DE2432867A1 - Verstaerkerschaltung - Google Patents
VerstaerkerschaltungInfo
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- Power Engineering (AREA)
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Description
BECK/Jl'./Va
22.5. 1 97Ί
N.Y. Philips'Glosilampenfabrieken
H.,«i:v.qnn-
"Ve rs t ärkors^ha1tung". .
Die Erfindung bezieht sich auf* eine Verstärkerschaltung
mit einem.ersten und einem zweiten Transistor, die als Differenzpaar geschaltet sind, und
mit einer ersten Stromspiegelschaltung, die einen Eingangskreis zwischen einer Eingangskierame und einer Surainemklemrae
und einen Ausgangskreis zvrischen einer Ausgangsklemme
und dieser Sunimenklemme enthält und einen ihrer
Eingangsklemme zugeführten Strom an ihrer Ausgangsklemme nach einmaliger Verstärkung reproduziert, vobei der Eingangskreis
der Stromspiegelschaltung in Reihe mit dex-
Hauptstrombahn dos ersten Tremsistors und der Ausgangskreis
in Reihe mit der Hauptstrombahn des zweiten Transistors angeordnet ist, während die Ausgangsklerame der Verstärkerschaltung
mit der Verbindungsleitung zwischen den
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zweiten Transistor und der Ausgangsklemme der Stromspiegelschaltung
verbunden ist.
Eine derartige Verstärkerschaltung ist aus
"International Solid State Circuit Conference", (i.S.S.C.C.); Februar I969, S. 16-I7 bekannt.' Die erste
Stromspiegelschaltung dient einerseits als Belastung für die als Differenzpaar geschalteten Transistoren, während
andererseits mit Hilfe dieser Stromspiegelschaltung eine
Umwandlung der durch den ersten .und den zweiten Transistor
fliessenden Gegentaktströme in einen einseitigen Ausgangsstrom erzielt wird. Dieser einseitige Ausgangsstrom wird
dann meistens mit Hilfe eines weiteren Transistors verstärkt und kann dann z.B. einer "Klasse-B"-Endstufe zugeführt
werden. "
Es stellt sich heraus, dass das Frequenzverhalten dieser Verstärkerschaltung von der Streukapazität
zwischen der- Basis und dem Kollektor des weiteren Transistors beeinträchtigt wird, die in der Ausgangsimpedanz infolge
des Miller-Effekts scheinbar vergrössert wirksam ist. Der Faktor, mit dem diese reelle Basis-Kollektor-"Kapazität
multipliziert ist, ist nahezu gleich dem Stromverstärkungsfaktor zwischen dem Basis- und dem Kollektorstrom
dieses Transistors. Dies bedeutet, dass die wirk- Λ
same Kapa.2y.tat sich über einen verhältnismässig grossen
Bereich ändern kann und grosser wird, je nachdem die Verstärkung grosser wird, je nachdem die Verstärkung grosser
wird. : ■
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Die Erf inciting bezweckt, .eine Verstärkerschaltung
der in der Einleitung genannten Art zu schaffen, die ein verbessertes Frequenzverhalten aufweist und
mit der zugleich eine grosse Verstärkung erzielt werden kann. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der
Strom an der Ausgangsklemmen der Verstärkerschaltung mit
Hilfe eines Stromverstärkers verstärkt wird, dessen Ausgangsstrom der Summenklemme der ersten Stromspiegelschaltung
zugeführt wirdj welche Summenklemme weiter mit der Eingangsklemme einer zweiten Stromspiegelschaltung ist,
die einen Eingangskreis und einen Ausgangskreis enthält und die einen in ihrem Eingangskreis fliessenden Strom in
einem festen Verhältnis in ihrem Ausgangskreis reproduziert, welcher Strom über den Ausgangskreis der zweiten
Stromspiegelschaltung.an einem Ausgang der Verstärkerschaltung
als·Ausgangsstrom zur Verfügung steht.
. Da der Ausgang der Verstärkerschaltung durch den Ausgang der zweiten Stromspiegelschaltung gebildet
wird, der eine kapazitiv verhältnismässig niedrige Ausgangsimpedanz aufweist, ist auch die wirksame Kapazität
am Ausgang der Verstärkerschaltung verhältnismässig. niedrig.
Die. gewünschte Verstärkung wird mit Hilfe des Stromverstärkers erzielt, weil der Strom, den dieser Stromverstärker
der Summenklemme der ersten Stromspiegelschaltung zuführt, automatisch mit entgegengesetzter Phase als Eingangsstrom
für die zweite Stromspiegelschaltung dient und von dieser Schaltung am Ausgang geliefert wird.
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Wenn veiter der Stromverstärker derart ausgebildet
vird, dass der Ausgangs signalstrom und die in
den beiden Kreisen der ersten Stromspiegelschaltung fliessenden Signalströme gleichphasig sind,, vird erreicht,
da-s.s „die beiden genannten Signalstromkomponenten mit der
gleichen Phase in dem Ausgangsstrom der zweiten Stromspiegelschaltung vorhanden sind, so dass sich die Effekte
dieser Ströme gegenseitig verstärken.
Eine besonders einfache Ausführungsform des
Stromverstärkers, der der obengenannten Bedingung in bezug auf die Phase des AusgangsSignalstroms entspricht
und ausserdem in bezug auf die Gesamtverlustleistung der
Schaltung vorteilhaft ist, ist durch einen dritten und einen vierten Transistor von einem zweiten Leitfähigkeitstyp gekennzeichnet, die in einer Darlingtonkonfiguration
geschaltet sind, wobei der Eingang des Stromverstärkers durch die Steuerelektrode des dritten Transistors gebildet
und der Ausgangsstrom von dem vierten Transistor geliefert
vird. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass
der Ruhestrom für den vierten Transistor aus dem Ruhestrom durch die erste Stromspiegelschaltung abgeleitet verden
kann, wodurch die Gesamtverlustleistung der Schaltung auf ein Mindestmass beschränkt bleibt.
%. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Verstärkerschaltung nach der Erfindung enthält
die zweite Stromspiegelschaltung einen Eingangskreis mit der Hauptstrombahn eines fünften Transistors und einen
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Ausgangskreis mit der Reihenschalt'ung eines Halbleitei"-übergangs
und dor Hauptstrombahn eines sechsten Transistors,
wobei der Halbleiterübergang die Basis-Emitter-Strecke
des fünften Transistors überbrückt und die Basis 'des sechsten Transistors mit der Eingangskiemrne und der
Kollektor dieses Transistors mit der Ausgangsklemme der Stromspiegelschaltung verbunden ist, -während die Hauptstrombahn
des Ausgangstransistors des Stromverstärkers zu der Basis-Emitter-Strecke des sechsten Transistors parallel
geschaltet ist. Auf diese ¥eise wird erreicht, dass der von dem Stromverstärker gelieferte Signalstrom um einen
Faktor 2 verstärkt an dem Ausgang der zweiten Stromspiegelschaltung auftritt.
Die Verstärkerschaltung nach der Erfindung eignet sich besonders gut zum Erhalten eines Verstärkers
mit einem grossen Verstärkungsfaktor, der ohne GefahrNvor
!Instabilitäten völlig gegengekoppelt werden kann. Dazu
ist es bekannt, bei hohen Frequenzen Ver stärkerstufen zu überbrücken, um in dem kritischen Punkt der Amplitude-Frequenz-Kennlinie einen Abfall von annähernd 6 dB/Okt. zu erhalten. Die Verstärkerschaltung nach der Erfindung eignet sich besonders einfach zur Anwendung einer solchen Massnahme. Bei einer bevorzugten Ausführungsfοrn: wird
eine Kopplungskapazität zwischen dem Eingang des Stromverstärkers und einem niederohmigen Eingang einer Kopplungsschciltung angeordnet, wobei der die Kopplungskapazitär durchfliessende Strom über diese.Kopplüngsschaltung
ist es bekannt, bei hohen Frequenzen Ver stärkerstufen zu überbrücken, um in dem kritischen Punkt der Amplitude-Frequenz-Kennlinie einen Abfall von annähernd 6 dB/Okt. zu erhalten. Die Verstärkerschaltung nach der Erfindung eignet sich besonders einfach zur Anwendung einer solchen Massnahme. Bei einer bevorzugten Ausführungsfοrn: wird
eine Kopplungskapazität zwischen dem Eingang des Stromverstärkers und einem niederohmigen Eingang einer Kopplungsschciltung angeordnet, wobei der die Kopplungskapazitär durchfliessende Strom über diese.Kopplüngsschaltung
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dem Ausgang der Verstärkerschaltung zugeführt wird.
Eine besonders günstige AusfühxungsTorrn benutzt
dabei eine aus einer dritten Stromspiegelschaltung bestehende Kopplungsschaltung, welche Stromspiegelschaltung
einen die Hauptstrombahn eines achten Transistors
enthaltenden Eingangskreis und einen die Reihenanordnung der Hauptstrombahn eines neunten Transistors und einer
Diode oder eines- als Diode geschalteten zehnten Transistors
enthaltenden Ausgangskreis enthält, wobei diese Diode oder dieser als Diode geschaltete zehnte Transistor
zu dem Übergang zwischen der "Steuerelektrode und der ersten Hauptelektrode des achten Transistors parallel· geschaltet
und der Übergang zwischen der Steuerelektrode und der zweiten Hauptelektrode dieses achten Transistors zu dem
Übergang zwischen der Steuerelektrode und der ersten Hauptelektrode des neunten Transistors parallel geschaltet
ist, und wobei dem Eingangskreis ein konstanter Strom zugeführt wird und die Kopplungskapazität mit der Steuerelektrode
des achten Transistors verbunden ist, während der Strom durch den Ausgangskreis dieser dritten Stromspiegelschaltung
dem Ausgang, des Verstärkers zugeführt wird.
• ' Einige Ausführungsf ornien der Erfihduiig- sind
in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die bekannte Verstärkerschaltung, und.
Figuren 2 bis h drei Ausführungsformen der
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• - 7 -·
Verstärkerschaltung nach der Erfindung.
In diesen vier Figuren sind entsprochende Teile stets mit den gleichen Bezugsziffern und -buchstaben
bezeichnet..
Die bekannte Verstärker.schaltung nach Fig.
1 enthält die als Differenzpaag geschalteten npn-Transistoren
3 und 4, deren Basis-Elektroden die Eingangsklemmen 1 und 2 des Verstärkers' bilden und die als gemeinsame
Emitterimpedanz eine Stromquelle I.. aufweisen. Die KoI-lektprbelastung
für diese beiden Transistoren 3 und k vird durch eine Stromspiegelschaltung mit den pnp-Transistoren
5 und 6 gebildet, wobei der Transistor 5 als Diode geschaltet ist und die Emitter-Basis-Strecke des Transistors
6 überbrückt. Bei gleichen Emitteroberflächen der beiden Transistoren 5 und 6 vird der dem Transistor 5 zugeführte
Strom als Kollektorstrora des Transistors 6 reproduziert,
vorausgesetzt', dass der Basisstrom des Transistors 6 vernachlässigbar ist.
Mi.t Hilfe dieser Stromspiegelschaltung vird ausserdem eine Umwandlung der Gegentaktströme (+i und -i)
der beiden Transistoren 3 und k in einen einseitigen
Signalström (+2i) erhalten, der der Basis eines pnp-Transistors
7 zugefühx-t wird, wobei der Emitter dieses Transistors 7 mit der positiven Klemme +V der Speisequelle
verbunden ist. Dieser Transistor 7 verstärkt den seiner
Basis zugeführten Signalstrom und leitet den verstärkten Signalström (-2 i) an eine "Klasse-B"-Endstufe mit Tran-
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sistoreii 8 und 9 weiter, deren genieinsame Emitter den
Ausgang· 10 des Verstärkers bilden. Der Ruhestrom für den Transistor 7 wird von einer Stromquelle I~ geliefert, die
mit dem Kollektor des Transistors 7 über eine Diode D1
gekoppelt ist, die in der Durchlassrichtung zwischen den Basis-Elektroden der Transistoren 8 und 9 angeordnet ist,
um die Übernahmeverzerrung der Transistoren 8 und 9 herabzusetzen.
Das Frequenzverhalten dieser Verstärkerschaltung wird in erheblichem Masse durch die Grosse der
wirksamen Kapazität am Kollektor des Transistors 7 bestimmt. Die reelle kapazitive Impedanz, die an diesem
Kollektor infolge der Streukapazität CL zwischen der Basis und .dem Kollektor dieses Transistors 7 auftritt,
beträgt infolge des Miller-Effekts annähernd (1+ )C ,
wobei den Stromverstärkungsfaktor zwischen dem Basis-
und dem Kollektorstrom des Transistors darstellt. Dies bedeutet, dass die wirksame Kapazität am Kollektor des
Transistors 7 betrachtlich sein kann und ausserdem infolge der grossen Unterschiede in von Schaltung zu Schaltung
sehr verschieden sein kann während ausserdem frequenzabhängig ist. Dies hat ein weniger günstiges und
unvorhersagbares Frequenzverhalten der Schaltung zur
Folge, insbesondere wenn Hochfrequenzverstärkersrufen
überbrückt werden sollen," um einen gewünschten Frequenzabfall,
vorzugsweise einen Abfall erster Ordnung, zu erhalten.
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Die Schaltung nach der Erfindung schafft in dieser Hinsicht eine erhebliche Verbesserung. Eine erste
Ausführungsform dieser Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Verstärkerschaltung enthält die als Differenzpaar
geschalteten Transistoren 3 und k, die als Kollektorbelastung
die Stromspiegelschaltung mit den Transistoren 5 und 6 besitzen. Bis so weit ist die Verstärkerschaltung
völlig identisch mit der bekannten Verstärkerschaltung nach Fig. 1.
Die Verstärkerschaltung enthält nun aber auch eine zweite Stromspiegelschaltung S, die aus dem als Diode
geschalteten pnp-Transistor 11 und dem pnp-^Transistor 12
besteht und die mit ihrem Eingang an die Summenkletnme der ersten Stromspiegelschaltung (Transistoren 5 und 6) angeschlossen
ist und deren Aiisgang den Ausgangsstrom der Verstärkerschaltung'
liefert, der auf gleiche Weise wie in Fig. 1 einer "Klasse-B"-Endstufe mit den Transistoren S
und 9 und der Diode D1 zugeführt werden kann. Weiter enthält
die Verstärkerschaltung einen Stromverstärker A,
Dieser Stromverstärker enthält beispielsweise zwei als
Differenzpaar geschaltete npn-Transistoren 13 und Vk mit
als gemeinsamer Emitterimpedanz einer Stromquelle I,,. Die
Basis des Transistors Ik liegt an Erdpotential, vährend
die Basis des Transistors 13 den Eingang des Stromverstärkers
bildet und mit den Kollektoren der Transistoren 3 und 6 verbunden ist. Der Kollektor des Transistoren 13'.
ist mit der positiven Speiseklomme +V verbunden, während
•R Π 9 R ? 7 / Ω 7 7 ft
- ro -
dor Kollektor des Transistors lh den Ausgang des Stromverstärkers bildet und einen Ausgangsatrora der Summenklernine
der durch die Transistoren 5 und 6 gebildeten Stromspiegelschaltung
zuführt. ,
Wenn wieder angenommen wird, dass die Eingangsklemme 1 positiv gegenüber der Eingangsklemme 2 ist
und dass dadurch der Kollektorstrom des Transistors 3 eine Signalstromkomponente +i und der Kollektorstrom des Transistors
U eine Signalkomponente -i enthält, ist der Eingangsstrom
des Stromverstäzlcers A gleich -2i. ¥enn weiter
angenommen wird, dass der Stromverstärkungsfaktor des Stromverstärkers A einen Absolutwert gleichtd hat, beträgt
der Ausgangsstrom dieses Stromverstärkers +a2i. Da sowohl.
dieser Ausgangsstrom des Stromverstärkers als auch die in
den beiden Kreisen der durch die Transistoren 5 und 6 gebildeten Stromspiegelschaltung fliessenden Signalström<i
dem Eingang des Stronispiegels S zugeführt werden, lässt sich einfach erkennen, dass, dex Ausgangsstrom dieses
Stromspiegels S eine Signalstromkomponente 2i(a-i) enthält, wobei die durch das Oberflächenverhältnis der
Transistoren '11 und 12 bestimmte Stromverstärkung zwischen ·
dem Eingangs- und dem Ausgangsstrom des Stronispiegels S ist.
Der grosse Vorteil der dargestellten Schal-
tung'besteht darin,"dass die wirksame Kapazität am Kollek-
. tor des Transistors 12 erheblich geringer als die wirksame
Kapazität am Kollektor des Transistors 7 he± der bekannten
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Verstärkerschaltung ist. Diese wirksame Kapazität beträgt
nun nur etwa (i + )c, , wobei C, die Kollektor-Basisx
be be
Kapazität des Transistors 12 und die Stromverstärkung des Stromspiegels S darstellt,·weil nun ein der Basis des
Transistors 12 zugeführter Wechselstrom nur mal verstärkt
am Kollektor dieses Transistors auftritt. Abgesehen davon, dass diese Kapazität erheblich geringer als bei der bekannten
Schaltung ist, besteht auch noch der Vorteil, dass die Grosse dieser Kapazität vorhersagbar festliegt, weil
die Grosse der Stromverstärkungsfaktoren der verschiedenen
Transistoren praktisch keinen Einfluss" auf diese wirksame
Kapazität ausübt. Veiter kann die Gesamtverstärkung beträchtlich sein, weil der Stromverstärkungsfaktor^ d des
Differenzverstärkers A einen sehr hohen liert aufweisen
kann.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Verstärkerschaltung nach der Erfindung. Die zweite Stromspiegelschaltung
S ist bei dieser Ausführung=form auf bekannte
¥eise aus drei Transistoren 15, 16 und 17 aufgebaut,
wobei der Transistor 16 als Diode geschaltet ist. Der Stromverstärker A besteht nun aus zwei in Darlingtonkonfiguration
geschalteten Transistoren 18 und 19f wobei
die Basis des Transistors 18 den Eingang des Stromverstärkers
bildet und dieser Transistor in Emitterfolgerschaitung
den Transistor 19 ansteuert, .dessen Kollektor mit den gemeinsamen Emittern der Transistoren 5 und 6 verbunden
ist. Der Emitter des Transistors 19 ist schliess-
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lieh mit den Basis-Elektroden der Transistoren 16 und 17
verbunden.
Ausgehend von derselben Annahme in bezug auf die Signalkomponenten in den Kollektorströmen der Transistoren
3 und h vie bei Fig. 2r stellt sich heraus, dass
die Signalkomponente im Eingangsstrom des Stromspiegels S
gleich -2i(a+i) ist, wobei a wieder die Gesamtstromverstärkung
des Stromverstärkers A ist. In bezug auf die Schaltung nach Fig. 2 ist dabei bereits eine Verbesserung
erzielt, dadurch, dass die Beiträge des Stromverstärkers A und des Stromspiegels mit den Transistoren 5 und 6 mit
demselben Yorziechen auftreten und sich somit gegenseitig .verstärken. Bei der Schaltung nach Fig. 2 kann dies selbstverständlich
auch dadurch erreicht wei'deii, dass nicht der
Kollektor des Transistors lh, sondern der Kollektor des Transistors 13 mit den Emittern der Transistoren 5 und 6
verbunden wird.
Eine zweite Verbesserung wird durch die Verbindung des Emitters des Transistors 19 mii; der Basis des
Transistors 17 erzielt. Dadurch wird nämlich erreicht,
dass der durch den Transistor 19 fliessende Ausgangsstrom
des Stromverstärkers A eine doppelte Wirksamkeit hat. Der Kollektorstrom +a2i dieses Transistors 19 ist ja in denn
Eingangskreis des .Stromspiegels S wirksam und trägt demzufolge
zu dein Ausgangsstrom dieses-Stromspiegels S mit
-a2i bei, wobei angenommen wird, dass der Stromspiegel S eine Stromverstärkung gleich 1 besitzt. Der Emitterstrora
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dieses Transistors 19» der der Einfachheit halber auch
auf +a2i gesetzt wird, liefert aber auch einen Beitrag -a2i zu dem Signalausgangsstrom des Stromspiegels S, so
dass der Gesamtbeitrag des Stromverstärkers A zu dem Signalausgangsstrom■des Stromspiegels S gleich -ahl ist,
was eine Verbesserung um einen Faktor 2 in bezug auf- die Schaltung nach Fig. 2 bedeutet« Die Ausgangsimpedanz des
verwendeten Drillings-Stromspiegels S ist wieder sehr
hoch mit einem geringen kapazitiven Beitrag.
Fig. h zeigt schliesslich eine dritte Ausführungsform
der Verstärkerschaltung nach der Erfindung. Der Verstärker enthält wieder die als Differenzpaar geschalteten
Eingangstransistoren 3 und k, die in'dieser
.Ausführungsform aus Feldeffekttransistoren bestehen. Der
Stromverstärker A ist auf gleiche "Weise wie in F,ig. 3 aufgebaut, mit dem Unterschied, dass nun der Emitter
Transistors 19 mit der positiven Speiseklemme +V verbunden
ist. Der Stromspiegel S besteht aus zwei Transistoren 11 und 12. Um unter allen Umständen ein stabiles System
beizubehalten, ist es liünschensvert, für höhei*e Frequenzen
mindestens eine Verstärkerstufe zu überbrücken. Für diesen
Zweck erveist sich die Verstärkerschaltung nach der Erfin-'
dung als besonders geeignet.
Die Verstärkerschaltung enthält dazu eine dritte Stromspiegelschaltung R, die auf bekannte Veise
aus den Transistoren 20 und 22 und dem als Diode geschalteten Transistor 21 aufgebaut ist und die als solche, ab-
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gesehen von dem Leitfähigkeitstyp der Transistoren, mit
dem in Fig. 3 verwendeten Stromspiegel S identisch ist. Dem Eingang dieses Stromspiegels S wird mittels einer
Stromquelle I. ein konstanter Strom zugeführt. Der Ausgang
des Stromspiegisis, der durch den Kollektor des Transistors 20 gebildet wird,.ist mit der Diode D1 verbunden,
so dass dieser Stromspiegel R normalerweise die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Stromquelle Ip bildet.
Um bei hohen Frequenzen den Stromverstärker A zu überbrücken, ist der Eingang dieses Stromverstärkers
über eine Kapazität C mit dem als Diode geschalteten Transistor 21 verbunden. Für hohe Frequenzen, für die die
Kapazität C einen Kurzschluss bildet, ist die Impedanz, die diesen lieg bildet, für den Signalstrom sehr gering,
so dass dieser Signalstrom nicht mehr von dem Stromverstärker A aufgenommen wird, sondern völlig in dem Stromspiegel
R fliesst. Da der als Diode geschaltete Transistor 21 notwendigerweise einen konstanten Strom führt, wird der
durch die Kapazität C fliessende Signalstrom vom Transistor 20 aufgenommen und steht mit der richtigen Phase am
Ausgang der Verstärkerschaltung zur Verfügung.
Infolge des Aufbaus der Verstärkerschaltung tritt bei diesen höheren Frequenzen am Ausgang noch eine
zusätzliche Signalkomponente auf, die von dem Stronispiegel
S geliefert wird. Venn nämlich der Stromverstärker A ausgeschaltet ist, führt dieser Stronispiegel S nach" wie vor
noch immer eine Signälkomponente, und zwar die von dem
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Transistoren 5 und 6 gelieferten Signalströme. Dieser
Beitrag fällt erst bei Frequenzen veg, bei denen die pnp-Transistoren
nicht mehr wirksam sind.
Es ist einleuchtend, dass sich die Erfindung keineswegs auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. So kann für den Stromspiegel S und für den als
Kollektorbelastung der Eingangstransistoren dienenden
Stromspiegel jede beliebige Stromspiegelschaltung benutzt werden. Das Spiegelverhältnis des als Kollektorbelastung
wirkenden Stromspiegels, d.h. das Verhältnis zwichen Ein- gangsstrom
und Ausgangsstrom, wird zwar notwendigerweise gleich 1 gewählt, aber für. den Spiegel S ist dies durchaus
nicht notwendig. Das gewünschte Spiegelverhältnis kann sowohl mittels der Oberflächenverhältnisses der Transistoren
als auch mit Hilfe von Widerständen in den Emitterleitungen dieser Transistoren festgelegt werden.
Die Schaltung braucht nicht unbedingt mit
Bipolartransistoren ausgeführt zu werden. Wie bereits angegeben ist, ist es besonders zweckdienlich, die Eingangss.tufe
mit Feldeffekttransistoren, gegebenenfalls mit isolierte
Gate-Elektrode, auszuführen. Der Stromverstärker A, dessen Aufbau beliebig sein kann, kann bestimmt auch auf
vorteilhafte Weise mit Feldeffekttransistoren ausgeführi
werden. Bei dem heutigen Stand der Technik werden Stromspiegelschal tüngen im allgemeinen mit Hilfe von Bipolartransistoren
gebildet.
Schliesslich braucht die Hochfrequenzkopplung
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nicht notvendigerveise auf die in Fig. k beschriebene
Weise zu erfolgen. Selbstverständlich kann der Signalstrom
durch die Kapazität C auch dem Eingang eines Stx-ornspiegels zugeführt werden, der ja auch niederohmig ist.
TJm schliesslich eine Kopplung mit der richtigen Phase zu erhalten, muss der Ausgangsstrom dieses Stromspiegels dann
nochmals spxegelbildlich reproduziert werden, bevor dieser Signalstrom dem Ausgang zugeführt werden kann.
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Claims (1)
1.J- Verstärkerschaltung mit einem ersten und .
einem zweiten Transistor die als Differenzpaar geschaltet
sind, und einer ersten Stromspiegelschaltung, die einen Eingangskreis zwischen einer Eingangskiemme und einer
Summenklemme und einen Ausgangskreis zwischen einer Ausgangsklemme
und dieser Summenklemme enthält und einen
ihrer Eingangsklemme zugeführten Strom an ihrer Ausgangsklemme nach einmaliger Verstärkung reproduziert, wobei
der Eingangskreis der Stromspiegelschaltung in Reihe mit der Haupts tr ornhahn des ersten Transistors und der Ausgangskreis
in Reihe mit der Hauptstrombahn des zweiten Transistors angeordnet ist, während die Ausgangsklemme
der Verstärkerschaltun'g mit der Verbindungsleitung zwischen
dem zweiten Transistor und der Ausgangsklemme der Stromspiegelschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Strom am Ausgang der Verstärkerschaltung mittels eines Stromverstärkers verstärkt wird, dessen Ausgangs stironi
der Summenklemme der ersten Stromspiegelschaltung zugeführt wird, welche Summenklemme weiter mit der Eingangsklemme
einer zweiten Stromspiegelschaltung verbunden ist, die einen Eingangskreis und einen Ausgangskreis enthält und
die einen in ihrem Eingangskreis fliessenden Strom in einem festen Verhältnis in ihrem Ausgangskreis-reproduziert,
welcher Strom über den Ausgangskreis der zweiten Stromspiegelschaltung
an einem Ausgang der Verstärkerschaltung als Ausgangsstrom zur Verfügung steht.
2- Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch
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gekennzeichnet, dass der Signaluusgangsstrom des Stromverstärkers
und die in den beiden Kreisen der ersten Stromspiegelschaltung fliessenden Signalströme gleichphasig
sind.
'3· Verstärkerschaltung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Stromverstärker einen dritten und
einen vierten Transistor enthält, die in einer Darlingtonkonfiguration
geschaltet sind, wobei der Eingang des Stromverstärkers durch die Steuerelektrode des dritten Transistors
gebildet und der Ausgangsström dieses Stromverstärkers
von dem vierten Transistor geliefert wird.
h. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3 s dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Stromspiegelschaltung
einen fünften Transistor dessen Hauptstrombahn in den Eingangskreis
aufgenommen ist, und einen sechsten Transistor enthält, dessen Hauptstrombahn in Reihe mit einer Diode
oder einem als Diode geschalteten siebenten Transistor in den Ausgangskreis aufgenommen ist, wobei diese Diode oder
dieser als Diode geschaltete siebente Transistor zu dem Übergang zwischen der Steuerelektrode und einer ersten
Hauptelektrode des fünften Transistors parallel geschaltet ist, während die Steuerelektrode des sechsten Transistors
mit der zweiten Hauptelektrode des fünften Transistors verbunden ist und der Transistorstrom für den vierten Transistor
der Steuerelektrode des fünften Transistors entnommen wird.
5· Verstärkerschaltung nach .einem der vorherge-
5· Verstärkerschaltung nach .einem der vorherge-
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henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur überbrückung
der durch den Stromverstärker gebildeten Verstärkerstufe
bei höheren Frequenzen eine Kopplungskapazität zwischen dem Eingang dieses Stromverstärkers und
einem niederohmigen Eingang einer Kopplungsschaltung vorgesehen
ist, wobei der diese'Kopplungskapazität durchfliessende
Strom über diese Kopplungsschaltung dem Ausgang
der Verstärkerschaltung zugeführt wird. 6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 5» dadurch
gekennzeichnet, dass die Kopplungsschaltung aus einer
dritten Stromspiegelschaltung besteht, die einen die Hauptstrombahn eines achten. Transistors enthaltenden Eingangskreis
und einen die Reihenanordnung der Hauptstrombahn eines neunten Transistors und einer Diode oder eines
als Diode geschalteten.zehnten Transistors enthaltenden
Ausgangskreis enthält, wobei diese Diode odei\ dieser als
Diode geschaltete zehnte Transistor zu dem Übergang zwischen der Steuerelektrode und der ersten Hatiptelektrode des ach-'ten
Transistors parallel geschaltet und der Übergang zwischen der Steuerelektrode und der zweiten Hauptelektrode
des achten Transistors zu dem Übergang zwischen der Steuerelektrode und der ersten Hauptelektrode des neunten Transistors
parallel geschaltet ist, und wobei dem Eingangs-^ kreis ein konstanter Strom zugeführt wird und die Kopplungskapazität mit der Steuerelektrode des achten Transistors
verbunden ist, während der Strom durch den Ausgangskreis dieser dritten Stromspiegelschaltung dem Ausgang des Ver-
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stärkers zugeführt wird.
7· Verstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, die in integrierter Schaltungstechnik
ausgeführt ist.
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Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
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DE2432867A1 true DE2432867A1 (de) | 1975-07-03 |
DE2432867B2 DE2432867B2 (de) | 1979-09-20 |
DE2432867C3 DE2432867C3 (de) | 1980-06-04 |
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