DE2515457B2

DE2515457B2 - Differenzverstärker

Info

Publication number: DE2515457B2
Application number: DE2515457A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Tokio Ishigaki; Takashi Yamato Kanagawa Okada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1979-08-30
Also published as: FR2267640B1; SE412671B; ATA272675A; ES436466A1; AU497131B2; AU7977575A; DE2515457C3; GB1500993A; CA1020639A; US3988598A; AT374053B; IT1037229B; FR2267640A1; DE2515457A1; JPS50134586A; BE827760A; JPS5753672B2; NL7504194A; SE7504155L

Description

Die Erfindung betrifft einen Differenzverstärker entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Erzielung eines hohen Stromverstärkungsfaktors ist es bei Differenzverstärker! dieser Art bekannt (US-PS 35 41 465, US-PS 36 84 971), in jedem Signalübertragungsweg zwei Stufen mit zwei Transistoren zu verwenden. Die Erhöhung der Anzahl der Transistoren führt jedoch infolge selbst geringfügiger Unterschiede der Transistoreigenschaften zu einer erhöhten Unsymmetrie. Zum Ausgelich einer derartigen Unsymmetrie kann dem Differenzverstärker zusätzlich eine Kompensationsspannung zugeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Differenzverstärker der eingangs genannten Gattung

derart auszubilden, daß bei möglichst geringem schaltungstechnischen Aufwand eine hohe Symmetrie erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspuchs 1 ίο angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der verwendete Bipolartransistor hat aufgrund seiner besonderen Ausbildung eine symmetrische Struktur und leitet somii in zwei Richtungen. Seine iivmmetrieeigenschaFten sind, wie später gezeigt wird, im Vergleich zu üblichen Transistoren verbessert

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 3 beispielsweise erläutert Es zeigt

F i g. 1 und 2 Querschnittsdarstellungen zweier Beispiele des Bipolartransistors und

F i g. 3 ein Schaltbild eines Differenzverstärkers unter Verwendung des Bipolartransistors der F i g. 1 und 2.

Der Stromverstärkungsfaktor Iife 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 « bezeichnet wird:

Der Faktor λ wird wie folgt ausgedrückt:

wobei cc* den Kollektorverstärkungsfaktor, β den Basisübertragungswirkungsgrad und γ den Emitterinjektionswirkungsgrad darstellen.

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

+ Jn

wobei /„ die Stromdichte der von dem Emitter in die Basis des Transistors injizierten Elektronen und J_p die Stromdichte der von der Basis in den Emitter des Transistors injizierten Löcher darstellen.

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

_ Ά?« S

jcxp

wird das Verhältnis fi von J_n und J₁, wie folgl ausgedrückt:

D₁, D_n

P_n

wobei L_n die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger in der Basis des Transistors, L_n die Diffusionsstrecke der

Minoritätsträger in dem Emitter des; Transistors, D_n die Diffusionskonstante der Minoritätsiträger in der Basis, Dp die Diffusionskonstante der Minoritätsträger in der Basis, n_p die Konzentration der Minoritätsträger in der Basis im Gleichgewichtszustand, p„ die Konzentration der Minoritätsträger in dem Emitter im Gleichgewichtszustand, Veine an der. Emitterübergang des Transistors angelegte Spannung, k die Boitzmann-Konstante, Γ die Temperatur und Q der Absolutwert der Elektronenladung darstellen.

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

Ausdruck ^- durch den Ausdruck -rA ersetzt werden.

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

rt =

D_p

Ei

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 <5 klein zu machen.

Daher wird bei einem üblichen Transistor die Verunreinigungskonzentration Nd seines Emitters hoch genug gewählt, um das Verhältnis <5 klein zu machen.

Wenn jedoch die Verunreinigungiskonzentration 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 τ_ρ der Minoritätsträger, die von der Basis in den Emitter injiziert werden, kurz.

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

Ι/η / υ ν

wird die Diffusionsstrecke L₉ der Mi γκ ritätsträger bzw. -löcher kurz. Aus der Gleichung (7) ist daher ersichtlich, daß δ nicht so klein gemacht werden !kann und damit der Injektionswirkungsgrad γ nicht über einen bestimmten Wert erhöht werden kann Daher kann der Stromverstärkungsfaktor hpE bei dem üblichen Transistor nicht sehr hoch gemacht werden.

Wie zuvor erwähnt wurde, ist der Bipolartransistor der Erfindung von den gerade zuvor erwähnten Nachteilen des bekannten Transistors frei. Anhand der F i g. 1 und 2 wird nun beispielsweise ein solcher Bipolartransistor vom NPN-Typ beschrieben.

Wie F i g. 1 zeigt, besteht der Transistor aus einer N--leitenden Emitterzone 1, die auf einem N+-Ieitenden Halbleitersubstrat gebildet ist, einer P-leitenden Basiszone 2, die in dem Halbleitersubstrat S, die nahe der Emitterzone 1 gebildet ist, und einer N--leitenden Kollektorzone 3, die in dem Substrat S nahe der Basiszone 2 gebildet ist, um einen ernten PN-Übergang Je zwischen der Emitter- und der Basiszone 1 und 2 einen zweiten PN-Übergang Jczwischen der Basis- und der Kollektorzone 2 und 3 7u schaffen.

An einer Stelle, die dem ersten Übergang Je

zugewandt und von diesem durch eine Strecke getrennt ist, die kleiner als die Diffusionsstrecke L₉ der Minoritätsträger bzw. Löcher ist, die von der Basiszone 2 in die Emitterzone 1 injiziert werden, eine Potentialquelle mit einer Energie höher als die der Minoritätsträger bzw. Löcher oder wenigstens der Wärmeenergie in der Emitterzone 1 gebildet Bei dem Beispiel der F i g. 1 wird die Verunreinigungskonzentration in der Emitterzone 1 ausreichend niedrig, z. B. in der Größenordnung von 10¹⁵ Atome/cm³ gewählt und eine Zone la vom N⁺-Leitfähigkeitstyp bzw. mit einer Verunreinigungskonzentration von etwa 10^r9 Atome/cm³ wird in der Emitterzone 1 gebildet, um einen LH-Übergang und damit die Potentialschwelle zu erzeugen.

Die Verunreinigungskonzentration in der Basiszone 2 wird etwa in der Größenordnung von 10¹⁵ bis 10¹⁷ Atome/cm³ und diejenige in der Kollektorzone 3 ausreichend niedrig, z. B. in der Größenordnung von 10¹⁵Atome/cm³,gewählt

In dem Halbleitersubstrat S nahe eier Kollektorzone 3, jedoch getrennt von dem zweiten Übergang /eist eine Zone 3a vom N+-Leitfähigkeitstyp und mit einer Verunreinigungskonzentration von etwa 10¹⁹AtO- me/cm³ gebildet

Eine Emitterelektrode AE ist an der eine hohe Verunreinigungskonzentration aufweisenden Zone la in der Emitterzone 1 in ohmschem Kontakt mit dieser gebildet Eine Basiselektrode 4ßist an eier Basiszone 2 in

jo ohmschem Kontakt mit dieser gebildet und eine Kollektorelektrode Ac ist an der eine hohe Verunreinigungskonzentration aufweisenden Zone 3a nahe der Kollektorzone 3 in ohmschem Kontakt mit dieser gebildet Von diesen Elektroden AE, 45 und 4Csind ein erster, zweiter und dritter Anschluß E, B und C herausgeführt In F i g. 1 bezeichnet 5 eine Isolierschicht aus z. B. SiOi die an der Oberfläche des Substrats 5 gebildet ist Im Betrieb des Transistors wird eine Durchlaßspannung an den Emitterübergang Je und eine

Sperrspannung an den Koliektorübergang /cangelegt

Somit haben die Löcher, die von der Basiszone 2 zu der Emitterzone 1 injiziert werden, eine lange Lebensdauer, da die Emitterzone 1 eine niedrige Verunreinigungskonzentration und gute Kristalleigen schäften hat und damit wird die Diffusionsstrecke L₉ der Löcher in der Emitterzone 1 lang. Es kann daher, wie aus den Gleichungen (6) und (3) ersichtlich ist, der Emitterinjektionswirkungsgrad γ hoch gemacht werden. Im Falle jedoch, daß die Diffusionsstrecke L_p lang

ίο gemacht wird, kann, wenn die in die Emitterzone 1 injizierten Löcher an der Oberfläche des Substrats 5 angelangen und in der Praxis mit Elektronen an der Oberfläche rekombinieren können, die Diffusionsstrekke Lp nicht wesentlich lang gemacht werden. Da eine Potentialschwelle in der Emitterzone 1 gebildet ist und dem Ernitterübergang Jb in einem Abstand gegenüberliegt der kleiner als die Diffusionsstrecke L₉ der Minoritätsträger ist, kann die Größe der Oberflächenrekombination verrinf?rt und die Diffusionsstrecke L_p

bo ausreichend lang gemacht werden.

Infolge der Tatsache, daß die Potentialschwelle bei dem in F i g. 1 gezeigten Beispiel in der obigen Weise gebildet wird, wird die Wirkung erreicht, daß die Stromdichte bzw. -komponente J_p der Löcher, die von

h) der Basiszone 2 in die. Emitterzone 1 injiziert werden, verringert wird. Dies bedeutet, daß an dem LH-Übergang Jh in der Emitterzone 1 eine falsche Ferminiveaudifferenz bzw. inneres elektrisches Feld verursacht wird.

die die Wirkung haben, die Diffusion der Löcher bzw. Minoritätsträger zu unterdrücken. Wenn das Ferminiveau ausreichend hoch ist, heben sich der Diffusionsstrom, der durch den Konzentrationsgradienten der Löcher hervorgerufen wird, und der Driftstrom, der durch das innere elektrische Feld hervorgerufen wird, an dem LH-Übergang auf und verringern den Löcherstrom Jp, der von der Basiszone 2 durch die Emitterzone 1 geringer Verunreinigungskonzentration injiziert wird. Durch diese Wirkung wird das Verhältnis des Elektronenstromes, der an der Kollektorzone 3 angelangt, bezüglich der Stromkomponente, die den Gitterübergang /,_; durchläuft, erhöht und damit wird der Emitterinjektionswirkungsgrad γ erhöht, wie aus der Gleichung (3) ersichtlich ist, und der Stromverstärkungsfaktor Arewird hoch.

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

Wenn der LH-Übergang Jh wie in F i g. 1 gezeigt gebildet ist, kann eine Potentialschwelle von 0,2 eV durch geeignete Wahl der Größe der Verunreinigung und des Gradienten der eine hohe Verunreinigungskonzentration aufweisenden Zone lagebildet 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 Js, der dem Emitterübergang Je zugewandt ist, eine zusätzliche P-Ieitende Zone 6 in der Emitterzone 1 gebildet. Bei dem Beispiel der F i g. 2 ist die Strecke zwischen den Übergängen Js und Je kleiner als die Diffusionsstrecke Lpder Minoritätsträger in der Emitterzone 1 gewählt Der übrige Aufbau des in F i g. 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 L_p der in die Emitterzone 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 erhöht 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 Emitterzone 1 injiziert Somit wird die Konzentration der Löcher in der Emitterzone 1 nahe der zusätzlichen Zone 6 erhöht und daher wird die Konzentrationsverteilung der Löcher zwischen den Übergängen Je und Js in der Emitterzone 1 gleichmäßig und der Diffusionsstrom Jp von der Basiszone 2 zur Emitterzone 1 wird verringert

In dem Beispiel der F i g. 2 ist die zusätzliche Zone 6, die vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Basiszone 2 ist, in der Emitterzone 1 getrennt von der Basiszone 2 gebildet, es ist jedoch möglich, daß die Zone 6 sich kontinuierlich von der Basiszone 2 aus erstreckend gebildet ist

Die obige Beschreibung erfolgte für den Fall, daß die Zonen 1, 2 und 3 als Emitter, Basis und Kollektor betrieben werden. Da die Verunreinigungskonzentrationen der Zonen 1 und 3, die die Zone 2 umgeben, -, niedrig und von etwa gleicher Größenordnung gewählt und so ausgebildet sind, daß sie bezüglich der Zone 2 symmetrisch sind, so daß, wenn die Zonen 1,2 und 3 als Kollektor, Basis und Emitter betrieben werden, der Transistor so betrieben werden kann, daß seine ίο Arbeitsrichtung zu der zuvor erwähnten umgekehrt ist. Die Symmetrie des Transistors kann dadurch erhöht werden, daß in der Kollektorzone 3 eine Potentialschwelle gebildet wird, die dem zweiten Übergang J₁ zugewandt ist, diesen umgibt und eine Energie hat, die ι-, höher als die der Minoritätsträger bzw. -löcher in der Kollektorzone 3 ist, wie die Fig. 1 und 2 durch gestrichelte Linien außerhalb des Übergangs Jc zeigen. Hierzu wird die Zone 3a hoher Verunreinigungskonzentration in der KoHektorzone 3 derart ausgebildet, dab Jd sie den Übergang Jc umgibt und der Abstand zwischen dem Übergang Jc und der Zone 3a wird kleiner als die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger bzw. -löcher gewählt, die an den jeweiligen Teilen in die Kollektorzone 3 injiziert werden.

_>-, Die Eigenschaften der oben beschriebenen Transistoren, die sich aus der vorherigen Beschreibung ergeben, können wie folgt zusammengefaßt werden: 1. Der ijromverstärkungsfaktor Areist hoch und kann auf mehr als 3000 erhöht werden.

in 2. Der Stromverstärkungsfaktor Are ist gleichmäßig. Bei einem bekannten Transistor wird die Verunreinigungskonzentration der Emitterzone ausreichend hoch gewählt, um den Emitterinjektionswirkungsgrad zu erhöhen und der Stromverstärkungsn faktor hängt von der Differenz der Verunreini gungskonzentrationen nahe dem Übergang zwischen den Emitter- und Basiszonen ab, so daß es erforderlich ist, die Verunreinigungskonzentrationen in beiden Zonen relativ zueinander zu wählen. 4ii Dagegen wird bei dem Transistor der Erfindung

durch Bildung der Potentialschwelle in der Emitterzone 1 gegenüber dem Emitterübergang Je die Stromkomponente der Minoritätsträger, die in die Emitterzone 1 injiziert werden, unterdrückt, um 4-; 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 wird, und die -,n Breite der Basiszone 2 und die Verteilung der

Verunreinigungskonzentration darin kann in oer beabsichtigten Weise gewählt und damit Äff gleichmäßig gemacht werden, wie oben beschrieben wurde.

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. Dies ω bedeutet, daß, da die Hauptteile des ersten und zweiten Übergangs Je und Jc zwischen den P- und N-leitenden Zonen niedriger Verunreinigungskonzentration gebildet werden, die Kristallfehler gering sind. Wenn die Verunreinigungskonzentration nahe der Elektrode AB, die an der Basiszone 2 befestigt ist hoch gewählt wird, kann die Komponente des Emitterbasisstroms längs der Oberfläche des Halbleitersubstrats S verrineert

werden. Daher kann das Rauschen von t/7 verringert werden. Außerdem können auch das Stoßrauschen and das Rauschen von Mt durch die Tatsache verringert werden, daß Λ«-hoch ist. Wenn außerdem der Basiserstreckungswiederstand yw,' ■; klein gemacht wird, kann das Rauschen verringert werden, selbst wenn die Impedanz einer Signalquello niedrig ist.

5. Der Stromverstärkungsfaktor h_FE ist hinsichtlich der Temperatureigenschaften gut. ι η

6. Der Transistor kann in zwei Richtungen betrieben werden und hat eine ausgezeichnete Symmetrie.

7. Da die Verunreinigungskonzentration in der Nähe des ersten und zweiten Übergangs/f und/c niedrig ist, ist BVBEO (die Basis-Emitter-Spannung bei i> offenem Kollektor) für die Durchlaß- und Sperrichtungen der Transistoren hoch.

8. Wenn der Transistor als Leistungstransistor verwendet wird, ist seine Festigkeit hoch, da die Emission durch seinen verteilten inneren Wider- :» stand in der Emitterzone gleichmäßig gemacht wird.

9. Die Sättigungseigenschflften sind verbessert.

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

F i g. 3 zeigt einen Differenzverstärker unter Verwendung des zuvor beschriebenen Bipolartransistors 10 und Transistoren 11 bis 14. Der Emitter 4Edes Transistors 10 ist mit dem Kollektor des Transistors 11 und dem m Emitter des Transistors 13 verbunden. Der Kollektor 4C des Transistors 10 ist mit dem Kollektor des Transistors 12 und dem Emitter des Transistors 14 verbunden und eine Reihenschaltung zweier Widerstände Re ist zwischen die Emitter der Transistoren 11 und 12 r, geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen /?fist mit einer Stromquelle 15 verbunden, und die Kollektoren der Widerstände 13 und 14 sind über Lastwiderstände Rl mit einem Spannungsquellenanschluß 16 verbunden, an dem eine positive Spannung + Verhalten wird. Ausgangsanschlüsse 17 und 18 sind von den Kollektoren der Transistoren 13 und 14 herausgeführt. Eine Signalquelle Sa führt den Basen der Transistoren 11 und 12 ein Signal differentiell zu. Die Basen der Transistoren 11 und 12 werden mit einer 4; bestimmten Vorspannung versorgt. Eine weitere Stromquelle 19 ist zwischen den Spannungsquellenanschluß 16 und eine zweite Elektrode 45 des Transistors 10 geschaltet, und die Basen der Transistoren 13 und 14 werden mit einer bestimmten Vorspannung von einer Spannungsquelle 20 versorgt

Da der Transistor 10 bezüglich der Basiszone symmetrisch aufgebaut ist, können, wenn die Basis AB von der Stromquelle 19 mit einem konstanten Strom versorgt wird, wie F i g. 3 zeigt, Ströme von der Basis AB zum Emitter 4£und zur Basis AC fließen, und auch die Kennlinien zwischen der Basis AB und dem Emitter AE und zwischen der Basis AB und dem Kollektor AC können gleich gemacht werden. Damit können die beiden obigen Ströme gleich gemacht werden. bo

Somit fließt bei dem in F i g. 3 gezeigten Beispiel in dem Zustand, in dem die Basen der Transistoren 11 und 12 nur mit der gleichen Vorspannung versorgt werden, wenn die Stromgröße /1 der Stromquelle 15 zu 2/Ό (l\ = 2/0) gewählt wird, ein Strom /₀ durch die Kollektoren der Transistoren 11 und 12, während, wenn die Stromgröße h der Stromquelle 19 zu 2a/o (h = 2a/₀) gewählt wird, ein Strom ah durch den Emitter AE und den Kollektor AC des Transistors 10 fließt, und ein Strom (i-a)lo fließt durch die Kollektoren der Transistoren 13 und 14.

Wenn das Signal Sa differentiell auf die Basen der Transistoren 11 und 12 gegeben wird, fließt ein Signalstrom durch die Kollektoren der Transistoren 11 und 12 in entgegengesetzter Richtung, ein Signalstrom ais fließt durch den Emitter 4Eund den Kollektor 4Cdes Transistors 10 in entgegengesetzter Richtung bezüglich der Basis AB, und ein Signalstrom (1 —a)is fließt durch die Kollektoren der Transistoren 13 und 14 in entgegengesetzter Richtung. Somit werden in der Phase umgekehrte Ausgangssignale an den Ausgangsanschlüssen 17 und 18 erhalten.

Das Verhältnis zwischen dem Signalstrom, der durch die Kollektoren der Transistoren 11 und 12 fließt und des Signalstroms (1 — a)is, der durch die Kollektoren der Transistoren 13 und 14 fließt bzw. die Verstärkung G der in Fig.3 gezeigten Schaltung wird wie folgt ausgedrückt:

119)

Wenn daher die Stromgröße h der Stromquelle 19 geändert werden kann, kann die Verstärkung G geändert werden. Hierbei kann es möglich sein, die Stromgröße I₂ der Stromquelle 19 manuell zu ändern, die Stromgröße h kann aber auch mit einem Verstärkungssteuersignal automatisch geändert werden.

Wenn bei der Ausführungsform der Fig. 3 h = /1 bzw. a — 1, fließt kein Strom durch die Transistoren 13 und 14 und der Strom, der durch den Emitter 4£und den Kollektor AC des Transistors 10 fließt, fließt in der gleichen Weise durch die Transistoren 11 und 12. Wenn dagegen /2 = 0 bzw. a = 0, fließt kein Strom durch den Τ· ansistor 10 und der Strom, der durch die Transistoren 13 und 14 fließt, fließt in gleicher Weise durch die Transistoren 11 und 12. Wenn daher der Strom /2, der durch die Basis AB des Transistors 10 fließt, mit einem Schaltsignal gleich 2/₀ oder Null gemacht wird, kann ein Schaltvorgang bewirkt werden.

Wenn die Basis AB des Transistors 10 mit einer bestimmten Vorspannung versorgt wird und die Basen der Transistoren 13 und 14 mit einer gemeinsamen Stromquelle zur Steuerung verbunden werden, können die gleichen Wirkungen erreicht werden. Auch können die Transistoren 11 bis 14 nach Art des Transistors 10 aufgebaut sein; es ist auch möglich, Feldeffekttransistoren für die Transistoren 11 bis 14 zu verwenden. Weiterhin ist es möglich, daß ein Lastwiderstand mit dem Transistor 13 oder dem Transistor 14 verbunden und ein Ausgangsanschluß von dem Kollektor herausgeführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Differenzverstärker mit einem ersten und einem zweiten Transistor, deren Emitter miteinander verbunden und an eine gemeinsame Konstantstromquelle angeschlossen sind, deren Basen im Gegentakt angesteuert sind, mit einem dritten Transistor, dessen Emitter mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, sowie mit einem vierten Transistor, dessen Emitter mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, wobei an die Basen des dritten und vierten Transistors eine feste Vorspannung angelegt ist und die Kollektoren des dritten und vierten Transistors, an denen die Gsgentaktausgangsspannung abgegriffen ist, über je einen Arbeitswiderstand mit der Betriebsspannungsquelle verbunden sind, gekennzeichnet durch einen Bipolartransistor (10) symmetrischer Bauart, der an einer Stelle, die dem PN-Übergang (7£^ zwischen der Emitterzone (1) und der Basiszone (2) gegenüberliegt und von diesem um eine Strecke entfernt ist, die kleiner als die Diffusionsstrecke (Lp) der Minoritätsträger ist, die von der Basiszone (2) in die Emitterzone (1) injiziert werden, eine Potentialschwelle (JH) aufweist, deren Energie höher als die der Minoritätsträger ist, der mh seiner Basis an eine veränderliche Stromquelle (19) angeschlossen ist und mit seinem Emitter mit dem Emitter des dritten Transistors (13) (bzw. mit dem Kollektor des ersten Transistors 11) und mit seinem Kollektor mit dem Emitter des vierten Transistors (14) (bzw. mit dem Kollektor des zweiten T.-ansisto.-j 12) verbunden ist

2. Differenzverstärker .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste br vierte Transistor (U bis 14) entsprechend dem Bipolartransistor (10) aufgebaut sind.

3. Differenzverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone (1) und die Kollektorzone (3) eine Verunreinigungskonzentration mit etwa der gleichen Größenordnung haben und daß zur Bildung der Potentialschwelle (JH) in der Emitterzone (1) eine Halbleiterzone (la) mit einer Verunreinigungskonzentration größer als die der Emitterzone (1) gebildet ist

4. Differenzverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines weiteren TN-Übergangs (JS) eine zusätzliche Halbleiterzone (6) des gleichen Leitfähigkeitstyps wie die Basiszone (2) in der Emitterzone (1) an einer Stelle gebildet ist, die vom ersten Halbleiterübergang (JE) um eine Strecke entfernt ist, die kleiner als die Diffusionsstrecke (Lp) der Minoritätsträger in der Emitterzone ist