DE2514619B2

DE2514619B2 - Regelbare Differentialverstärkeranordnung

Info

Publication number: DE2514619B2
Application number: DE2514619A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Tokio Ishigaki; Takashi Yamato Kanagawa Okada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1974-04-04
Filing date: 1975-04-03
Publication date: 1979-09-06
Also published as: IT1034856B; NL7503995A; GB1502672A; FR2266953A1; JPS5754969B2; BR7502047A; AT374052B; AU7972675A; SE7503873L; JPS50131743A; FR2266953B1; US3976951A; DE2514619A1; DE2514619C3; ATA258275A; BE827547A; CA1022245A; SE412674B

Description

Die Erfindung betrifft eine Differentialverstärkeranordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Schaltungsanordnungen dieser Art sind bekannt (US-PS 34 14 834,34 01 350). Um bei solchen Anordnungen die Verstärkung zu regem, ist es üblich, die Vorspannung der Verstärkungselemente zu ändern. Zur Erzielung einer Verstärkungsregelung mit hohem Wirkungsgrad und einer hohen Symmetrie können Differentialverstärker in mehreren Stufen vorgesehen werden. Dadurch ergibt sich ein relativ komplizierter Schaltungsaufbau, der außerdem den Nachteil hat, daß schon bei geringen Abweichungen der einzelnen Verstärkungselemente die Symmetrie der gesamten Anordnung verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Differentialverstärker der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er bei möglichst geringem Schaltungsaufwand eine hohe Symmetrie aufweist

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Impedanz als in der besonderen Art aufgebauter bipolarer Transistor, der in zwei Richtungen leitet und eine hohe Symmetrie hat, ist es möglich, bei einer nur zweistufigen Differentialverstärkeranordnung eine hohe Symmetrie bei gleichzeitiger Möglichkeit der Verstärkungsregelung zu erreichen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 beispielsweise erläutert Es zeigen

Fig. 1 und 2 Querschnittsdarstelhmgen des Bipolartransistorsund

F i g. 3 ein Schaltbild der Differentialverstärkeranordnung.

Der Stromverstärkungsfaktor Are eines Transistors mit geerdetem Emitter, der einer der Parameter zur Auswertung der Eigenschaften eines Bipolartransistors ist, kann durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden, wenn der Stromverstärkungsfaktor des Transistors bei geerdeter Basis mit λ bezeichnet wird:

I -«

Der Faktor χ wird wie folgt ausgedrückt:

λ = x* (i γ (2)

wobei λ * den Kollektorverstärkungsfaktor, β den Basisübertragungswirkungsgrad und γ den Emitterinjektionsgrad darstellen.

Wenn der Emitterinjektionswirkungsgrad γ eines NPN-Transistors betrachtet wird, ist γ durch den folgenden Ausdruck (3) gegeben:

Y =

'♦*

wobei J_n die Stromdichte der von dem Emitter in die

Basis des Transistors injizierten Elektronen und J₉ die Stromdichte der von der Basis in den Emitter des Transistors injizierten Löcher darstellen.

Da J_n und /_P durch die folgenden Gleichungen (4) und (5) ausgedrückt werden:

wird das Verhältnis Λ von J_n und J_p wie folgt ausgedrückt :

Λ =

J_p
J.

D_p

wobei l_m die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger in der Basis des Transistors, Lp die Diffusionssteecke der Minoritätsträger in dem Emitter des Transistors, D_n die Diffusionskonstante der Minoritätsträger in der Basis, Dp die Diffusionskonstante der Minoritätsträger in der Basis, Up die Konzentration der Minoritätsträger in der Basis im Gleichgewichtszustand, p„ die Konzentration der Minoritätsträger in dem Emitter im Gleichgewichtszustand, V eine an den EmitterDbergang des Transistors angelegte Spannung, it die Boltzmann-Konstame, T die Temperatur und Q der Absolutwert der Elektronenladung darstellen.

Wenn angenommen wird, daß die Verunreinigungskonzentration in dem Emitter des Transistors N_D und diejenige in der Basis des Transistors Na ist, kann der

Ausdruck— durch den Ausdruck -gA- ersetzt werden.

n, N₀

Da außerdem L_n durch die Basisbreite ^begrenzt wird und L_n - W, wird das Verhältnis wie folgt ausgedrückt:

Λ =

D_p
D.

Die Diffusionskonstanten D_n und D₉ sind Funktionen der Übertragung der Träger und der Temperatur und können hierbei als im wesentlichen konstant angenommen werden.

Wie aus den obigen Gleichungen ersichtlich ist, genügt es, um den Stromverstärkungsfaktor Iife eines Transistors zu erhöhen, das Verhältnis δ klein zu machen.

Daher wird bei einem üblichen Transistor die Verunreinigungskonzentration M, seines Emitters hoch genug gewählt, um das Verhältnis 6 klein zu machen.

Wenn jedoch die Verunreinigungskonzentration des Emitters ausreichend hoch, z.B. mehr als 10¹⁹ Atome/cm³ gewählt wird, treten Gitterfehler und -störungen in dem Kristall des Halbleiterkörpers des Transistors auf und verschlechtern den Kristall. Da die Verunreinigungskonzentration des Emitters selbst hoch ist, wird die Lebensdauer r_p der Minoritätsträger, die von der Basis in den Emitter injiziert werden, kurz.

Da die Diffusionsstrecke L₀ durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt wird:

wird die Diffusionsstrecke L_p der Minoritätsträger bzw. -löcher kurz. Aus der Gleichung (7) ist daher ersichtlich, daß 6 nicht klein genug gemacht werden kenn und damit der Injektionswirkungsgrad γ nicht Ober einen bestimmten Wert erhöht werden kann. Daher kann der Stromverstärkungsfaktor hpE bei den üblichen Transistör nicht hoch genug gemacht werden.

Wie F i g. 1 zeigt, besteht der Bipolartransistor aus einer ersten N--leitenden Halbleiterzone (Emitterzone), die auf einem N+-leitenden Halbleitersubstrat gebildet ist, einer zweiten P-leitenden Zone 2 (Basiszo-

Iu ne), die in dem Halbleitersubstrat S nahe der ersten Zone gebildet ist, und einer dritten N--leitenden Halbleiterzone 3 (Kollektorzone), die in dem Substrat 5 nahe der zweiten Zone 2 gebildet ist, um einen ersten PN-Übergang Je zwischen der ersten und zweiten Zone

1 und 2 und einen zweiten PN-Übergang Jc zwischen der zweiten und dritten Zone 2 und 3 zu schaffen.

Bei dem Bipolartransistor in F i g. 1 ist an einer Stelle, die dem ersten Halbleiterübergang Je zugewandt und von diesem durch eine Strecke getrernt ist, die kleiner als die Diffusionsstrecke L- der Minoritätsträger bzw. -löcher ist, die von der zweiten Zone 2 in die erste Zone 1 injiziert werden, eine Potentialschwelle gebildet, die eine Energie höher als die der Minoritätsträger bzw. -löcher oder wenigstens die Wärmeenergie hat, in der ersten Zone 1 gebildet Bei dem Beispiel der Fig. 1 ist die Verunreinigungskonzentration in der ersten Zone 1 ausreichend niedrig, z. B. in der Größenordnung von 10¹⁵ Atome/cm³ gewählt und ein<ä Zone la von N+-Leitfähigkeitstyp bzw. mit einer Verunreinigungskonzentration von etwa 10¹⁹ Atome/cm³ ist in der ersten Zone 1 gebildet, um einen !.//-Übergang und damit die Potentialschwelle zu erzeugen.

Die Verunreinigungskonzentration'in der zweiten Zone 2 ist etwa in der Größenordnung von 10¹⁵ bis 10" Atome/cm³ und diejenige in der dritten Zone 3 ausreichend niedrig, z.B. in der Größenordnung von 10¹⁵ Atome/cm³, gewählt

In dem Halbleitersubstrat S nahe der dritten Zone 3, jedoch getrennt von dem zweiten Übergang /eist eine Zone 3a vom N⁺-Leitfähigkeitstypi und mit einer Verunreinigungskonzentration von etwa 10" Atome/cm³ gebildet

Eine erste als Emitter dienende Elektrode 44Γ ist an der Zone ta in der Zone 1 in ohmsehen Kontakt mit dieser gebildet Eine zweite, als Basis dienende Elektrode AB ist an der zweiten Zone 2 in ohmschem Kontakt mit dieser gebildet und eine dritte, als Kollektor dienende Elektrode AC ist an der Zone 3a nahe der dritten Zone 3 in ohmschem Kontakt mit dieser gebildet Von diesen Elektroden AE, AB und AC sind ein erster, zweiter und dritter Anschluß E, Buna C herausgeführt In F i g. 1 bezeichnet 5 eine Isolierschicht au;, z. J. SiO;, die an der Oberfläche des Substrats S gebildet ist Im Betrieb wird eine Durchlaßspannung an den Emitterübergang Je und eine Sperrspannung an den Kollektorübergang /cangelegt

Somit haben die Löcher, die von der zweiten Zone 2 zu der ersten Zone 1 injiziere werden, eine lange Lebensdauer, da die Emitterzone 1 eine niedrige Verunreinigungskonzentration und gute Kristalleigenschaften hat, und damit wird die Diffusionsstrecke L_pder Löcher in der Emitterzone 1 lang. Es kann daher, wie aus den Gleichungen (6) und (3) ersichtlich ist, der Emitterinjektionswirlrungsgrad γ hoch gemacht werden.

Wenn die Diffusionsstrecke Lp lang gemacht wird, kann, wenn die in die Emitterzone 1 injizierten Löcher an der Oberfläche des Substrats S angelangen und mit Elektronen an der Oberfläche rekombinieren, die

Diffusionssttrecke L_p nicht wesentlich rekombinieren, die Diffusionsstrecke L_p nicht wesentlich rekombinieren, die Diffusionsstrecke Lp nicht wesentlich lang gemacht werden. Da bei dem in Fig. 1 gezeigten Transistor die Potentialschwelle in der Emitterzone 1 gebildet ist und dem Emitterübergang Je in einem Abstand gegenüberliegt, der kleiner als die Diffusionsstrecke Lp der Minoritätsträger ist, kann die Größe der Obefflächenrekombination verringert und die Diffusionsstrecke Lp ausreichend lang gemacht werden.

Da die Potentialschwelle bei dem in F i g. 1 gezeigten Beispiel in der obigen Weise gebildet ist, wird erreicht, daß die Stromdichte bzw. -komponente /,, der Locher, die von der Basiszone 2 in die Emitterzone 1 injiziert werden, verringert wird. Dies bedeutet, daß an dem !,//■Übergang Jh in der Emitterzone I eine falsche Ferminiveaudifferenz des inneren elektrischen Feldes verursacht wird, was die Wirkung hat, die Diffusion der i^xstksi- j;;~·, Mi"critäisträ"sr zn unterdrücken. Wenn das Ferminiveau ausreichend hoch ist, heben sich der Diffusionsstrom, der durch den Konzentrationsgradienten der Locher hervorgerufen wird und der Driftstrom, der durch (las innere elektrische Feld hervorgerufen wird, an dem Lf/-Übergang auf und verringern den Löcherstrorn Jp, der von der Basis 2 durch die Emitterzone 1 injiziert wird Durch diese Wirkung wird das Verhältnis des Elektronenstroms, der an der Kollektorzone 3 angelangt, bezüglich der Stromkomponente, die den Emitterübergang Je durchläuft, erhöht und damit wird der Emitterinjektionswirkungsgrad γ erhöht, wie aus der Gleichung (3) ersichtlich ist, und der StromverstJirkungsfaktor Arewird hoch.

Die obige Niveaudifferenz (die Höhe der Potentialschwelle) muß größer als die Energie der Löcher oder wenigstens gleich der Wärmeenergie sein. Die Wärmeenergie kann näherungsweise als WT angenommen werden, jedoch sollte die obige Niveaudifferenz mehr als 0,1 eV betragen. In der Potentialübergangszone darf die Diffusionsstrecke L_p der Löcher nicht in der Übergangszone enden bzw. ist es erforderlich, daß die Diffusionsstrecke L_p der Löcher größer als die Breite der Übergarigszone ist

Wenn deir L/Z-Übergang Jh wie in F i g. 1 gezeigt gebildet ist, kann eine Potentialschwelle von 0,2 eV durch geeignete Dimensionierung der Zone la gebildet werden.

F i g. 2 zeigt ein weiteres Beispiel des Bipolartransistors, in der die gleichen Bezugsziffern und -buchstaben wie in F i g. 1 die gleichen Elemente bezeichnen.

Bei dem Beispiel der Fig.2 ist zur Bildung eines PN-Übergangs /s der dem ersten Übergang bzw. dem Emitterübergang J_E zugewandt ist, eine zusätzliche P-leitende Zone 6 in der ersten Zone 1 gebildet Bei dem Beispiel der Fig.2 ist die Strecke zwischen den Übergängen Js und Je kleiner als die Diffusionsstrecke der Minoritiitsträger in der ersten Zone 1 gewählt Der übrige Aufbau des in Fig.2 gezeigten Beispiels ist im wesentlichen der gleiche wie der des in F i g. 1 gezeigten Beispiels.

Da bei dem Beispiel der F i g. 2 die Diffusionsstrecke Lp der in die erste Zone 1 injizierten Löcher lang ist, wie oben beschrieben wurde, gelangen die Löcher tatsächlich bis zu der zusätzlichen Zone 6 und werden dann von dieser absorbiert Wenn die zusätzliche Zone 6 vom elektrischen Standpunkt aus »überflutet« wird, wird ihr Potential erltöht, da die Anzahl der an der zusätzlichen Zone 6 ankommenden Löcher erhöht wird. Daher wird der PN-Übergang Js. der zwischen den Zonen 6 und 1 gebildet wird, im wesentlichen in Durchlaßrichtung vorgespannt, und damit werden wieder Löcher von der zusätzlichen Zone 6 in die erste Zone 1 injiziert. Somit wird die Konzentration der Löcher in der ersten Zone 1 nahe der zusätzlichen Zone 6 erhöht und daher wird die Konzentrationsverteilung der Löcher zwischen den Übergängen /sund /sin der ersten Zone 1 gleichmäßig.

In dem Beispiel der F i g. 2 ist die zusätzliche Zone 6 die vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie die zweite Zone

to 2 ist, in der ersten Zone 1 getrennt von der zweiten Zone 2 gebildet, es ist jedoch möglich, daß die zweite Zone 6 sich kontinuierlich von der zweiten Zone 2 aus erstreckend gebildet wird.

Da bei diesem Bipolartransistor die Verunreinigungs-

konzentrationen der ersten und dritten Zone 1 und 3, niedrig und von etwa gleicher Größenordnung gewählt und so ausgebildet sind, daß sie bezüglich der zweiten Zone 2 symmetrisch sind, kann die Arbeitsrichtung zu

j | I

__ j_ !■«j I

IgCIVCIlI I tVCIUCII

j _Λ|^ _Λ ^__ j_ !■«j I

UVl Z.UTV1 «I fVfUIIKCII UIIIgCIVCIlI I tVCIUCII.

Die Symmetrie des Bipolartransistors kann dadurch erhöht werden, daß in der dritten Zone 3 eine Potentialschwelle gebildet wird, die der zweiten Zone Jc zugewandt ist, diese umgibt und eine Energie hat, die höher als die der Minoritätsträger bzw. -löcher in der dritten Zone 3 ist, wie die F i g. 1 und 2 durch gestrichelte Linien außerhalb des Übergangs Jc zeigen. Hierzu wird die Zone 3 derart ausgebildet, daß sie den Überg tag Jc umgibt und der Abstand zwischen dem Übergang Jc und der Zone 3a wird kleiner als die

jo Diffusionsstrecke der Minoritätsträger bzw. -löcher gewählt, die an den jeweiligen Teilen in die dritte Zone 3 injiziert werden.

Die Eigenschaften des oben beschriebenen Bipolartransistors, die sich aus der vorherigen Beschreibung

j-, ergeben, können wie folgt zusammengefaßt werden:

1. Der Stromverstärkungsfaktor Are ist hoch und kann auf mehr als 300 erhöht werden.

2. Der Stromverstärkungsfaktor hpE ist gleichmäßig. Bei einem bekannten Transistor wird die Verunreinigungskonzentration der Emitterzone ausreichend hoch gewählt, um den Emitterinjektionswirkungsgrad zu erhöhen bzw. der Stromverstärkungsfaktor des bekannten Transistors hängt von der Differenz der Verunreinigungskonzentration nahe dem Übergang zwischen den Emitter- und Basiszonen ab, so daß es erforderlich ist, die Verunreinigungskonzentrationen in beiden Zonen relativ zueinander zu wählen. Dagegen wird bei dem Bipolartransistor der Erfindung durch Bildung der Potentialschwelle in der Emitterzone i gegenüber dem

so Emitterübergang Je die Stromkomponente der Minoritätsträger, die in die Emitterzone 1 injiziert wurden, unterdrückt, um den Emitterinjektionswirkungsgrad zu erhöhen, so daß der gegenseitige Einfluß zwischen den Emitter- und Basiszonen 1 und 2 infolge der Tatsache klein ist, daß die Verunreinigungskonzentration der Emitterzone 1 relativ niedrig gewählt ist, und die Breite der Basiszone 2 und die Verteilung der Verunreinigungskonzentration darin kann in der beabsichtigten Weise gewählt und damit Are gleichmäßig gemacht werden.

3. Da die Wirkung der Oberflächenrekombination vermieden wird, kann der Stromverstärkungsfaktor hfE hoch gemacht werden, selbst wenn der Strom niedrig ist

4. Das Rauschen kann verringert werden. Da die Haupttefle des ersten und zweiten Übergangs Je und Jc zwischen P- und N-ieitenden Zonen niedriger Verunreinigungskonzentration gebildet sind, sind Kristallfehler gering. Wenn die Verunreinigungskonzentration nahe

der Basis 4B hoch gewählt wird, kann die Komponente des Emitter-Basis-Stroms längs der Oberfläche des Halbleitersubsrrats 5 verringert werden. Daher kann das Rauschen von -_{ verringert werden. Außerdem können auch das Stoßrauschen und das Rauschen von ^d^Airch verringert werden, daß h_FE hoch ist. Wenn zusätzlich der Basiserstreckungswiderstand yu' klein gemacht wird, kann das Rauschen selbst dann verringert werden, wenn die Impedanz einer Signalquelle niedrig ist.

5. Der Stromverstärkungsfaktor Hfe ist hinsichtlich der Temperatureigenschaften gut.

6. Der Bipolartransistor kann als in zwei Richtungen leitender Transistor verwendet werden und hat eine ausgezeichnete Symmetrie.

7. Da die Verunreinigungskonzentration in der Nähe des ersten und zweiten Obergangs Je und Jc niedrig ist, ist BVBEo (die Basis-Emitter-Spannung bei offenem Kollektor) für die Durchlaß- und Sperrichtung des Transistors hoch.

8. Wenn der Bipolartransistor als Leistungstransistor verwendet wird, ist seine Festigkeit hoch, da die Emission durch ihren verteilten inneren Widerstand in ihrer Emitterzone gleichmäßig gemacht ist.

9. Die Sättigungseigenschaften sind verbessert

10. Wenn die Zone 6, die eine Injektion oder eine Reinjektion durchführt, gebildet wird, wird der äquivalente Widerstand der Basis niedrig gemacht.

Ls wird nun anhand der F i g. 3 eine Ausführungsform einer Differentialverstärkeranordnung unter Verwendung eines Bipoltransistors 10, wie er in F i g. 1 oder 2 gezeigt ist, und eines erst η bis vierten Transistors 11 bis 14 beschrieben. Der Emitter 4£"des Transistors 10 ist mit dem Kollektor des ersten Transistors 11 und mit der Basis des dritten Transistors 13 verbunden, während der Kollektor 4Cdes Transistors 10 mit dem Kollektor des zweiten Transistors 12 und der Basis des vierten Transistors 14 verbunden ist Eine Reihenschaltung aus zwei Widei ständen Re ist zwischen die Emitter des ersten und zweiten Transistors U und 12 geschaltet, und der Verbindungspunkt der beiden Widerstände Rf ist mit einer ersten Stromquelle 15 verbunden. Die Emitter des dritten und vierten Transistors 13 und 14 sind mit einer zweiten Stromquelle 16 verbunden. Die Kollektoren des dritten und vierten Transistors 13 und 14 sind über Lastwiderstände Rl mit einer Spannungsquelle 17 verbunden, von der z. B. eine positive Spannung + Vcc abgegeben wird, und Ausgangsanschlüsse 18 und 19 sind von den Kollektoren des dritten und vierten Transistors 13 und 14 herausgeführt Die zweite Elektrode AB des Transistors 10 erhält die Spannung + Vcc von der Spannungsquelle 17. Die Basen des ersten und zweiten Transistors ti und 12 werden differentiell mit einem Eingangssignal Sa versorgt Hierbei können die Basen der Transistoren 11 und 12 eine bestimmte Vorspannung erhalten, und die Stromgröße wenigstens einer der beiden Stromquellen 15 und 16 ist einstellbar.

Wie zuvor beschrieben wurde, hat der Transistor 10 bezüglich der zweiten Zone 2 (Fig. 1 und 2) einen symmetrischen Aufbau, so daß, wenn die Basis 4B mit einer konstanten Vorspannung versorgt wird, wie F i g. 3 zeigt, ein Strom von der Basis 45 zum Emitter AE und aoch von der Basis 4B zum Kollektor 4C fließen kann. Wenn hierbei die Spannungen zwischen der Basis AB und dem Emitter 4.E und zwischen der Basis AB und dem Kollektor AC gleich sind, sind die beiden obigen Ströme gleich. Wenn daher die Basen des ersten und zweiten Transistors U und 12 mit der gleichen Vorspannung versorgt werden, wie F i g. 3 zeigt, und die Stromgröße der ersten Konstantstromquelle I\-2aI₀ angenommen wird, kann ein Strom a/o durch die Kollektoren der Transistoren 11 und 12 fließen. Wenn angenommen wird, daß die Stromgröße der zweiten Konstantstromquelle 16 zu I₂-2bk angenommen wird und der Stromverstärkungsfaktor des dritten und

in vierten Transistors 13 und 14 bei geerdetem Emitter zu

Λ angenommen wird, kann ein Strom , I₀ durch ihre

Basen und ein Strom

durch den Emitter AE und den Kollektor AC. Ae* Transistors 10 fließen. Außerdem kann ein Strom bk

2t) durch die Kollektoren des dritten und vierten Transistors 13 und 14 fließen.

Wenn das Eingangssignal 5* differentiell auf die Basen des ersten und zweiten Transistors 11 und 12 gegeben wird, fließt ein Signalstrom als durch deren

Kollektoren in entgegengesetzten Richtungen, und ein Signalstrom _h fließt auch durch die Basen der

Transistoren 13 und 14 in entgegengesetzten Richtungen, wie F i g. 3 zeigt Außerdem fließt ein Signalstrom

h \
T)

durch den Emitter AE und den Kollektor AC des )■> Transistors 10 in entgegengesetzten Richtungen relativ zur Basis AB und ein ein Signalstrom bis fließt durch die Kollektoren der Transistoren 13 und 14 in entgegengesetzten Richtungen. Daher werden an den Ausgangsanschlüssen 18 und 19 gegenphasige Ausgangssignale erhalten.

Das Verhältnis des Signalstroms a/s, der durch die Kollektoren der Transistoren 11 und 12 fließt, und des Signalstroms bis, der durch die Kollektoren der Transistoren 13 und 14 fließt bzw. die Verstärkung G α der in Fig.3 gezeigten Schaltung wird wie folgt ausgedrückt:

G = A = A. (₉₎

a I₁

Daher ist ersichtlich, daß durch Änderung der S'romgröße l\ oder I₂ die Verstärkung G dieser Schaltung regelbar ist

Wenn bei der Schaltung der Fig.3 der Ausgangssignalpegel geändert werden sou und der Eingangssignalpegel konstant ist, wie im Falle der Lautstärkenregelung z. B. eines Rundfunkempfängers, genügt es, die Stromgröße I₂ der zweiten Konstantstromquelle 16 zu ändern, während, wenn der Ausgangssignalpegel konstant gehalten werden soll und der Eingangssignalpegel geändert wird, es genügt, die Stromgröße I_x der ersten Konstantstromquelle mit einem Verstärkungssteuersignal oder dergleichen zu ändern. In bestimmten Fällen kann es möglich sein, daß die Stromgrößen /_t und k beider Konstantstromquellen 15 und 16 in entgegenge-

&5 setzten Richtungen geändert werden.

Der Transistor 10 kann statt als NPN-Transistor auch als PNP-Transistor ausgebildet werden. In diesem Falle sollten die Transistoren 11 bis 14 PNP-Transistoren sein.

Der Transistor 10 kann auch für die Transistoren U bis 14 verwendet werden. Es ist auch möglich, daß der Kollektor der Transistoren 13 und 14 nur mit dem Lastwiderstand verbunden wird und ein Ausgangsanschluß von diesem Kollektor herausgeführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. In ihrer Verstärkung regelbare Diflerentialverstärkeranordnung, bestehend aus einer ersten Stufe mit einem ersten und einem zweiten Transistor, deren Emitter miteinander verbunden und an eine erste Stromquelle angeschlossen sind, und deren Basen mit dem differentiellen Eingangssignal beaufschlagt sind, sowie aus einer zweiten Stufe mit einem ι ο dritten und vierten Transistor, deren Emitter miteinander verbunden und an eine zweite Stromquelle angeschlossen sind und von deren mit jeweils einem Arbeitswiderstand an die Betriebüspannungsquelle angeschlossenen Kollektoren das Gegentakt-Ausgangssignal abgreifbar ist, wobei der Kollektor des ersten Transistors der ersten Stufe mit der Basis des dritten Transistors der zweiten Stufe und der Kollektor des zweiten Transistors der ersten Stufe mit der Bis» des vierten Transistors der zweiten Stufe verbunden sind und die Kollektoren des ersten und zweiten Transistors der ersten Stufe Ober eine Impedanz an die Betriebsspannungsqiuelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz als Bipolartransistor (10) symmeirischer Bauart ausgebildet ist, .der besteht aus einer ersten Halbleiterzone (1) der einen Leitßlhigkeitsart, einer zweiten Halbleiterzone (2) der anderen Leitfähigkeitsart nahe der ersten Zone mit einem ersten Halbleiterabergang (Je) dazwischen, einer dritten Halblelterzone (3) der gleichen Leitfähigkeitsart wie die erste Zpne nci*e der zweiten Zone und mit einem zweiten Halbleiterflbcrgang (Tc) dazwischen, wobei in ersten Ze « eine; Potentialschwelle (Jh), deren Energie größer als die der Minoritätsträger ist, die von der zweiten Zone in die erste Zone injiziert werden, an einer Stelle gegenüber dem ersten Obergang und vom diesem um eine Strecke entfernt ausgebildet ist, die kleiner als die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger ist, daß der mit der ersten Zone (1) verbundene !Emitter des Bipolartransistors (10) mit dem Kollektor des ersten Transistors (11), der mit der dritten Zone (3) verbundene Kollektor mit dem Kollektor des zweiten Transistors (12) und die mit der zweiten Zone (2) verbundene Basis mit der Betriebsspannungsquelle verbunden ist, und daß wenigstens eine der beiden Stromquellen (15,16) einstellbar ist

2. Differentialverstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Halbleiterzone (1, 3) des Bipolartransistors (10) eine Verunreinigungskonzentration von im wesentlichen der gleichen Größenordnung haben, und daß in der ersten Halbleiterzone (1) eine zusätzliche Halbleiterzone (6), deren Verunreinigungskonzentration größer als die der ersten Halbleiterzone (1) ist und die von der gleichen Leitfähigkeitsart wie die zweite Halbleiterzone (2) ist, an einer Stelle ausgebildet ist, die von dem ersten Halbleiterübergang (JE)m eine Strecke !entfernt ist, &o die kleiner als die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger ist

3. Differentialverstärkeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Transistoren (10 bis 14) von der gleichen Leitfähig· keitsart sind.

4. Differentialverstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bis vierte Transistor (11 bis 14) in der Art des Bipolartransistors (10) ausgebildet sind.