DE2302092A1

DE2302092A1 - CONTROLLABLE CURRENT TRANSFER LINK

Info

Publication number: DE2302092A1
Application number: DE2302092A
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl Ing Koken
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1973-01-17
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1974-07-18

Description

Steuerbares Stromübertragungsglied Die Erfindung bezieht sich auf ein steuerbares Stromübertragungsglied, enthaltend einen als Diode geschalteten und mit einer Eingangs stromquelle in Reihe liegenden ersten Transistor und einen mit einen Ausgangsstromkreis in Reihe liegenden zweiten Transistor, deren Basen miteinander verbunden sind, sowie MIttel zur Steuerung des Stromübertragungsfaktors.Controllable Current Transfer Member The invention relates to a controllable current transmission element, containing one connected as a diode and with an input current source in series with a first transistor and a with an output circuit in series with a second transistor whose bases are connected to each other, as well as means for controlling the current transfer factor.

Aus der DOS 2 059 756 ist eine Mikrostromquelle bekannt, die in gleicher Weise geschaltet ist. Dabei dient ein beispielsweise in die Emitterleitung des zweiten Transistors aufgenommener Widerstand, der von einem einer-ge.sonderten Stromquelle entnommenen Strom durchflossen wird, als Mittel zur Steuerung des Stromübertragungsfaktors.From DOS 2 059 756 a microcurrent source is known which in the same Way is switched. One is used, for example, in the emitter line of the second Transistor absorbed resistance, which is from a one-ge.separiert current source withdrawn current is flowed through, as a means of controlling the current transfer factor.

Bei dieser in Fig. t im Prinzip dargestellten bekannten Schaltungsanordnung steuert die an dem als Diode geschalteten Transistor oder an einer in Flußrichtung betriebenen üblichen Diode abfallende Flußspannung als Basis-Emitter-Spannung einen zweiten bipolaren Transistor 12, so daß bei Fehlen einer zusätzlichen EMK E und Gleichheit der Transistoren T1 and T2 der Kollektorstrom i2 des Transistors T2 genau dnm Eingangs strom i1 folgt. Zu-dem heben Drift effekte bei veränderlicher Temperatur aufgrund der physikalischen Gegebenheiten einander weitgehend auf. Das gilt insbesondere dann, wenn die Sperrschichten der Transistoren T1 und T2 suf gleicher Temperatur gehalten werden. Dies ist insbesondere dadurch zu erreichen, daß die Transistoren T1 und T2 als Doppeltransistor aufgebaut sind.In this known circuit arrangement shown in principle in FIG controls the transistor connected as a diode or one in the forward direction operated common diode dropping forward voltage as a base-emitter voltage second bipolar transistor 12, so that in the absence of an additional EMF E and equality of the transistors T1 and T2 the collector current i2 of the transistor T2 exactly at the input current i1 follows. In addition, drift effects increase due to changing temperatures the physical conditions largely on each other. This is especially true when the barrier layers of the transistors T1 and T2 suf the same temperature being held. This can be achieved in particular in that the transistors T1 and T2 are constructed as a double transistor.

Wird die EMK E eingefügt, so ergibt sich die Möglichkeit einer exponentiellen Steuerung des Stromverhältnisses i2/i1 gemäß i2/i1#exp (E/UT). In dieser Beziehung stellt UT die sogenannte Temperaturspannung dar, die sich aus UT = k T/e ergibt (k = Boltzmann-Konstente, T = absolute Sperrschichttemperatur, e = Elementarladung). Diese exponentielle Abhängigkeit ist nur dann gewährleistet, wenn die EMK E niederohmig eingefügt ist, d.h.If the EMF E is inserted, there is the possibility of an exponential one Control of the current ratio i2 / i1 according to i2 / i1 # exp (E / UT). In this relationship UT represents the so-called temperature voltage, which results from UT = k T / e (k = Boltzmann constant, T = absolute junction temperature, e = elementary charge). This exponential dependence is only guaranteed if the EMF E is low-resistance is inserted, i.e.

ihr Innenwiderstand muß wesentlich kleiner als die emitterseitigen Innenwiderstände der Transistoren T1 und T2 sein.their internal resistance must be considerably smaller than that on the emitter side Be the internal resistances of the transistors T1 and T2.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art die Steuerspannung auf möglichst einfache Weise niederohmig zuzuführen.The present invention is therefore based on the object in a Circuit arrangement of the type mentioned, the control voltage to as possible easy way to supply low resistance.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die den Stromübertragungsfaktor bestimmende Steuerspannung den Basen zweier weiterer Transistoren zugeführt wird, deren Emitter mit den Emittern des ersten bzw. zweiten Transistors verbunden sind und daß in die gemeinsamen Emitterleitungen Je eine weitere Strom-bzw. Spannungsquelle eingefügt ist.This is done according to the invention in that the current transfer factor the determining control voltage is fed to the bases of two further transistors, whose emitters are connected to the emitters of the first and second transistor, respectively and that in each of the common emitter lines a further current or. Voltage source is inserted.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigen Fig. 2 eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung mit zwei zusätzlichen Stromquellen, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung mit zwei susätzlichen Spannungsquellen.The invention is described in more detail with the aid of the drawing. Show in it 2 shows a circuit arrangement according to the invention with two additional current sources, 3 shows a circuit arrangement according to the invention with two additional voltage sources.

Big. 4 eine komplementär symmetrische Schaltungsanordnung, und Fig. 5 ein Übertragungsdiagramm mit einer exponentiellen Abhängigkeit zwischen Eingangs- und Ausgangs strom.Big. 4 shows a complementary symmetrical circuit arrangement, and FIG. 5 a transfer diagram with an exponential dependence between input and output current.

Zwei Transistoren T1 und T2 sowie Eingangsstrom i1 und Ausgangsstrom i2 (Fig. 2) entsprechen der bekannten anordnung nach Fig. 1.Two transistors T1 and T2 as well as input current i1 and output current i2 (FIG. 2) correspond to the known arrangement according to FIG. 1.

Zwei zusätzliche, in Kollektorschaltung betriebene bipolare Transistoren T3 und 24 werden mit Hilfe zweier Konstantstromquellen i3 und i4 auf entsprechende Emitterströme eingestellt. Diese Ströme i3 und i4 seien groß gegenüber den zusntzlichen Einströmungen i und i2 über die Transistoren T1 und T2, so daß die Emitterströme der Transistoren T3 und T4 in erster Näherung den Strömen i3 bzw. i4 entsprechen und außerdem davon ausgegangen werden kann, daß die emitterseitigen Innenwiderstände der -Transistoren T3 und T4 klein gegenüber denen der beiden Transistoren T1 und T2 sind. Dies bedeutet jedoch, daßdie zwischen den Emittern der Transistoren T1 und T2 auftretende Spannung, die durch eine Steuerspannung Ust zwischen den beiden Basen einstellbar ist, als EMK E wirksam ist und somit die gewünschte exponentielle Steuerung des Stromverhältnisses i2/i3 ermöglicht.Two additional, collector-operated bipolar transistors T3 and 24 are adjusted to corresponding ones with the help of two constant current sources i3 and i4 Emitter currents set. Let these currents i3 and i4 be large compared to the additional ones Inflows i and i2 through the transistors T1 and T2, so that the emitter currents of the transistors T3 and T4 correspond in a first approximation to the currents i3 and i4, respectively and it can also be assumed that the emitter-side internal resistances of the transistors T3 and T4 small compared to those of the two transistors T1 and T2 are. However, this means that the between the emitters of the transistors T1 and T2 occurring voltage that is generated by a control voltage Ust between the two Bases is adjustable, as EMF E is effective and thus the desired exponential Control of the current ratio i2 / i3 enables.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Dabei sind die Stromquellen i3 und i4 nach Fig. 2 durch Widerstände R3 und R4 an einer ausreichend großen Spannung zwischen der Klemme -UB und den Emitterpotentialen realisiert. Die Steuer spannung U nach Fig. 2 wird als Spannung ist . R2 durch einen Steuerstrom ist erzeugt. Der Eingang der Stromübertragungsglieder wird zuletzlich durch einen emitterseitig mit dcm Strom ii angesteuerten und in Basissehaltung betriebenen weiteren Transistor T5 entkoppelt.Another exemplary embodiment is shown in FIG. 3. In this case, the current sources are i3 and i4 of FIG. 2 by resistors R3 and R4 at one sufficient high voltage between the -UB terminal and the emitter potentials. the Control voltage U according to Fig. 2 is called the voltage. R2 by a control current is generated. The input of the current transfer elements is permissible through a On the emitter side with dcm current ii controlled and operated in basic attitude further Transistor T5 decoupled.

Eine nach dem in Fig. 3 dargestellten Prinzip aufgebaute Schaltung ist in Fig. 4 ausführlich wiedergegeben. Diese Schaltungsanordnung unterscheidet sich durch ihren komplementär-symmetrischen Aufbau, d.h., die Schaltung besteht im Prinzip aus zwei komplementären Schaltungsteilen gemäß Fig. 3. Die Einströmung isX wird hierbei durch eine Steuerspannung Ust erzwungen, die sich den Emittern der Eingangstransistoren T6 und 162 mitteilt und an einem gemeinsamen Emitterwiderstand R5 abfällt. Die beiden Eingangaströme werden näherungsweise durch eine Eingangsspannung UE an den beiden identischen Emitterwiderständen R6 und R6, zweier Eingangstransistoren T5 und T5, , erzwungen. Die beiden Ausgangsströme werden über die beiden Ausgangstransistoren T2 und T2, kollektorseitig über zwei Basisstufen T7 und 27, zusammengefaßt und auf einen Lastwiderstand RL geleitet, an welchem eine Ausgangsspannung UA abfällt.A circuit constructed according to the principle shown in FIG. 3 is shown in detail in FIG. This circuit arrangement is different due to their complementary-symmetrical structure, i.e. the circuit consists in principle of two complementary circuit parts according to FIG. 3. The inflow isX is forced here by a control voltage Ust, which is applied to the emitters of the input transistors T6 and 162 and at a common emitter resistor R5 drops. The two input currents are approximated by an input voltage UE at the two identical emitter resistors R6 and R6, two input transistors T5 and T5,, forced. The two output currents are via the two output transistors T2 and T2, on the collector side via two base levels T7 and 27, combined and on a load resistor RL passed, at which an output voltage UA drops.

Durch den komplementär-symmetrischen Aufbau der Schaltung wird erreicht, daß bei veränderlicherSteuerspannung Ust und somit des Übertragungsmaßes UA/UE die Gleichanteile der Kollektorströme der beiden Ausgangatransistoren T2 und T21 einander aufheben und somit die Ausgangsspannung UA gleichspannungsfrei bleibt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, auch Wechselströme zu übertragen.The complementary symmetrical structure of the circuit achieves that with a variable control voltage Ust and thus the transmission rate UA / UE the DC components of the collector currents of the two output transistors T2 and T21 each other cancel and thus the output voltage UA without DC voltage remain. This makes it possible to also transmit alternating currents.

Die gemeinsame Ausgangsspannung UA als proportionales Maß für den Stromübertragungsfaktor in Abhängigkeit von der Steuerspannung Ust ist in Fig. 5 wiedergegeben. Die exponentielle Abhängigkeit ist über einen Bereich von 28 dB in UA dargestellt. Zusätzlich ist auch der Verlauf des Klirrfaktors k der Ausgangsapannung dargestellt.The common output voltage UA as a proportional measure for the The current transfer factor as a function of the control voltage Ust is shown in FIG. 5 reproduced. The exponential dependence is in over a range of 28 dB UA shown. In addition, the distortion factor k is also the output voltage shown.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

Claims: Controllable current transfer member containing one connected as a diode and in series with an input current source first transistor and a second one in series with an output circuit Transistor, the bases of which are interconnected, as well as means for controlling the Current transfer factor, characterized in that the current transfer factor A certain control voltage is fed to the bases of two further transistors (23, 24) whose emitter is connected to the emitters of the first (T1) or second (22) transistor are connected and that in each of the common emitter lines a further current or. Voltage source is inserted.

2.) Controllable current transmission element according to claim 1, characterized in that that as further current or voltage sources one of the current of a control current source Resistance (R2) flowing through it between the bases of the additional transistors (T, T4) is switched.

3.) Controllable current transmission element according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the emitter-collector path in the input power circuit (i1) of a fifth transistor (T5) is placed.

4.) Controllable current transmission element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit is integrated in technology is executed.