DE2306455A1 - Spannungsfolgerschaltung - Google Patents

Description

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8000 München 2 Bavariaring4 9. Februar 1973 Postfach 202403

Imperial Metal Industries (Kynoch) Limited Birmingham (Großbritannien)

Spannungsfolgerschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf Spannungsfolgerschaltungen und betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, einen Spannungsfolger, der zum Aufnehmen und Dehnen von Spannungsimpulsen geeignet ist, die von kurzer Dauer sind und in ihrer Amplitude von einem Impuls zum nächsten variieren können.

Ein erfindungsgemäßer Spannungsfolger ist gekennzeichnet durch einen ersten Feldeffekttransistor, dessen gate-Elektrode die zu erfassende Spannung erhält, einen zweiten Feldeffekttransistor, der mit dem ersten Feldeffekttransistor abgestimmt ist,einen Konstantstrom-Generator, der an einer Verbindung zwischen den souroe-Elektroden der Feldeffekttransistoren angeschlossen ist, einen ersten Stromverstärkungstransistor, dessen Basis durch die drain-Elektrode des ersten Feldeffekttransistors gesteuert wird, einen zweiten Stromverstärkungstransistor, der mit dem ersten Stromverstärkungstransistor abgestimmt ist¹ⁱⁿ^ dessen Basis durch die drain-Elektrode des zweiten Feldeffekttransistors gesteuert wird, eine gemeinsame Stromzuleitung zu den miteinander gekoppelten Emittern des ersten und zweiten Stromverstärkungstransistors, einen Kondensator, dessen einer Anschluß an einer konstanten Spannung liegt und dessen anderer Anschluß mit der

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Deutet» Bank (MOnchan) Kto. 61/tt 070 Orecdnar Bank (München) Kto. 3β3βΒ44 Poatactrack (Mönchen) Kto. B7843404

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gate-Elektrode des zweiten Feldeffekttransistors und über
eine Diode zur Auf ladung durch den Kollektor des ersten Stromverstärkungstransistors in Verbindung steht, eine Stromableitung, die mit dem Kollektor des ersten Stromverstärkungstransistors verbunden, ist, eine Verbindung vom Kollektor des zweiten Stromverstärkungstransistors zu einer Spannung von
geringerer Größe als oder entgegengesetzter Polarität wie die Spannung am Emitter oder der Basis'des zweitenStromverstärkungstransistors und durch, eine Anordnung zum Erfassen der am Kondensator entwickelten Spannung. ·

Vorteilhaft liegt die Basis jedes der Stromverstärkungstransistoren zusätzlich über einen gleichgroßen Widerstand' an
einer stärker positiven Spannung.

In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zum Ausbalancieren der gekoppelten Feldeffekttransistoren und deren Widerstände vorgesehen. Insbesondere ist für das Ausbalancieren ein Potentiometer eingesetzt, das mit seinem Schleifer mit der positiven Zuleitung und mit den Enden seiner Widerstandsbahn
mit- den gleichgroßen Widerständen verbunden ist.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind der
erste und der zweite Stromverstärkungstraiisistor durch Emitterfolgertransistoren ergänzt, deren Emitter Jeweils über
einen gleichgroßen Widerstand an einer gemeinsamen und konstanten Spannung liegen, die stärker positiv ist als die Spannung an der Basis den ersten und des zweiten Stromverstärkungstransistors bei Emitterfolgertransistoren vom pnp-Typ
und stärker negativ als die Spannung an der Basis, des ersten und des zweiten Stromverstärkungstransistors bei Emitterfolgertransistoren vom npn-Typ.

Vorteilhaft ist die Verbindung zwischen, der Diode und dem
Kollektor des ersten Stromverstärkungstransistors zusätzlich

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über einen npn-Überbrückungstransistor mit Erde verbunden, dessen Basis zum Durchschalten des npn-Überbrückungstransistors mit der Folge des Ableitens von Ladeimpulsen zum Kondensator ansteuerbar ist»

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung zur Minderung der Größe des Ladeinpulses zwischen dem Anschluß zum Überbrückungstransistor und der Diode vorgesehen, wobei an der Diode beim Betrieb des ÜberbrUckungstransistors stets ein negatives, eine Vorspannung in Sperrrichtung begründendes Signal ansteht. Als derartige Einrichtung kann eine Diode oder ein weiterer npn-Stromverstärkungstransistor eingesetzt sein, desen Basis mit dem Kollektor des ersten Stromverstärkungstransistors und dessen Emitter mit der Diode verbunden ist, während dessen Kollektor an einer positiven Spannung liegt, die größer als die Spannung an den Emittern des ersten und des.zweiten Stromverstärkungstransistors ist. Der Emitter des weiteren npn-StromverStärkungstransistors liegt vorzugsweise über eine Stromentnahme an einer negativen Spannung, um den Emitter bei leitendem Überbr Uckungstransisfcor negativ zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen' unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Spannungsfolgers,

Fig. 2 das Schaltbild eines Teils der Schaltung gemäß Fig. 1 in einer ersten Modifikation,

Fig. 3 das Schaltbild eines Teils der Schaltung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Modifikation,

Fig. 4- das Schaltbild eines Teils der Schaltung gemäß Fig. 1 in einer dritten Modifikation,

Fig. 5 das Schaltbild eines Teils der Schaltung gemäß Fig. 1 in einer vierten Modifikation.

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Fig. 1 zeigt die Schaltung eines Spannuhgsfolgers, dessen Grundelemente von zwei abgestiiamteri p-Kanal-Feldeffekttran-^: sistoren 1 und 2, zwei abgestimmten pnp-Stromverstärkungstransistoren 3 und 4, einem Kondensator 5 und einem Konstantstrom-Generator 6 dargestellt werden» Die Feldeffekttransistoren 1 und 2 sollten vorzugsweise in einem solchen Grad abgestimmt sein, daß die Differenz der Spannungen zwischen der soureq. -Elektrode (Quelle) und der gate-Elektrode (Tor) jedes Transistors kleiner als 5 mV ist, wenn ein Strom von 1 mA.. durch jeden Transistor fließt. Die Stromverstärkungstransistoren 3 und"4 sollten nur um 10 Prozent, vorzugsweise mir um 2 Prozent, voneinander atmeichen. Die Stromverstärkung ergibt sich aus dem Kollektorstrom dividiert durch .den Basisstrom und liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 150» Wachste- . hend wird die gegenseitige Verknüpfung dieser Grundelemente der Schaltung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt den ersten Feldeffekttransistor 1, dessen gate-Elektrode 10 -mit einer Eingangsklemme 11 verbunden ist, an der Spannungsimpulse in die Schaltung eingegeben werden, deren Größen erfaßt und eventuell gemessen werden sollen. Die source-Elektrode 12 des ersten Feldeffekttransistors ist mit dem Eonstantstrom-Generator 6 verbunden, der von einer negativen leimung I3 ^aus arbeitet. Die der negativen Leitung I3 zugeführte Spannung wird weiter unten erläutert... Die drain-Elek-

(sSenke) . ■

trode I4vdes. ersten Feldeffekttransistors 1 steht über einen Widerstand 15 mit einer positiven Leitung 16 in Verbindung.

Zwischen der drain-Elektrodo 14- und dem Widerstand 15 führt eine Verbindung 17 zur Basis 18 des ersten StromverstärkungG-transistors 3» dessen'Emitter 19 über einen Widerstand 20 an der positiven Leitung 16 angeschlossen ist« Der Kollektor 21 des' ersten Stromverstärkungstransistors 3 liegt an einem Verbindungspunkt 22, an den sich ein weiterer unten beschriebener Üchaltungsteil anschließt.

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Der Ausgang des Konstanstrom-Generators 6 ist darüber hinaus mit der source-Elektrode 25 des aweiten übereinstimmenden Feldeffekttransistors 2 verbunden. Die drain-Elektrode 26 des Feldeffekttransistors 2 liegt an der positiven Leitung 16 über einen Widerstand 27» der dieselbe Widerstandsgröße besitzt wie der Widerstand 15. Zwischen der drain-Elektrode 26 und dem Widerstand 27 besteht eine Verbindung 28 zur Basis 29 des zweiten Stromverstärkungstransistors 4, dessen Emitter 30 gemeinsam mit dem Emitter 19 des ersten Stromverstärkungstransistors 3 am Widerstand 20 angeschlossen ist. Der Kollektor 31 des zweiten Stromverstärkungstransistors 4 ist über einen Widerstand 32 mit einer negativen Leitung 33 verbunden, die auf einer Spannung gehalten wird, deren Größe geringer ist als die der Spannungen am Emitter 30 oder der Basis 29 des zweiten Stromverstärkungstransistors 4, wobei ein konstanter negativer Fluß zum Kollektor 31 erhalten wird.

Der oben erwähnte Verbindungspunkt 22 ist mit dem Eingang einer Diode 4-1 verbunden, deren Ausgang 4-2 an einem Verbindungspunkt 4-3 zwischen einem Widerstand 44- und dem Eingang einer zweiten Diode 46 angeschlossen ist. Der Widerstand 44 führt zu einer negativen Leitung 47. Der Ausgang 48 der zweiten Diode 46 steht mit der gate-Elektrode 49 des zweiten Feldeffekttransistors 2 und mit einem. Widerstand 50 in Verbindung, Der Kondensator 5 ist mit seinem einen Anschluß 51 an einer Erdleitung 52 und mit seinem anderen Anschluß 53 mit dem Widerstand 50 und dem Eingang 54 eines Spannungsfolgers 55 verbunden, der die Spannung an dem anderen Anschluß 53 des Kondensators 5 auswertet und bei dieser Spannung eine Stromlieferung an einer Ausgangsklemme 56 ermöglicht, ohne die Spannung am Kondensator 5 nennenswert zu vermindern. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Spannungsfolger 55 ein Verstärker, der, wie durch die Linie 57 schematisch angedeutet, mit einer negativen Rückkopplung ausgestattet ist.

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Der Verbindungspunkt 22 ist darüber hinaus mit dem Kollektor 60 eines npn-Transistors 61 verbunden, dessen Basis 62 mit einer Klemme 6J, deren Zweck noch beschrieben wird, und dessen Emitter 64 mit Erde über die Erdleitung 52 verbunden ist.

Im Betrieb ist die' Eingangsklemme 11 mit einer Spannungsquelle verbunden, deren Spannung gefolgt und gemessen und demgemäß'an der Ausgangsklemme ^G geliefert■ werden soll. Eine an der Eingangsklemme 11 erscheinende typische Spannung stellt eine Folge verteilter Impulsgruppen dar, von denen die während jedes Impulses entwickelte .Spitzenspannung gedehnt Und gemessen werden soll. Demgemäß muß die Schaltung geeignet sein, cH-~ während jeder Impulsgruppe entwickelten Spannungen zu folgen und an der .bisgangsklemme 56 das er-. reichte Maximum darzustellen, das von der besonderen Spannung vorliegt und auch entnehntbar sein muß, d.h., daß ein stabiler Strom bei dieser Spannung verfügbar sein muß.

Die Arbeitsweise der Schaltung wird unter der anfänglichen Annahme detailliert beschrieben, daß das System abgesehen von dem Betrieb des Konstantstrom-Generators 6 in Ruhe ist.

Das Auftreten-eines Impulses an der Eingangsklemme 11 macht den'ersten Feldeffekttransistor 1 stärker leitend, wobei von der positiven Leitung 16 über die drain-Elektrode 14- und die source-Elektrode 12 des ersten Feldeffekttransistors sowie den Konstantstrom-Generator 6 zur negativen Leitung 13 mehr Strom fließen kann. Die Größe dieses Stromes hängt von der" _: Spannung an der Eingangsklemme· 11 ab. Der Strom, der durch den ersten Feldeffekttransistor fließt, setzt sich aus dem . durch den Widerstand 15 und dem über die Verbindung I7 von der Basis 18 des ersten Stromverstärkungstransistors 3 fließenden Strom zusammen,- Die Wirkung des größeren Stromflusses über den V/ider stand 15 ist die, daß die Spannung, die an der drain-Elektrode 14- und auch an der Basis 18 erseheint * abge-

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senkt wird, wobei der erste Stromverstärkungstransistor 3 den ihn von der positiven· Leitung 16 über den Widerstand 20 durchfließenden und am Kollektor 21 erzeugten Strom verstärkt. Dieser Strom fließt über den Verbindungspunkt 22, die Dioden 41 und 46 und den Widerstand 50 und beginnt, den Kondensator zu laden.

Die Spannung am Ausgang 48 der Diode 46 erscheint aber auch an der gate-Elektrode 49 des zweiten Feldeffekttransistors .2, so daß dieser Feldeffekttransistor stärker leitend wird und einen größeren Strom von der positiven Leitung 16 über den Widerstand 27 und den Konstantstrom-Generator 6 zur negativen Leitung 13 fließen läßt. In einer der Wirkung des Stromes der drain-Elektrode 14 des ersten Feldeffekttransistors 1 ähnlichen Weise vermindert der erhöhte Stromfluß über den Widerstand 27 das Potential der Verbindung 28 und damit der Basis 29 des zweiten Stromverstärkungstransistors 4, so daß der Stromverstärkungstransistor 4 den Strom verstärkt, der vom Kollektor 31 über den Widerstand 32 zur negativen Leitung 33 fließt. Das Ansprechen des zweiten Feldeffekttransistors 2 hat' zwei Wirkungen. Die erste ist derart, daß der Konstantstrom-Generator die seinem Namen entsprechende Funktion ausübt, d.h. der Stromfluß über den zweiten Feldeffekttransistor vermindert den Strom, der zum Durchfließen des ersten Feldeffekttransistors 1 zur Verfügung steht, so daß der reduzierte Stromfluß durch den Widerstand 15 eine Anhebung des Potentials der Basis 18 erlaubt, wodurch der erste Stromverstärkungstransistor 3 eine geringere Stromverstärkung erzeugt und der für die Ladung des Kondensators 5 zur Verfugung stehende Strom kleiner wird. Der zweite Effekt ist der, daß der Betrieb des zweiten Stromverstärkungstransistors 4 den über den Wi-. derstand 20 zum Emitter 19 des ersten Stromverstarkungstransistors 3 erhältlichen Strom vermindert. Demgemäß nimmt der vom Kollektor 21 des ersten Stromverstärkungstransistors erhältliche Strom ab, bis in den Widerstand 50 kein Strom mehr

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"fließt, wenn die Spannungen der gate-Elektroden 10 und 4-9 der Feldeffekttransistoren 1 und 2 einander gleichen. Bis dieser Zustand erreicht ist, ist eine .ausreichende StriöÄie— '-ferung vom Kollektor 21 zur Ladung des Kond.ensators i>«Wr'i-·- '-■"· fügbar, die nur durch den über den Widerstand .20 zum erstten Stromverstärkungstransistor 3 erhältlichen Strom begrenzt . ist. . -."--.; .-'■■"""".

Über den Widerstand 50 wird der Kondensator 5 auf ein Potential aufgeladen, das mit der Spannung an der gate-Elektrode 4-9 und damit ■ der an der gate-Elektrode 10 übereinstimmt, · welches Potential durch.den Spannungsfolger 55 gemessen wird, so daß die während jeder Impulsgruppe erreichte Maximalspannung an der Ausgangsklemme 56 ansteht. : ' .. ^:

Die Schaltung verkörpert verschiedene Sicherheitselnrichtun-; ; gen, d,ie entweder.die Arbeitsweise oder die. Wirksamkeit der, ."-/ Anordnung verbessern. Insbesondere ximrde bei der vorstehenden FunktionslDe.schreibung' auf. den .Transistor ,61.· kei^iBeÄUg genom-· men.- Der Transistor 61, der als Überbrückungstra-hsl-stori,wirkt: und zwischen'·dem Verbindungspunkt· .22 und..Erde eingeschaltet- λ ist, wird durch ein positives Eingangssignal anuseiner Klemme 63 zu seiner Basis 62 leitend. Das Durchschalten des tToerbrückungstransistors 61 durch eine derartige Spannung an sei-, nem·,Eingang .kann zur Herstellung eines Kurzschlusses zwischen, dem Verbindungspunkt 22_;und Erde verwendet werden, d.h.- zur . Unterbindung jeder weiteren Aufladung des Kondensators- 5j-es soll erwähnt werden, daß die Diod-e 4-6 in diesem falle ■ eine schnelle Entladung des Kondensators über diesen Kurzschluß -._:-,;._ verhindert, indem sie durch einen Stromfluß von der Erdleitung 52 über die Diode 41 und den Widerstand 4-4- zur negativen Leitung 4-7 in Sperrichtung vorgespannt wird.. Dies ist dann .· von Nutzen, wenn es erwünscht ist,, daß inner hal"b einer Impulsgruppe nur ein Teil derselben erfaßt werden soll, d.h. von der Anordnung, die die Impulse einführt, während der .Zeit,-in der

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'an der Eingangsklemme 11..Impulse erhalten werden, deren Spannungsspitze nicht gemessen v/erden soll, eine Spannung auf die Eingangsklemme 63 geschaltet wird. Dies wird unten näher beschrieben.

Die Einschaltung des WiderStandes 50 hat den Effekt, daß eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden des Widerstandes 50 auftritt, während er vom Ladestrom zum Kondensator 5 durchflossen wird. Die Spannung am Kondensator 5 bleibt daher hinter der Spannung am Ausgang 48 der Diode 46 in einem Grad zurück, der von dem Ladestrom abhängt, und nur langsam werden diese beiden Spannungen abgestimmt. Die ο erlaubt

Jegliche Verzögerung im Wirksamwerden des Gleichgewichts der Feldeffekttransistoren 1 und 2 und der Stromverstärkungstransistoren 3 und 4 und hindert die Spannung, auf die der Kondensator 5 aufgeladen wird, daran, über den an der Eingangsklemme 11 auftretenden Maximalwert hinauszuschwingen.

Wenn der Kondensator 5 eine Spannung erreicht hat, deren Größe mit der Größe der Spannung an der Eingangsklemme 11 übereinstimmt, ist diese an der Ausgangsklemme 56 verfügbar, so daß dieser ein Nutzstrom entnommen werden kann.

Venn die Eingangsklemme 11 eine reduzierte Spannung erhält, tritt, am Verbindungspunkt 4-3 eine Spannung auf, die geringer ist als die an dem Kondensator 5· Demgemäß bleibt die Diode 46 gesperrt und der Strom, der durch den Stromverstärkungstransistor 3 an den Verbindungspunkt 43 geliefert wird, fließt über den Widerstand 44 zur negativen Leitung 47 ab.

Wenn dem Kondensator 5 keine Ladung zugeführt wird, entlädt dieser sich langsam über den Widerstand 50 unter Ausnützung der Restströme, die die Diode 46 in Sperrichtung passieren und über den Widerstand 44 zur negativen Leitung 47 abfließen können. Die Kapazität des Kondensators 5 wird normalerweise

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niedrig gehalten, damit sich dieser auf etwa die Hälfte jedes gegebenen Ladungspegels entladen kann, um zur Aufladung durch die maximale Spitze der nächsten von der Eingangsklemme 11 aufgenommenen Impulsgruppe bereit ζμ sein.

Es kann davon ausgegangen werden, daß das vorstehend "beschriebene typische Ausführungsbeispiel der Erfindung geeignet ist, Spannungen an seiner Eingangsklemme 11 in sehr großen Bereichen genau zu folgen und zu messen. Im besonderen ist daran gedacht, daß Spannungsverhältnisse von vielleicht.60 oder sogar .80 db mit einer Genauigkeit von mindestens - 10;o erfaßt werden können. Dies sollte auch für Impulse von relativ kurzer Dauer, die beispielsweise bei-200 nsec liegen kann, gelten. Derartige Möglichkeiten sind in der Technik des zerstörungsfreien Prüf ens mit Ultraschall von besonderem Interesse und können viele andere Anwendungen finden, wo Spannungsimpulse, kurzer Dauer mit kleiner Periode und großen Schwankungen ge- ^;· folgt und gemessen werden müssen. -

Zur weiteren ,Erläuterung der Erfindung soll die vorstehende Beschreibung· nun durch typische: Zahlenwerte für die verschiedenen elektrischen Glieder ergänzt werden. So können die Widerstände 15 und 27, die .gleich groß sein müssen, _3»3 k-fl besitfzen und mit der positiven Leitung 16 verbunden sein, die auf einer Spannung von 15 V gehalten wird. Die Größe des VJiderstandea 20 kann 43 -A- betragen. Die negativen Leitungen 33 und 4-7 sind vorzugsweise identisch und werden auf einer Spannung von -15 V gehalten. Die zu diesen Leitungen führenden Widerstände 32 und 44 sollten daher übereinstimmen und eine Größe von Ί k-jTL aufweisen. Der Kondensator 5 kann eine Kapazität von etwa 2200 pF besitzen, die innerhalb des Bereichs von 100 bis 10 000 pi¹ liegt. Der dem Kondensator vorgeschaltete Widerstand 50 kann eine Größe zwischen 10 .und 100jL insbesondere 25 ·■·'■ , haben. Die negative Leitung. 13 kann auf einer Spannung von-15 V gehalten werden, während der Kon-

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stantstrom-Generator 6 einen gleichbleibenden Strom von etwa 0,6 mA entwickelt. Die oben angegebenen V/erte können in Verbindung mit einer konventionellen handelsüblichen Diode 4-6 ein Verhältnis zwischen der Zeit zur Entladung des Kondensators 5 und der Zeit zu dessen Aufladung in der Größenordnung von 5x10 ergeben. Die V/ahl der Kapazität des Kondensators 5 bestimmt somit die Größe der Impulslänge und die Zeit, auf die diese durch den Spannungsfolger ausgedehnt v/ird.

Fig. 2 zeigt eine Methode zur Verbesserung der von den Stromverstärkungstransistoren 3 und 4- entwickelten otromverStärkung, indem diese durch pnp-Emitterfolger 70 und 71 ergänzt werden. Die Widerstände 15, 27 und 20 erhalten dieselben oben angegebenen V/erte und die zusätzlichen Widerstände 72 und 73 sind untereinander von gleicher Größe und haben insbesondere ungefähr 1 k-O. . Die Kollektoren der Transistoren 70 und 71 liegen an Erde.

Fig. 3 zeigt eine zweite Modifikation, in der die Widerstandswerte der Widerstände 15 und 27 sehr fein in Übereinstimmung gebracht werden können. Zu diesem Zweck ist ein Potentiometer 75 vorgesehen, dessen Schleifer 76 mit der positiven Leitung 16 in Verbindung steht und dessen Widerstandsbahn mit ihren " End'en mit den Widerständen 15 und 27 verbunden ist.

Fig. 4- zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, das dem Beispiel gemäß Fig. 2 ähnelt, sich aber darin unterscheidet, daß anstelle der pnp-Eraitterfolger 70 und -71 npn-Emitterfolger 80 und 81 vorgesehen sind, deren Emitter über gleichgroße Widerstände 82 und 33 gemeinsam an einem konstanten Potential,·in diesem Falle Erdpotential, liegen, das somit stärker negativ ist als die Spannungen der Basen des ersten.und zweiten Strömverstärkungstransistors. Die Kollektoren der npn-Transistoren 80 und Ά sind mit der positiven Leitung 10 verbunden, während ihre Basen mit den Leitungen 17 und 23 in Verbindung stehen. Die Größe der gleichgroßen Widerstände 82 und 83 liegt

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vorzugsweise bei 2,2'k-TL . Die Verwendung von npn-Tran- . sistoren hat zur Folge, daß jegliche Temperaturdrift in der Charakteristik des ersten und des zweiten Stromverstärkungstransistors 3 bzw. 4 der Drift in den npn-Transistoren 80 und 81 entgegengerichtet ist. Die Temperaturdrifts neigen daher ₇ dazu, einander aufzuheben, während sie sich bei der Schaltung gemäß Fig. 2 durch die Verwendung von pnp-Transistoren in diesem Teil der Schaltung gegenseitig ergänzen.

In Fig. 5 ist eine vierte Modifikation dargestellt, in der die in Fig. 1 gezeigte Diode 41 durch einen npn-Trannistor 35 ersetzt ist. Der Vcrbindunf-spunkt 22 ist daher mit der Basis 86 des npn-Transistors 85 verbunden. Der Kollektor 87 des Transistors 85 liegt über einen Widerstand 88 an einer positiven Leitung 89· Der Emitter 90 des Transistors 85 ist an dem Eingangsanschluß· 45 der Diode 46 angeschlossen und zugleich über einen Widerstand 91 mit einer negativen Leitung 92 verbunden. Der übrige Toil der in Fig. 5 dargestellten Schaltung stimmt mit der Schaltung gemäß Fig. 1 überein. Der Widerstand 91 und die negative Leitung .92 bilden für den Transistor 85 einen Konstantstrom-Abfluß.

Der npn-Trans.istor 85 hat dieselbe Funktion wie die Diode 41, indem er einen Spannungsabfall hinter dem Verbindungspunkt 22 vorsieht, wenn der überbrückungstransistor 61 arbeitet,, um die Kondensatorladeimpulse kurzzuschließen. Auf diese Weise ist die Diode 46 in Sperrichtung vorgespannt, um jeglichen Einfluß auf die vom Kondensator 5 gespeicherte Ladung zu unterbinden. Wenn der Überbrückungstransistor 61 nicht durchgeschaltet ist, d.h. wenn die Klemme 63 nicht angesteuert wird, hat der npn-Transistor 85 auch die Funktion der Verstärkung des Stromes, der zur Aufladung des Kondensators 5 erhalten wird, so daß auf diese Weise die Ansprechgeschwindigkeit dor gesamten Schaltung gesteigert werden· kann. Die Anwendung dieser und der übrigen beschriebenen Modifikationen kann das Ansprechvermögen der Anordnung verbessern, so daß sie mit Impulsen arbeiten kann, deren Dauer bis auf 150 nsec herunterreicht.

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Obwohl sich die obige Beschreibung auf die Spannungsfolgung positiv verlaufender Impulse bezieht, indem die Stromverstärkungstransistoren vom pnp-Typ und die Feldeffekttransistoren vom p-Kanal-Typ sind, ist leicht einzusehen, daß mit einigen begleitenden Änderungen der Schaltung negativ verlaufende Impulse gefolgt v/erden können, wenn npn-Stromverstärkungstransistoren anstelle der pnp-VerStärkungstransistoren und umgekehrt Verwendung finden, in welchem Falle es nötig ist, n-Kanal-Feldeffekttransistoren einzusetzen.

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Claims (10)

Patentansprüche

1. JSpanhungsfolgerschaltüngi'"" g e k e η η ζ e" i c η η e t -.durch einen. ersten^L'Feldeffekttransistor (1),. dessen gate-Elektrode (10) die zu erfassende Spannung erhält, einen zweiten Feldeffekttransistor (2), der mit dem ersten Feldeffekttransistor abgestimmt ist, einen Konstantstr'om-Generator (6), der an einer Verbindung zwischen den source-Elektroden (12 und.25) der Feldeffekttransistoren (1,. 2) angeschlossen ist, einen ersten Stromverstärkungstransistor (3), dessen Basis (18) durch die drain-Elektrode (14) des ersten Feldeffekttransistors (1) ge-"steuert wird, einen zweiten Stromverstärkungstransistor· (4), der mit dem ersten Stromverstärkungstransistor (3) abgestiromt istund dessen Basis (29) durch die drain-Elektrode (26) des zweiten Feldeffekttransistors (2) gesteu- · ert wird, eine gemeinsame■-. Stromzuleitung (16) zu den miteinander gekoppelten Emittern (19 und 30) des ersten und zweiten Stromverstärkungstransistors, einen Kondensator (5)? dessen einer Anschluß (51) an einer konstanten Spannung liegt und dessen anderer Anschluß (53) mit der gate-Elektrode (49) des zweiten Feldeffekttransistors (2) und über eine Diode (46) zur Aufladung durch rl e ή Kollektor (21) des ersten Stromverstarkungstransistors (3) in Verbindung steht, eine Stromableitung (4y), die mit dem Kollektor (21) des ersten Stromverstarkungstransistors (5) verbunden ist, eine'Verbindung vom Kollektor (3I) des zweiten Stromverstarkungstransistors (4) zu einer Spannung von geringerer

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Größe als oder entgegengesetzter Polarität wie die Spannung am Emitter (30) oder der Basis (29) des zweiten Stromverstärkungstransistors (4), und durch eine Anordnung zum Erfassen der am Kondensator (5) entwickelten Spannung.

2. Spannungsfolgerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (18 "bzw. 29) jedes der Stromverstärkungstransistoren (3 j ^ZO zusätzlich über einen gleichgroßen Widerstand (15 "bzw. 27) an einer stärker positiven Spannung liegt.

3· Spannungsfolgerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Ausbalancieren der gekoppelten Feldeffekttransistoren (1, 2) und deren Widerstände (15> 27) vorgesehen sind.

4-. Spannungsfolgerschaltung nach Anspruch 35 dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbalancieren mit Hilfe eines Potentiometers (75) erfolgt, das mit seinem Schleifer (76) mit der positiven Zuleitung (16) und mit den Enden seiner Widerstandsbahn mit den gleichgroßen V/iderständen (15» 27) verbunden ist.

5. Spannungsfolgerschaltung nach einem der vorhergeh enden Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Stromverstärkungstransistor (3, 4·) durch Emitterfolgertransisijoren (70, 71) ergänzt sind, deren Emitter jeweils über einen gleichgroßen Widerstand (72 bzw. 73) an einer gemeinsamen und konstanten Spannung liegen, die stärker positiv ist, als die Spannung an der Basis (18 bzw. 29) des ersten und dos zweiten Stromverstärkungstransistors (3, 4·) bei Emitberfolgertransistoren vom pnp-Typ und stärker negativ als die Spannung an der Basis

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des ersten und des zweiten Stromverstärkungstransistors "bei Emitterfolgertransistoren vom npn-Typ. .

6. Spannungsfolgerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch'gekennzeichnet, daß die Verbindung (22) zwischen der Diode (46) und dem Kollektor (21) des ersten Stromverstärkungstransistors (3) zusätzlich über einen npn-Überbrückungstransistor (61) mit Erde verbunden ist, dessen Basis (62) zum Durchschalten des.npn-Überbrückungstransistor s mit der Police des Ableitens von Ladeimpulsen zum Kondensator ansteuerbar ist.

7. Spannungsfolgerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,' daß eine Einrichtung zur Minderung der Größe des Ladestoßes zwischen dem Anschluß zum Überbrückungstransistor (61) und der Diode (46) vorgesehen ist, wobei an der Diode (46) beim Betrieb des Überbrückungstransistors" stets ein negatives, eine Vorspannung in Sperrichtung begründendes Signal ansteht.

8. Spannungsfolgerschaltung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Minderung der Größe des Ladestoßes eine Diode (41) vorgesehen ist.

9. Spannungsfolgerschaltung nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Minderung der Größe des Ladestoßes ein weiterer npn-Stromverstärkungstransistor (85) eingesetzt ist, dessen Basis (86) mit dem Kollektor (21) des ersten^Stromverstärkungstransistors (J) und dessen Emitter (90) mit der Diode (46) verbunden ist, während dessen Kollektor (37) an einer positiven Spannung (89) liegt, die größer als die Spannung an den Emittern (19, 30) des ersten und des zweiten Stromverstärkungstransistors (3, 4) ist.

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10. Spannungsfolgerschaltung nach Anspruch % dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (90) des weiteren npn-Stromverstärkungstransistors (85) über eine Stromentnahme an einer negativen Spannung liegt, um den Emitter bei leitendem Uberbrückungstransistor (61) negativ zu halten

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