DE2363625A1 - Stromspiegelungs-verstaerker - Google Patents
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Description
2363825
7636-73 Dr.G/tu
RCA 66 558
Filing Date.:
December 26,1972
RCA 66 558
Filing Date.:
December 26,1972
RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.
Stromspiegelungs - Verstärker
Ein Stromspiegelungs-Verstärker ist ein Stromverstärker mit
einer Stromverstärkung von minus eins und wird üblicherweise bei integrierten Schaltkreisen benutzt. Eingangs- Stromschwankungen,
die dem üblicherweise eine relativ geringe Impedanz aufweisenden Eingangskreis zugeführt werden, erzeugen
dazu gleiche und entgegengesetzte Ausgangs- Stromänderungen in dessen Ausgangskreis , der üblicherweise eine relativ
hohe Impedanz aufweist· Der Stromspiegelungs-Verstärker weist üblicherweise ein Paar Transistoren mit gleichen:
Basia-Emitter-Kreisen auf, die durch eine negative Rückkoppelschaltung
gemeinsam vorgespannt werden, indem der Kollektor des ersten Transistors mit der Basis verbunden wird. Der
negative Rückkoppelkreis regelt den Kollektorstrom des ersten Transistors derart, daß er im wesentlichen den gleichen Wert
"bes*itz^ wie ein angelegter Eingangsstrom. Infolge der durch
die Basis" Emitterverb indungen hergestellte Zustandsüberein-r
Stimmung sind die Kollektorströme der Transistoren im wesent·*
liehen gleich. Am Kollektor des zweiten Transistors tritt daher ein Ausgangsstrom auf, der dem dem Kollektor des ersten
Transistors zugeführten Eingangsstrom im wesentlichen gleich
und entgegengesetzt ist. Um noch sicherer zu gehen, daß die
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Kollektorströme des Transistorpaares gleich sind, werden
Emitter-Koppelwiderstände mit * gleichen Widerstandswerten
üblicherweise benutzt» Strom-Spiegelungsverstärker werden oft als aktive Belastungen für Differential-Verstärker-Transistoren.
verwendet und setzen in dieser Punktion die Bif£e~
in geeigneter Weise zusammen«
Bei einem Stzrom-Spiegelungsverstärker mit einer ersten Eingang
skteaae s einer Null- oder Erdklerame und einer Eingangsklemme
j mit ersten und zweiten Transistoren, deren Basen · mit- der Eingangsklemme,und deren Kollektoren mit der ersten
Eixigangskleusae bzwo mit der Ausgangsklemme verbunden sind,
und mit ersten und zweiten Widerstandselementen, die den entsprechenden
Emitter der ersten und zweiten Transistoren mit der Null- oder Srdklemme verbinden,, wird die Wirkungsweise
und Funktion erfindunjjsgemäß durch eine zweite Eingangsklemme
-und durch ein drittes Fiderstandselement, dessen Widerstandswert
im wesentlichen die gleiche Größe besitzt wie das zweite Fiderstandselement, wobei das dritte Widerstandselement
zwischen die zweite Eingangsklemme und die Ausgangsklemme geschaltet ist, wesentlich Verbessert.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet»
Die Figuren 1, 2 und 3 , anhand deren die Erfindung beispiels
weise näher erläutert werden soll, zeigen in schematischer
Darstellung einen Differentialverstärker, der mit einem als aktive Belastung dienenden Strom-Spiegelungsverstärker versehen
ist und dem ein Transistor-Verstärker mit geerdetem Emitter in Kaskaden-Schaltung direkt nachgeschaltet ist,
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■wobei jeder Spiegelungsverstärker eine verbesserte Anordnung
darstellt, in der die vorliegende Erfindung enthalten ist, und durch die die direkte Kopplung des Differentialverstärkers
und des Transistor-Verstärkers mit geerdetem Emitter
erleicltert wird.
Figurlzeigt eine Schaltungsanordnung , in der der Gegenstand
der vorliegenden Erfindung mit Vorteil angewandt werden kann. Eine Quelle 5 für die Eingangssignale ist mit einem Differentialverstärker
10 verbunden, der Ausgangsströme mit
gleichen oder entgegengesetzten Stromänderungen für einen Stx~om-Spiegelungsverstärker 20 erzeugt, wobei der Strom-Spiegelungsverstärker
20 die Stromänderungen in geeigneter Weise in Zusammenhang bringt, um sie einem nachfolgenden
Transistorverstärker 30 zuzuleiten» dessen Emitter geerdet
sind. Der Strom-Spiegelungsverstärker 20 soll die Ruheströme J1,I_, die nahezu gleich sind, soweit wie möglich vom Differentialverstärker
10 abziehen, um zu vermeiden, daß unterschiedliche Vorspannungen an den Transistoren 11,12 anliegen.
Derartige unterschiedliche Vorspannungen wurden dazu führen, daß die Gegenwirkleitwerte der Transistoren 11,12
sich voneinander unterscheiden, was dazu führen würde, daß unerwünschte Potential-Versetzungen zwischen den Eingangsklemmen 6,7 des Differentialverstärkers 10 auftreten.
Die Transistoren des Differentialverstärkers 10 sind, wie dies in der eichnung dargestellt ist, PMOS - Feldeffekt-Transistoren
11,12 , die vorzuziehen sind, weil sie im Vergleich zu Bipolar-Bauelementen eine hohe Eingangsimpedanz
aufweisen. Übli^berwexse ist es kritischer, daß die
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Amplituden der an den Strom-Spiegelungsverstärker- angelegten
Ruheströme I , I gleich sind9 wenn für den Differentialverstärker
10 - wie dargestellt - quellengekoppelte PMOS - Transistoren anstatt Emitter-gekoppelte pnp.-Bipolartransistoren
verwendet werden« Der Grund ist der, daß die MOS - Transistoren bei den meisten Strompegeln einen wesent-
- lieh niederen Gegenwirkleitwert als die Bipolar-Transistoren haben, sodaß bei nur geringer Pehlanpassung der Ausgangs-Ruheströme
I-,I_ in einem Differentialverstärker,
bei dem MOS - Transistoren verwendet werden,eine größere differenzielle Versetz-Eixrgangsspannung verursacht wird,
als wenn in dem Differentialverstärker Bipolartransistoren benutzt werden.
Um eine einfache Eingangs-Yorspannung zu erhalten, und um
die direkte Ankopplung von den Signalquellen, die auf das Erd-Referenz-Potential bezogen sind, zu erleichtern, werden
die Steuerelektroden der Transistoren 11,12 durch die Widerstände 13 jl4 gegenüber dem Erd-Bezugspotential gleichstrom massig
vorgespannt. Die miteinander in Verbindung stehenden Quellen-Elektroden der Transistoren 11,12 werden mit einem
gleichförmigen Quellenstrom aus einer Stromquelle 15 versorgt. Da die Steuerelektroden der PMOS - Transistoren 11,
12 nahezu auf das Anoden-Versorgungspotential vorgespannt sind, werden die Transistoren durch das dadurch verringerte
Abfluß-Quell-Potential in einen Bereich gebracht, wo deren Ausgangswiderstand und der Gegenwirkleitwert wesentlich
verringert ist 5 weil das Bauelement nahezu im S&ttigungszustand
arbeitet. Dadurch wird auch die differentielle Eingangs-Spannungsversetzung zwischen den Steuerelektroden
der Transistoren 11,12 vergrößert, wodurch ihre Anodenströme
1.,I2 fehlangepasst werden. Die pnp-Transistoren
23 j 2% im Strom-Spiegelungsverstärker werden auch bei. einem
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Kollektor- Emitterpotential von nur etwa einem Basis-Emitter-Versetzpotential
( i V-™, etwa 650 Millivolt ) betrieben.
Olli
das nicht weit vom Kollektor-Sättigungspotential C etwa loo - 2oo Millivolt ) entfernt ist. Da die Temperatur leicht
ansteigt, fällt das 1 V „_>
Kollektor-Emitter-Potential, wodurch man noch näher an das ansteigende Sättigungspotential
herankommt. Dies führt dazu, daß der Strom-Spiegelungsverstärker 20 weniger gut abgeglichene Ströme I.,I„ aus den
Abfluß-Elektroden der Transistoren 11,12 abzieht«
Der Strom-Spiegelungsverstärker 20 besteht im wesentlichen
aus den Transistoren 23» 24 und den Widerständen 25, 26,27,
28. Die Kollektorströme der Transistoren 23 und 24 sind im wesentlichen gleich, vorausgesetzt daß diese Transistoren
im wesentlichen gleichen Aufbau und eine gleiche Umgebungstemperatur besitzen, und zwar solange, wie die Basis-Emitterkreise
der Transistoren 25,26 gleich sind. Wenn die Werte der Emitter-Widerstände 25»26 der Transistoren 23,24 gleich
sind, etwa einen Wert R haben, oder Null sind, sind auch die Basis-und Emitter-Ströme im wesentlichen gleich, da die
Basen dieser Transistoren auf dem gleichen Potential liegen und da die Emitter über Widerstände mit gleichen Widerstandswerten
an einer gemeinsamen Klemme 29 liegen, die geerdet ist. Sieht man von den üblicherweise viel kleineren Baalsströmen
der basisverbundenen Transistoren 23»24 ab, so würden
gleiche Kollektorströme über die Klemmen 21,22 zugeführt werden·
Bei bekannten Strom-Spiegelungsverstärkeranordnungen , die
dem Strom-Spiegelungsverstärker 20 ähnlich sind, jedoch statt der Widerstände 25,26, 27,28 direkte Verbindungen aufweisen,
wurde häufig festgestellt, daß Unausgewogenheiten in den Kollektorströmen der Transistoren, aus denen der
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Strom~>Spiegelungsverstärker bestellt, infolge etwas unterschiedlicher
Gegenwirkleitwerte auft:ieten0 Diese ünausgewogenheit
wurde bei späteren Strom=Spiegelungsverstärkeranordnungen
im wesentlichen vermieden, bei denen Emitter-=· Koppelwiderstände beispielsweise 25?26 mit gleichen Widerstandswertezi
R vorgesehen waren. Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der Fes ts te llung s daß diese Emitter-ICoppelwiderstände
25S26 ( ohne den Widerstand 28 in der vorliegenden
Anordnung ) eine Schwierigkeit mit sich bringt,- wenn
. die Ausgangski©rame 22.' des Stromverstärkers das Ausgangssignal
und die Basis-Yorspasaung für den Transistor 30
liefertο
Kurz gesagt, wenn der Widerstand 28 nicht vorhanden ist, ist der Punkt 22 der Punkt 22% d.h., die Punkte 22 und 22'
liegen auf dem gleichen Potential« Der Wert dieses Potentials ist V-™,,- , da der Emitter des Transistors 30 geerdet
ist. Der Punkt 22 liegt jedoch auf einem Potential V.,«,,«
D El Δ J)
( im Hinblick auf die Rückkoppel-Verbindung von der Basis des Transistors 23 zum Punkt 21 ) plus der Spannung Vns
über dem Widerstand 25· Da VDW „o = ^„„„-., und da
Vg_ einen beträchtlichen Wert aufweist, bedeutet dies, daß
V„. sich im wesentlichen von V22 unterscheidet. Die MOS-Transistoren
11,12 werden ungleiche Abfluß-Quell-Ruhepotentiale aufweisen, wobei die relativen Gegenwirkleitwerte
davon berührt werden und eine unerwünschte Versetzung des
Ruhe-Versetzpotentiala zwischen den Klemmen 6 und 7 auftritt.
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Um ähnliche Gleichstrom-Arbeitsbedingungen für die PMOS-TransistDren
11,12 zu erhalten, sollten die Gleichspannungen an den Eingangsklemmen 21,22 des Strom-Spiegerungsverstärkers
20 gleich sein. Das Potential an der Eii^aiigsklemrae 21 wird
über die negative Rückkoppel-Verbindung im Kollektor-Basiskreis des Transistors 23 auf ein BaßLs-Emitter-Versetzpotential
V-ot^n^ über dem Potential am Emitter des Transistors
geregelt. Diese Spannung V_„ wird für den Transist-Or 23
benötigt, um einen Kollektorstrora zu ziehen, der dem Strom
I. im wesentlichen gleich ist, wobei die Basis-Ströme der Transistoren 23 und 24 üblicherweise im Verhältnis zum
Strom X. vernachlässigbar klein sind.
Der Ruhe-Emitterstrom 1^00 des Transistors 23 , der durch
den Emitter-Widerstand 25 fliesst, erzeugt über diesem
einen Ruhe-Spannungsabfall I„o_ .R . Das Ruhepotential
lli dt J
an der Eiiguigsklemme 21 ist ( VBE23 + IE23 R ) , wie
dies im Zusammenhang mit der gemeinsamen Klemme 29 des
Strom-Spiegelungsverstärkers 20 beschrieben wurde. Das Ruhepotential an der Ausgangsklemme 22· wird durch die BasLs-Emitter-Klemmwirkung
des Transistors 3o auf einem Basis-Emitter-Versetzpotential
VßE„0 gehalten. VßE„0 und V BE23
sind im wesentlichen gleich, wenn die Ströme innerhalb der gleichen Größenordnung liegen.
Die vorliegende Erfindung beruht u.a. auf der bereits genannten Entdeckung, weshalb die bekannten Schaltungsanordnungen
( die Koppelwiderstände 25 und 26 aufweisen, aber den Widerstand 28 nicht aufweisen) weniger gut arbeiten
als man erwarten könnte, und welche Mängel dazu führen,daß die Versetzung zwischen den Ruhe-Eingangs-Potentialen an
den Klemmen 6 und 7 des Differentialverstärkers 10 auftreten. Der Grund für diese unzulängliche Betriebsweise kann
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auf die ungleichen Ruhepotentiale an den Klemmen 21 und 22 zurückgeführt werden, die an den MOS - Transistoren 11,12
ungleichmässige Arbeitspunkt-Verhältnisse verursachen.
Um das Potential an der Eingangsklemme 22 mit dem Potential
+ Ipp·? -^ ) an ^e:r Klemme 21 gleichzumachen, während
die Basisspannung ©m Transistor 30 im wesentlichen gleich
VB„., ist, muß eine Maßnahme vorgesehen sein, um einen Spannungsabfall
IE2·}· ^ zwischen den Klemmen 22 und 22· zu erzeugen.
Da der Ba^Ls-Ruhestrom des Transistors 24 im Verhältnis zum
Strom I. als vernachlässigbar angesehen werden kann, ist
S Ip_„ im wesentlichen gleich dem Strom I.. Der pannungsabfall
zwischen den Klemmen 22 und 22' sollte daher gleich IR sein. Da I. gleich Tn sein sollte, sollte der Spannungsabfall
zwischen den Klemmen 22 und 22' , der durch den Strom I verursacht wird, gleich I0R sein. Diese Bedingung bekommt
man dadurch, daß man einen Widerstand 28 , der ebenfalls einen Widerstandswert R besitzt, zwischen die Eingangsklemmen
22 und 22' legt.
Bei Abwesenheit· des Widerstandes 27 wird die Kollektorspannung
des Transistors 24 etwas weniger positiv als die Kollektorspannung des Transistors 23 sein, was dazu führt, daß der
Gegenwirlcleitwert dieser Transistoren etwas unterschiedlich ist. Dies wird andererseits die Ausgewogenheit der Saugelektroden
- Ströme der PMOS-Transistoren 11,12 beeinflussen, wobei eine unerwünschte Versetzung zwischen den Steuerelektroden-Potentialen
dieser Transistoren 11,12 hervorgerufen wird, ftin Widerstand 27 mit einem Widerstandswert R stellt
eine Schaltungsverfeinerung dar , die die Kollektorspannungen der Transistoren 23?24 gleichmacht.
400826/103^
Um die relativen Anoden-Ruheströme der Transistoren 11,12 noch genauer einstellen zu können, kann man ein Potentiometer
4o nach Art bekannter Schaltungen benutzen, wie dies
in der Fig. 1 dargestellt ist. Der Widerstandswert des Potentiometers
ist größer als R zwischen jedem der Klemmen k1,4:2 und dem Erdpotential, wenn der Potentiometerabgriff
in der Mittelstellung zwischen den Klemmen *tl und 42 steht.
Das Potentiometer kann auch dazu verwendet werden, um gewisse Unterschiede in den Widerstandswerten der Widerstandselemente
25» 26 auszugleichen.
Eine ( nicht dargestellte ) direkt gekoppelte Rückkoppelschaltung kann die Ausgangsklemme 35 am Kollektor des Emittergeerdeten Transistorverstärkers 30 mit der Steuerelektrode
eines der PMOS-Transistors 11,12 verbinden, um den Arbeitspunkt des Transistors 30, wenn dies gewünscht wird, zu verstärken.
Fig. 2 zeigt die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit
einem Strom-Spiegelungsverstärker 50» der von einer anderen
Art ist als der Strom-Spiegelungsverstärker 20. Beim Strom-Spiegelungsverstärker
50 werden die Kollektor-Ruheströme der gleichen Transistoren 53 und 5^ durch die ähnlichen
Basis-Emitter-Schaltungsverbindungen im wesentlichen gleichgemacht.
Der Kollektorstrom des Transistors 59 ist im wesentlichen
dem Emitterstrom gleich, unter der Annahme, daß der Basis-Stromim Vergleich zum Kollektor-Strom vernachlässigbar
klein ist, wobei der Emitter-Strom in überwiegendem Maße der Kollektor-Strom des Transistors 54 ist. Die
Kollektor-Ruheströme der Transistoren 53 »54 sind in überwiegendem
Maße Teilströme der Ruheströme 1.,I2. Die Ausgangsklemme
22' wird durch die Basis-Bmitter-Klemmwirkung der
Transistoren 31 und 32 auf einem 2 V_E~Potential gehalten,
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das dem Potential VeT1„„ plus VeT,_„* . , . . .r
BE31 BB32/ist, wobei V™,..
iJJif J 1
Bas:*-St"Einitter-Versetzspannung©n der Transistoren
31 bzw» 32 sind» Die negative Rüokführverbindung zwischen
dem Kollektor .und der Basis des Transistors 53 regelt den
Spannungsabfall von. der Bingangsklemme 21 zum Emitter dieses
Transistors auf ein 2 V.„—-Potential s das dem Potential
gleich ist, wobei V^53 und Y^59 die Basis-
Emitter-Versetzspannungen der Transistoren 53 bzw« 59 sind.
Diese Me ge !wirkung macht auch die Kollektor-und Emitterströme
des Transistors 53 im wesentlichen dem Strom I. gleich, unter
der Annahme, daß die Basisströme der Transistoren 53«5^i59
im Vergleich zu ihren Kollektorströmen vernachlässigbar klein sind·
Über dem Widerstand 55 tritt ein Spannungsabfall I1R auf,
wodurch die Eingangsklemme 21 auf einem Potential 2 V01, plus
I· R liegt. Um ähnliche Spannungen an den Klemmen 21 und 22 zu erhalten, muß die Klemme 22 auf dem Potential 2 Vo_ plus
Ott
I.R liegen. Da I. aufgrund der Vorspannbedingungen des Differentialverstärkers
10 als gleich mit dem Strom I_ angenommen •wird, kann die an der Klemme 22 anliegende Spannung durch den
Ausdruck 2 V„_, -f- I„R ausgedrückt werden. Da die Spannung
an der Klemme 22' die Größe 2 V151, aufweist, muß der durch den
Widerstand 58 fliessende Strom I_ einen Spannungsabfall I0 R
hervorrufen. Der Widerstand 58 sollte daher einen Widerstandswert
R besitzen.
Die Halbleiter-Diode 57 erzeugt gleiche Kollektorspannungen
an den Transistoren 53 und 5k, Die Kollektorspannungen sind
jeweils gegenüber dem Potential an der Klemme 21 durch das Potential versetzt, das über einem in Vorwärtsrichtung betriebenen
Halbleiter-Übergang auftritt. Die Diode 27 kann aus
einem Transistor bestehen, dessen Kollektor und Basis verbunden sind, wodurch eine Elektrode der Diode dargestellt
«4O9826/1Ö3A
wird,wobei der Emitter dieses Transistors die andere Elektrode
der Diode darstellt. Die Diode 57 kann auch in einfacher Weise als zusätzlicher Halbleiter-Übergang vorhanden sein,
der in den Kollektor des Transistors 53 eincfcf Jfindiert wird.
Fig. 3 zeigt die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit einem Strom-Spiegelungsverstäi"ker 60. Da dessen Basis-Emitter-Schaltungen
die gleichen sind, sind auch die Kollektorströme der Transistoren 63 und 64 im wesentlichen gleich. Die negative
Rückkopplung zwischen dem Kollektor und der Basis des Transisotrs 63 regelt den Kollektorstrom auf einen Wert, der
dem über die Diode 67 angelegten Strom I1 im wesentlichen
gleich ist, wob*-ei der Basisstrom des Transistors 69 als
vergleichsweise vernachlässigbar angesehen wird. Der Kollektorstrom des Transistors 69 ist im wesentlichen dessen Emitterstrom
gleich, der zunächst als Kollektorstrom des Transistors 64 angelegt wird. Der Kollektorstrom des Transistors 69
ist daher im wesentlichen dem Strom I gleich.
Die Klemme 22' wird auf einem 2 VR„-Potential durch die
Basis-Emitter-Klemmwirkung der Transistoren 31t32 gehalten.
Der Strom I. fliesst primär über die Diode 67) die Kollektor-Emitter
strecke des Transistors 63 und über den Widerstand 65·
Es tritt ein Spannungsabfall von 1 VL_ über der in Vorwärtsrichtung
betriebenen Diode 67 auf. Die Rogelwirkung der Kollektor-Basisverbindung des Transistors 63 hält den Kollektor
des Transistors 63 auf einem Potential 1 V„„ über dem
aii
Emitter-Potential. Der Strom I. verursacht einen Spannungsabfall I1^ am Widerstand 65· Die Klemme 21 liegt daher auf
einem Potential 2 V.™ + I.R . Der Diffe-rentialverstärker 10
sollte gleiche Ströme I. und I2 aufweisen. Das Ruhepotential
at der Klemme 22 sollte 2 V0- + I_R sein, sodaß die Transistoren
11 und 12 ähnlichen Vorspannungs-Bedingungen unterliegen.
26/1034
Der SpannungSa]3f>ai][ über dem Widerstand 68 , der durch den
Strom I_ hervorgerufen wird, sollte gleich I2R seinj der
Widerstandswert des Widerstandes 68 sollte daher gleich R sein.
Die Diode 67 kann in gleicher Weise wie die in Verbindung mit
der Diode 57 beschriebenen Möglichkeiten hergestellt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung nur im Zusammenhang mit den drei Ausführungsbeispielen eines Strom-Spiegelungsverstärkers
beschrieben wurde, ist es klar, daß der Gegenstand der Erfindung auch bei Strom-Spie^lxingsverstärkern anderer Bauart
verwendet werden kann, bei denen Transistoren mit negativer Signalverstärkung benutzt werden.
409826/Ί03Λ
Claims (1)
- P at entanspr ti c h elWstrom-Spiegelungsverstärker mit einer ersten Eingangsklemme, einer Null- oder Erdklemme und einer Eingangsklemme, mit ersten und zweiten Transistoren, deren Basen mit der Eingangsklemme , und deren Kollektoren mit der ersten Eingangsklemme bzw. mit der Ausgangsklemme verbun* den sind, und mit ersten und zweiten Widerstandselementen, die den entsprechenden Emitter der ersten und aweiten Transistoren mit der Null- oder Erdklemme verbinden, gekennzeichnet durch eine zweite Eingangsklemme ( 22 ) und durch ein drittes Widerstandselement ( 28, 58, 68 ), dessen Widerstandswert im wesentlichen die gleiche Größe besitzt wie das zweite Widerstandselement ( 26, 56, 66 ), wob-ei das dritte Widerstandselement ( 28, 58, 68 ) zwischen die zweite Eingangsklemme ( 22 ) und die Ausgangsklemme ( 22' ) geschaltet ist.2) Strom-Spiegelungsverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein viertes Widerstandselement ( 27 ), das im wesentlichen den gleichen Widerstandswert besitzt wie das erste Widerstandselement ( 25 )« wobei das vierte Widerstandselement ( 27 ) zwischen den Kollektor des ersten Transistors ( 23 ) und die erste Eingangsklemme ( 21 ) geschaltet ist, und wobei die Basen des ersten und zweiten Transistors ( 23, 24 ) mit der ersten Eingangsklemme ( 21 ) verbunden sind, sodaß die Basen auf dem gleichen Potential liegen wie die Eingangsklemme ( 21 ).09826/1034236382aStrom-Spiegelungsverstärker nach Anspruch 2, g e kennzeichnet durch einen dritten Transistor ( 30 ), dessen Emitter mit der Null- oder Erdklemrae ( 29 ) direkt verbunden ist , und dessen Basis mit dem Kollektor des zweiten Rransistors ( 24 j[ in Verbindung steht, um das Kollektorpotential des zweiten Transistors ( 24 ) festzulegen, wobei der dritte Transistor ( 30 ) in einer EmitterschaItungs-Verstärkeranordnung angeordnet ist.4) Strom-Spiegelungsverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dritten Transistor, ( 59) dessen Basis mit der Eingangsklemme ( 21" ) , dessen·■ Kollektor mit der Ausgangsklemme ( 22! ) und dessen Emitter mit den in Verbindung stehenden Basen des ersten und zweiten Transistors ( 53» 54 ) verbunden sind, wobei die gemeinsamen Verbindungen der Basen mit der ersten Eingangsklemme ( 21) über die Basis Emitterstrecke des dritten Transistors ( 59 ) hergestellt wird, und dessen Emitter mit dem Kollektor des zweiten Transistors ( 54 ) in Verbindung steht, wobei die Verbindung des Kollektors des zweiten Transistors ( 54 ) mit der Ausgangsklemme ( 22' ) über die Kollektor-Eraitterstrecke des dritten Transistors ( 59 ) hergestellt wird. ( Fig. 2 ).5) Strom-Spiegelungsverstärker nach Anspruch 4, g e k e nnzeichnet durch ein Halbleiter-Bauteil ( 57 )» das in einer dritten Verbindung enthalten ist ^ die den Kollektor des ersten Traneistors ( 53 ) mit der ersten Eingangsklemme ( 21 ) verbindet, und wobei da«albleiter-^Bauelenient ( 57 ) derart gepolt ist, daß es den Kollektrostrom des ersten Transistors ( 53 ) leitet.( Fig. 2 ).409826/10346) Strom-Spxegelungsverstärker'nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dritten Transistor ( 69 ) » dessen Basis mit der Eingangsklemme ( 21 ) , dessen Kollektor mit der Ausgangsklemme ( 22 ' ) und dessen Emitter mit dem Kollektor des zweiten Transistors ( 64 ) verbunden ist, wobei die Verbindung vom Kollektor des zweiten Transistors ( 64 ) zur Ausgangsklemme über die Kollektor-Emitterstrecke des dritten Transistors ( 69 ) hergestellt wird, und durch die gemeinsame Verbindung der Basen des ersten und zweiten Transistors ( 631 64 ) mit der ersten Eingangsklemme ( 21 ), wobei die Verbindung des Kollektors vom ersten Transistor ( 63 ) mit der ersten Eingangsklemme ( 21 ) über ein Halbleiter-Batielement ( 67 ) hergestellt wird, das. zwischen der Eingangsklemme ( 21 ) einerseits und den gemeinsamen Basen des ersten und zweiten Transistors ( 63, 64 ) und dem Kollektor des ersten Transistors ( 63 ) andererseits liegt, wobei das Halbleiter-Bauelement ( 67 ) derart gepolt ist, daß es den Kollektorstrom des ersten Transistors ( 63 ) leitet.7) Strom-Spiegelungsverstärker nach wenigstens einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekenn, ζ eichn e t , daß das ^albleiter-Bauelement ( 57 » 67 ) eine Halbleiter-Diode ist·8) Strom-Spiegelungsverstärker nach wenigstens einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Bauelement ( 57, 67 ) einen Transistor enthältj dessen Basis mit dem Kollektor dieses Transistors verbunden ist, um zwischen Kollektor und Emitter eilt Halbleiter-Bauelement ( 57 » 67 ) mit zwei Anschlüssen zu schaffen.409826/1034-Ib-9) Strom-Spiegelungsverstärker nach wenigstens einem der Ansprüche 4-8, gekennzeichnet durch einen nachfolgenden Verstärker ( 31 ), dessen Eingangskreis zwischen der Ausgangskiemme ( 22' ) und den Eingangsklemmen ( 21, 22 ) geschaltet ist und das Ruhepotential auf einen Wert festlegt, der etwa gleich der Summe der Ruhe-Potentiale ist, die über dem Halbleiter-Bauelement ( 57j 6? ) ΐ-ind über der Basis Emitterstrecke des ersten Transistors ( 53 j 63 ) im wesentlichen gleich ist und vom Ruhestrom abhängig ist, der an die Eingängsklemme ( 21 ) angelegt oder von ihr abgezogen wird.IQ) Strom-Spiegelungsverstärker nach wenigstens einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen nachfolgenden Verstärker mit ei-nem ersten und einem zweiten weiteren Transistor ( 31| 32 ), deren Basis Emitterübergänge in Reihe zwischen der Ausgangskiemme ( 22· ) und der Null- oder Erdklemme geschaltet sind, wobei der erste weitere Transistor ( 31 ) in Kollektorschaltungs-Verstärkeranordnung in Bezug auf den zweiten weiteren Transistor ( 32 ) geschaltet ist, und der zweite weitere Transistor ( 32 ) in Emitterschaltungs-Verstärkeranordnung nachgeschaltet ist.vorangegangenen 11) Strom-Spiegelungsverstärker nach wenigstens einem der / Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Paar Feldeffekt-Transistoren ( 11, 12 ) von einem Leitfähigkeitstyp ., der dem Leitfähigkeitstyp der ersten und zweiten Transistoren ( 23» 24 j 53, 54; 63, 64 ) komplementär ist , wobei das Paar Feldeffekt-Transistoren (11,12 ) in Differentialverstärker-Anordnung angebracht ist, wobei- die Saugelektroden in einer gemeinsamen Zwischenverbindung verbunden sind, um gleiche40982S/1Ö34Gleichstrom-Vorspann-Potentiale zu erhalten, und wobei deren Absaugelektroden jeweils mit der ersten bzw. zweiten Eingangsklemme ( 21, 22 ) verbunden sind.12) Stromverstärker nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis Io, gekennzeichnet durch ein Paar weiterer Bi-polarer Transistoren von einem Leitfähigkeitstyp, der dem Leitfähigkeitstyp der ersten und zweiten Transistoren ( 23,2%; 53t5^? 63f6^ ) komplementär sind, wobei das Paar weiterer Transistoren in einer Differentialverstärker-Schaltung angeordnet ist, wobei deren Emitter in einem gemeinsamen Verbindungspunkt verbunden sind, um gleiche Gleichspannungs-Emittervorspannungen zu erhalten , und wobei deren Kollektoren jeweils getrennt mit einer der ersten bzw« zweiten Eingangsklemme ( 21,22 ) verbunden sind.409826/1034
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00318646A US3852679A (en) | 1972-12-26 | 1972-12-26 | Current mirror amplifiers |
US31864672 | 1972-12-26 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2363625A1 true DE2363625A1 (de) | 1974-06-27 |
DE2363625B2 DE2363625B2 (de) | 1976-04-15 |
DE2363625C3 DE2363625C3 (de) | 1976-12-23 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2530601A1 (de) * | 1974-07-22 | 1976-02-05 | Philips Nv | Verstaerkerschaltung |
FR2444291A1 (fr) * | 1978-12-15 | 1980-07-11 | Rca Corp | Circuits a transistors a effet de champ montes en paire a longue queue non equilibree |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2530601A1 (de) * | 1974-07-22 | 1976-02-05 | Philips Nv | Verstaerkerschaltung |
FR2444291A1 (fr) * | 1978-12-15 | 1980-07-11 | Rca Corp | Circuits a transistors a effet de champ montes en paire a longue queue non equilibree |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE390857B (sv) | 1977-01-24 |
JPS4998561A (de) | 1974-09-18 |
FR2327673A1 (fr) | 1977-05-06 |
NL7317588A (de) | 1974-06-28 |
FR2327673B1 (de) | 1978-04-21 |
JPS5340425B2 (de) | 1978-10-27 |
IT1001871B (it) | 1976-04-30 |
CA1009709A (en) | 1977-05-03 |
GB1453732A (en) | 1976-10-27 |
BE809035A (fr) | 1974-04-16 |
DE2363625B2 (de) | 1976-04-15 |
US3852679A (en) | 1974-12-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |