement,, dessen eines Ende mit dem ersten Anschluß verbunden ist, dadurch g e kenn ζ e i ohne t, daß eine Impedanz

z_o = - K₁Z_x + Z₅

zwischen dem anderen Ende des vierten Impedanz-Bauelementes und dem gemeinsamen Anschluß erzielt wird, wobei

und wobei Z,, Z-,, Zh und Z^ Impedanzen des ersten, zweiten, dritten und vierten Impedanz-Bauelementes sind.

;5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichn e t, daß das erste Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand und einem ersten Kondensator ist und daß die zweiten und dritten Impedanz-: Bauelemente ein zweiter bzw. dritter Widerstand sind, und daß unter der Bedingung

für die Impedanz Z gilt:

z_G = -

= R₁ +

wobei R₁, R, und R^ der erste, zweite bzw. der dritte Widerstand sind, C₁ die Kapazität des ersten Kondensators und (JU die Betriebskreisfrequenz.

3Q982Q/Q9Q0

- 20 - ta-me-l6

Schaltung· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Impedanz-Bauelement ein erster bzw. zweiter Widerstand ist und daß das dritte Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem dritten Widerstand und einem dritten Kondensator ist und daß unter der Bedingung

(Cü

für die,Impedanz 2 gilt:

Rh ρ

S ²

JtOC₄R₄

wobei R,, R, und R₁, der erste, zweite bzw. dritte Widerstand sind, Ch die Kapazität des dritten Kondensators und Caj die Betriebskreisfrequenz.

Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das erste Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand und'einem ersten Kondensator ist, daß das zweite Impedanz-Bauelement ein zweiter Widerstand ist und daß das dritte Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem dritten Widerstand und einem dritten Kondensator ist und daß unter den Bedingungen

(ω C₄R₄)² ^ ι

für die Impedanz Z_Q gilt:

z_o= -K₁Z₁

- 21-309820/0900

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• = - i- (R^-uA^R^+j^^^CC^+C^)

wobei R,, R, und Rj, der erste, zweite bzw. dritte Wider-' stand sind, C₁ und C₄ die Kapazitäten des ersten bzw. dritten Kondensators und UJ die Betriebskreisfrequenz sind.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Bedingung

= 1

für die Impedanz Z gilt:

7. Schaltung nach Anspruch 2,. dadurch« gekennzeichnet, daß das erste Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand und einem ersten Kondensator ist und daß das zweite, dritte und vierte Impedanz-Bauelement ein zweiter, dritter bzw. vierter Widerstand ist und daß unter den Bedingungen

1 , R₅ =

für die Impedanz Z gilt:

z_o= -K₁

wobei R₁, R_, R₄ und R₅ der erste, zweite, dritte bzw. vierte Widerstand sind, C₁ die Kapazität des ersten Konden-

-22-30 9820/0900

ta-me-l6

sators und cü eine Betriebskreisfrequenz.

8. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und vierte Impedanz-Bauelement ein erster, zweiter bzw. vierter Widerstand ist, und daß
das dritte Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem dritten Widerstand und einem dritten Kondensator ist und daß unter den Bedingungen

R.
^R5

für die Impedanz Z_Q gilt:

z_o = -K₁Z₁

⁴H

wobei R₁, R-x,Rjh und Rc der erste, zweite, dritte und vierte Widerstand ist, C^ die Kapazität des dritten Kondensators und tu eine Betriebskreisfrequenz.

9. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chn e t, daß das erste Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand und einem ersten Kondensator ist, daß das zweite und vierte Impedanz-Bauelement
ein zweiter bzw. vierter Widerstand ist, daß das dritte
Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem dritten Widerstand und einem dritten Kondensator ist, und daß unter den Bedingungen

309820/0900

- 23 - ' · ta-me-l6

' ^R5

" j 5 <^RA -

für die Impedanz Z_Q gilt:

z_o - - K₁Z₁ +

wobei R₁, R,, R₄ und R₅ der erste, zweite, dritte bzw. vierte Widerstand sind, C₁ und C₄ die Kapazitäten des ersten bzw. dritten Kondensators und oJ eine Betriebskreisfrequenz sind. .

10. Oszillator mit einer Halbleiter-Schaltung oder einer dazu äquivalenten Schaltung, wobei die Halbleiter-Schaltung einen ersten Transistor..„(weiter wie Oberbegriff von Anspruch 1) wobei die Halbleiter-Schaltung ferner einen Oszillator- oder Schwingungskondensator aufweist, der zwischen den ersten und den gemeinsamen Anschluß geschaltet ist, dadurch gekennze.i chnet, daß die Schwingungsfrequenz durch einen Parameter bestimmt ist, der mindestens die Kapazität des Oszillator-Kondensators enthält.

11. Oszillator nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ζ ei ch net, daß das erste Impedanz-Element eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand und einem ersten Kondensator ist, daß das zweite und dritte Impedanz-Bauelement ein zweiter bzw. dritter Widerstand ist und daß unter der Bedingung

(CuC₁R₁)

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' - 24 - ta-me-l6

der Parameter der Schwingungsfrequenz die Kapazität des Oszillator-Kondensators und die Induktivität L enthält, für die gilt:

L - c R ² . *⁴
^L - ^C1^R1 R^

wobei R,, R, und R₄ der erste, zweite bzw. dritte Widerstand sind, C^ die Kapazität des ersten Kondensators und OJ eine Betriebskreisfrequenz.

12. Oszillator nach Anspruch 10, dadurch gekennzei ch n e t, daß das erste und zweite Impedanz-Bauelement ein erster bzw. zweiter Widerstand ist und daß das dritte Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem,dritten Widerstand und einem dritten Kondensator ist und daß unter der Bedingung

der Parameter der Schwingungsfrequenz die Kapazität des Oszillator-Kondensators und die Induktivität L enthält, die durch die Gleichung

ο i
C₄R₄ ²- ^

gegeben ist, wobei R., R, und R₄ der erste, zweite bzw. dritte Widerstand sind, C₄ die Kapazität des dritten Kondensators und ου eine Betriebskreisfrequenz.

13. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Impedanz-Bauelement eine Parallelschal· tung aus einem ersten Widerstand und einem ersten Kondensator ist, daß das zweite Impedanz-Bauelement ein zweiter

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Widerstand und das dritte Impedanz-Bauelement eine Parallelschaltung aus einem dritten Widerstand und einem dritten Kondensator ist, und daß unter den Bedingungen

der Parameter der Schwingungsfrequenz die Kapazität des Oszillator-Kondensators und die Induktivität L enthält, die gegeben ist durch:

R₁ Ri,
^L ■ -JC²- ^(Ci^Rl ⁺ W

wobei R₁, R^ und Ru der erste, zweite bzw. dritte Wider stand sind, C₁ und Cj, die Kapazitäten des ersten bzw. dritten Kondensators und OO eine Betriebskreisfrequenz.

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