DE2516319B2 - Stromverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromverstärker, wie er im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzt ist und sich beispielsweise zur Verwendung anstelle eines Stromspiegelverstärkers eignet.

In monolithischen integrierten Schaltungen werden

;evw-5hnlich Stromverstärker verwendet, um mit dem 'roblem der Pegelverschiebungen fertig zu werden, velches dadurch entsteht, daß bei solchen Schaltungen lie Kopplung zwischen einzelnen Stufe·.-, gleichstromnäßig erfolgt. Es ist eine Sorte von Stromverstärkern s gekannt, deren Verstärkungsfaktoren durch das Verhältnis der Transkonduktanzen (manchmal auch Gegei,-wirkleitwert oder Steilheit genannt) zweier Transistoren eindeutig bestimmt sind. Diese Stromverstärker werden gemeinhin als »Stromspiegelverstärker« oder ι ο einfach als »Stromspiegel« bezeichnet. Die Proportionierung der Transkonduktanzen der Transistoren erfolgt durch Kontrolle ihrer physikalischen Dimensionen. Damit der Verstärkungsfaktor eines Stromspiegels exakt durch das Verhältnis der Transkonduktanzen der beiden Transistoren festgelegt wird (innerhalb einer Toleranz von z. B. etwa 2%), müssen die Transistoren jeweils einen hohen Stromverstärkungsfaktor in Emitterschaltung (z. B. von 50 oder mehr) haben. In der Praxis ist jedoch ein solch hoher Stromverstärkungsfaktor bei Strömen von einigen 100 Mikroampere oder darüber mit pnp-Lateraltransistoren vernünftiger Größe schwer erreichbar.

Bekannte Stromspiegelverslärker mit pnp-Lateraltransistoren haben andere Nachteile. Ihre Ausgangsimpedanz neigt dazu, bei höheren Strömen wesentlich niedriger zu werden als die Ausgangsimpedanz ihrer npn-Gegenstücke. Bei pnp-Lateraltransistoren wird die Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung durch die Temperatur beeinflußt, so daß eine Bemessung der Dimensionen von pnp-Lateraltransistoren im Sinne eines Ausgleichs dafür, daß diese Verstärkungsfaktoren niedrig sind, keine ausreichende Kompensation über einen weiten Temperaturbereich bringt.

Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile bekannter Stromspiegelverstärker, d. h. die unerwünschte Beeinflussung ihrer Stromverstärkungen durch die Basisströme der in ihnen verwendeten pnp-Transistoren in Lateralbauweise, darauf zurückzuführen sind, daß diese Basisströme in unrichtiger Weise zwischen den Eingangs- und den Ausgangsströmen des Stromspiegelverstärkers verteilt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Schaltung, bei welcher dieser nachteilige Einfluß infolge der Aufteilung der Basisströme vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dadurch wird erreicht, daß die Basisströme der pnp-Lateraltransistoren zwischen den Ausgangs- und Eingangsströmen eines Stromverstärkers in einem Verhältnis aufgeteilt werden, welches dem Stromverstärkungsfaktor des Stromverstärkers entspricht.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert, in denen die Figuren 1 — 10 Schaltbilder von Stromverstärkern in verschiedener Ausgestaltung der Erfindung darstellen.

Die Fig. 1 zeigt innerhalb eines gestrichelt gezeichneten Rahmens einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stromverstärker 100, der eine aktive Last für die Kollektoren zweier Transistoren 101 und 102 darstellt, die als emittergekoppelter Differentialverstärker geschaltet sind. Ein Eingangssignal, dessen Werte zwischen dem positiven und dem negativen Potential einer Betriebsspannungsquelle 10β liegen, wird zwischen die Eingangsklemmen 103 und 104 an den Basen der Transistoren 101 und 102 gelegt, um die Kollektorströ-

me der Transistoren 101 und 102 gegenphasig zu ändern. Die Kollektorstromänderungen des Transistors 102 werden direkt auf die Ausgangsklemme 1U5 gegeben. Die Kollektorstromänderungen des Transistors 1Oi werden als Eingangssignal der Eingangsklemme 106 des Stromverstärkers 100 zugeführt. Der Verstärker 100 reagiert auf diese Stromänderungen mit gegenphasigen Stromänderungen an seiner Ausgangsklemme 107, die mit der Ausgangsklemme 105 verbunden ist. Der Stromverstärker 100 setzt also die Gegentakt-Ausgangsströme von den Kollektoren der Transistoren 101 und 102 in ein Eintakt-Signal um, um eine (nicht dargestellte) Last zu speisen, die zwischen die Klemme 105 und ein Bezugspotential geschaltet ist. Dieses Bezugspotential liegt zwischen dem positiven und dem negativen Potential der Betriebsspannungsquelle 108.

Die Betriebsspannungsquelle 108 legt ein Betriebspotential an die gemeinsame Klemme 109 des Stromverstärkers 100. Der Transistor 101 empfängt Kollektorruhestrom aus der Quelle 108 über die Klemme 109, die Dioden 110 und 111, die hierdurch in Durchlaßrichtung gespannt werden, und die Klemme 106. Der Transistor 102 empfängt Kollektorruhestrom aus der Quelle 108 über die Klemme 109, die Dioden 112 und 113, die hierdurch in Durchlaßrichtung gespannt werden, die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 114 und die Klemme 107.

Die Dioden 110 und 111 bilden ein erstes nichtlineares ohmsches Glied 115, welches als Kollektorlast des Transistors 101 dient. Die Spannung an jeder der Dioden erhöht sich bei jeder Verdoppelung des Kollektorstroms des Transistors 101 nur um etwa 18 Millivolt, so daß Änderungen des zum Transistor 101 fließenden Kollektorstroms über einen weilen Bereich nur sehr geringe Änderungen des Spannungsabfalls am nichtlinearen ohmschen Glied 115 zur Folge haben. Die Dioden 112 und 113 bilden ein zweites nichtlineares ohmsches Glied 116, dessen Stromkennlinie gemäß einem Faktor k für jede gegebene Spannung mit derjenigen des nichtlinearen ohmschen Gliedes 115 in proportionaler Beziehung steht. Wenn man also den Spannungsabfall an den beiden nichtlinearen ohmschen Gliedern 115 und 116 auf jeweils den gleichen Wert einstellt, dann beträgt das Verhältnis des durch das Glied 116 fließenden Stroms zu dem durch das Glied 115 fließenden Strom genau it.

Beispielsweise sei angenommen, daß die nichtlinearen ohmschen Glieder 115 und 116 gleiche Strom/Spannungs-Kennlinien haben, weil die Dioden 110 und 111 gleiche Struktur wie die Dioden 112 und 113 haben. Wenn man dann den Spannungsabfall am nichtlinearen ohmschen Glied 116 gleich dem Spannungsabfall am nichtlinearen ohmschen Glied 115 macht, dann sind die durch die beiden Glieder fließenden Ströme einander gleich.

Die Einstellung des Spannungsabfalls am nichtlinearen ohmschen Glied 116 erfolgt mittels Gegenkopplung. Die Spannungen an den Gliedern 115 und 116 werden dem invertierenden bzw. dem nichtinvertierenden Eingang eines Differentialverstärkers 117 angelegt, der im Falle der F i g. 1 zwei emittergekoppelte Transistoren 118 und 119 aufweist, und der an seinem Ausgang ein Fehlersignal liefert, welches proportional der Differenz zwischen diesen beiden Spannungen ist, allerdings mit verstärkter Amplitude (der invertierende Eingang des Differentialverstärkers 117 wird durch die Basis des Transistors 118 und die Klemme 109 gebildet.

Der nichtinvertierende Eingang des Differentialverstärkers 117 wird durch die Basis des Transistors 119 und die Klemme 109 gebildet. Die Anschlüsse für den Ausgang des Differentialverstärkers 117 sind der Kollektor des Kaskadenschaltung, die als »kombinierter Transistor« hierbei als Emitterfolger arbeitenden Transistor 120 auf die Basis des Transistors 114 gegeben, um dessen Leitfähigkeit einzustellen.

Diese Einstellung erfolgt im Sinne einer Verkleinerung des Fehlersignals. Das heißt, wenn die Spannung am Glied 116 diejenige am Glied 115 übersteigt, wird die Leitfähigkeit des Transistors 118 gegenüber der Leitfähigkeit des Transistors 119 vermindert. Dies verkleinert den vom Kollektor des Transistors 118 gelieferten Basisstrom für den Transistor 120, so daß dieser Transistor weniger leitend wird und weniger Basisstrom zum Transistor 114 sendet. Dies wiederum vermindert die Leitfähigkeit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 114, so daß durch das Glied 116 weniger Strom fließt und an diesem Glied weniger Spannung abfällt.

Wenn andererseits der Spannungsabfall am Glied 116 kleiner als der Spannungsabfall am Glied 115 ist, dann wird die Leitfähigkeit des Transistors 118 höher als diejenige des Transistors 119. Hierdurch wird der vom Kollektor des Transistors 118 zum Transistor 120 gelieferte Basistrom größer, so daß die Leitfähigkeit dieses Transistors ansteigt und der Transistor 114 mehr Basisstrom erhält. Dies erhöht die Leitfähigkeit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 114, so daß mehr Strom durch das Glied 116 fließt und an diesem Glied eine höhere Spannung abfällt.

Die Transistoren 120 und 114 bilden eine Darlington-Transistors 118 und die Klemme 122). Dieses Fehlersignal wird vom Kollektor des Transistors 118 über den 121 betrachtet werden kann, dessen Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung im wesentlichen gleich ist dem Produkt der Vorwärts-Stromverstärkungen in Emitterschaltung der Transistoren 120 und 114. Die Basis des Transistors 120 stellt die »Basiselektrode« dieses kombinierten Transistors 121 dar. Der Emitter des Transistors 114 bildet die »Emitterelektrode« des kombinierten Transistors 121, und die zusammengekoppelten Kollektoren der Transistoren 114 und 120 bilden die »Kollektorelektrode« des kombinierten Transistors 121. Der »Emitterstrom« des kombinierten Transistors 121 wird über die Klemme 107 gezogen und ist bekanntlich gleich der Summe des »Basisstroms« und des »Kollektorstroms« des kombinierten Transistors, wie es auch bei einem gewöhnlichen Transistor der Fall ist. Da man zulässigerweise davon ausgehen kann, daß die Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung des kombinierten Transistors 121 sehr hoch ist (höher als 2500 wenn die Transistoren 120 und 114 jeweils eine Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung von mehr als 50 haben, was gewöhnlich der Fall ist), ist der »Kollektorstrom« des kombinierten Transistors nahezu gleich groß wie dessen »Emitterstrom«.

Da der »Kollektorstrom« des kombinierten Transistors 121 die vorwiegende Ursache für den Spannungsabfall am nichtlinearen ohmschen Glied 116 ist, sollte er in einem vorbestimmten Verhältnis zum Kollektorstrom des Transistors 101 stehen, der die vorwiegende Ursache für den Spannungsabfall am nichtlinearen ohmschen Glied 115 ist. Dies sollte deswegen so sein, damit die an den Gliedern 115 und 116 abfallenden Spannungen einander gleich sind und damit das Fehlersignal den Wert 0 bekommt. Dieses »vorbestimmte Verhältnis« ist das Verhältnis der Strom/Spannungs-Kennlinie des nichtlinearen ohmschen Gliedes 116 zu derjenigen des nichtlinearen ohmschen Gliedes 115. Wenn der »Kollektorstrom« des kombinierten Transistors 121 in diesem vorbestimmten Verhältnis zum Kollektorstrom des Transistors 101 steht, dann steht (weil der »Kollektorstrom« und der »Emitterstrom« des kombinierten Transistors nahezu gleich groß sind) der »Emitterstrom« des kombinierten

ίο Transistors 121 im im wesentlichen demselben vorbestimmten Verhältnis zum Kollektorstrom des Transistors 101.

Anders ausgedrückt heißt dies, daß der Ausgangsstrom von der Ausgangsklemme 107 des Stromverstär-

IS kers 100 in diesem vorbestimmten Verhältnis zum Eingangsstrom steht, der von der Eingangsklemme 106 des Verstärkers gezogen wird. Für den Sonderfall, daß das vorbestimmle Verhältnis zwischen den Strom/Spannungs-Kennlinien der nichtlinearen ohmschen Glieder 115 und 116 gleich 1 ist, ist der über die Eingangsklemme

106 fließende Eingangsstrom gleich dem über die Klemme 107 fließenden Ausgangsstrom.

Für den allgemeinen Fall sei angenommen, daß die Dioden 110, Ul, 112 und 113 aus gleichem Halbleitermaterial bestehen und gleiche Diffusionsprofile haben. Wenn in diesem Fall die Dioden 112 und 113 eine Jt-mal so große Halbleiterübergangsfläche haben wie die Dioden 110 und 111, dann muß der durch die Dioden 112 und 113 fließende Strom ir-mal so groß sein, wie der durch die Dioden 110 und 111 fließende Strom, damit der Spannungsabfall am Glied 116 gleich dem Spannungsabfall am Glied 115 ist (k sei irgendeine positive Zahl). Dies gilt deswegen, weil bekanntlich der Spannungsabfall an einem Halbleiterübergang durch die Dichte des hindurchfließenden Stroms bestimmt ist. Das vorbestimmte Verhältnis zwischen den Strom/Spannungs-Kennlinien der nichtlinearen ohmschen Glieder 115 und 116 beträgt 1 : k. Der von der Ausgangsklemme

107 gelieferte Ausgangsstrom des Stromverstärkers 100 ist dann /c-mal so groß wie der über seine Eingangsklemme 106 gezogene Eingangsstrom.

Beim Aufbau des in F i g. 1 dargestellten Stromverstärkers 100 muß besonders sorgfältig vorgegangen werden, wenn die Basisruheströme der Transistoren 118 und 119 einander angepaßt werden sollen, was zur Erzielung äußerst genauer und vorhersagbarer Verhältnisse zwischen den Eingangs- und Ausgangsströmen des Stromverstärkers wünschenswert ist. Für eine solche Anpassung sollte der über die Klemme 122 zum Bezugspotential (d. h. nach Masse) fließende Kollektorstrom des Transistors 119 gleich sein dem Kollektorstrom des Transistors 118, der auf die Basis des Transistors 120 gegeben wird. Ein Nennwert für dieser letztgenannten Kollektorstrom läßt sich bestimmen wenn man den Ausgangsruhestrom kennt, den dei Stromverstärker 100 an seine Ausgangsklemme 1Oi liefert. Dieser Ausgangsruhestrom wird durch die 21 erwartende Vorwärts-Stromverstärkung' in Emitter schaltung des kombinierten Transistors 121 geteilt, un den Nennwert des Basisruhestroms dieses kombiniertei Transistors zu bestimmen, der auch der Kollektorruhe strom des Transistors 118 ist.

Damit die Kollektorruheströmc der Transistoren 111 und 119 einander im wesentlichen gleich werden, sollt

Os dem Verbindungspunkt der Emitter der Transistore 118 und 119 ein Strom zugeführt werden, der doppelt s< groß wie der Kollektorstrom des Transistors 118 ist. Di Spannung an diesem Verbindungspunkt ist eindeuli

definiert und gleich der Summe der Offsetspanniingcn an den Übergängen der seriengeschalteten Dioden UO und 111 minus der Offsetspannung am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 118 (oder auch gleich der Summe der Offsetspannungen an den Übergängen der seriengeschalteten Dioden 112 und 113 minus der Offsetspannung am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 119). Wegen dieser eindeutig definierten Spannung am Verbindungspunkt zwischen den Emittern der Transistoren 118 und 119 kann man dem durch das ohmsche Element 123 fließenden Strom dadurch den gewünschten Wert geben, daß man den Widerstandswert dieses Elements nach dem ohmschen Gesetz entsprechend wählt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die nichtlinearen ohmschen Glieder 115 und 116 und der Differenlialverstärker 118, 119 die Spannung am Widerstand 123 stabilisieren, der zwischen die Klemme 109 und die zusammengekoppelten Emitter der Transistoren 118 und 119 geschaltet ist. Diese Stabilisierungsfunktion, die den Widerstand 123 praktisch zu einer Konstantstromquelle macht, ist ein zusätzliches Ergebnis neben der Proportionierung des von der Ausgangsklemme 107 abgegebenen Stroms gegenüber dem von der Klemme 106 gezogenen Strom. Die nichtlinearen ohmschen Glieder 115 und 116 können außerdem eine wichtige Rolle übernehmen, indem sie die Bandbreite des pnp-Transistor-Differentialverstärkers 117 aufrechterhalten.

Diese nichllinearen ohmschen Glieder 115 und 116 haben nämlich einen kleinen dynamischen Wirkwiderstand, der die Gefahr vermindert, daß die aus den Transistoren 118 und 119 gebildete Anordnung infolge ihrer Kollektor-Basis-Kapazitäten zu selbsterregten Schwingungen führt.

Im Falle der Fig. 1 enthält die Gegenkopplungsschleife zur Festlegung des Verhältnisses des Ausgangsstromes zum Eingangsstrom des Stromverstärkers 100 einen sogenannten kombinierten Transistor 121. Es ist jedoch auch möglich, statt eines solchen kombinierten Transistors 121 einen einzelnen Transistor zu verwenden. Die niedrigere Stromverstärkung eines einzelnen Transistors würde jedoch zur Folge haben, daß das vorbestimmte Verhältnis des von der Klemme 107 gelieferten Ausgangsstromes zu dem von der Klemme 106 gezogenen Eingangsstrom weniger genau festgelegt wird. Das in den Patentansprüchen verwendete Wort »Transistor« soll gleichermaßen einen einzelnen Transistor wie einen kombinierten Transistor umfassen, das heißt eine Schaltung mit Eigenschaften, die denjenigen eines Transistors vergleichbar sind.

Die F i g. 2 zeigt eine Abwandlung 200 des Stromverstärkers 100 nach F i g. 1. Im Stromverstärker 200 ist der Wert des Widerstandes 123 wesentlich kleiner gewählt, als der Wert, der erforderlich ist, um durch diesen Widerstand einen Strom fließen zu lassen, der im wesentlichen doppelt so groß wie der zur Speisung der Basis des Transistors 120 benötigte Strom ist. Hierdurch werden die Emitterströme in den Transistoren 118 und 118 wesentlich größer als der dem Transistor 120 zuzuführende Basisslrom. Die Transkonduktanz eines Transistors steigt proportional mit seinem Emitterstrom an. Die Höhe der Fchlersignalspannung, die zwischen den Basen der Transistoren 118 und 119 zur Versorgung des Transistors 120 mit Basisstrom erforderlich ist, wird wegen der höheren Transkonduktanzen der Transistoren 118 und 119 wesentlich vermindert.

Der überschüssige Kollektorstrom des Transistors

118, der zur Versorgung des Transistors 120 nicht benötigt wird, wird durch eine Stromsenke fortgenommen, die mit dem Ausgangskreis eines Stromspiegelverstärkers 201 gebildet wird. Der Stromspiegelverstärker

201 ist ein Stromverstärker mit invertierendem Stromverstärkungsfaktor. Der Kollektorstrom des Transistors 119 wird dem Eingang des Stromspiegelvcrstärkers 201 zugeführt, der daraufhin an seinem Ausgang einen gleich großen Strom aus dem Kollektor des Transistors 118 zieht. Der dargestellte Stromspicgelverstärker besteht aus einem Verstärkertransistor

202 in Ermittcrschaltung, dessen Basis-Emitter-Übergang einem ähnlichen, als Diode geschalteten Transistor

203 parallel geschaltet ist. Dieser Stromspiegelverstärker ist einer von bekannten Typen, von denen auch andere zur Herstellung der gewünschten Stromsenke verwendet werden können.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei einer praktisch realisierten Schaltung der Wert der Ströme, die von den Kollektoren der Transistoren 118 und 119 zum Stromspiegelverstärker 201 fließen, weit über dem Wert des Basisstroms liegt, der dem Transistor 120 in der kombinierten Transistoranordnung 121 zugeführt wird. Die Einflüsse dieser zum Stromspiegelverstärker 201 fließenden Ströme auf die Offsetspannungen an den Basis-Emitter-Übergängen der Transistoren 118 und 119 überdecken daher bei weitem den Einfluß des zum Transistor 120 fließenden Basisstroms. Der Stromspiegelverstärker 201 kann die von den Kollektoren der Transistoren 118 und 119 gelieferten Ströme in festem Verhältnis halten, was die mit dem kombinierten Transistor 121 bewirkte Gegenkopplung des Differentialverstärkers 117 erlaubt. Die proportionierten Emitter-Kollektor-Ströme der Transistoren 118 und 119 können dann dazu verwendet werden, die Basis-Emitter-Offsetspannungen diesen Transistoren anzupassen.

Im einzelnen wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schaltung nach F i g. 2 die Fläche des Basis-EmiUer-Überganges des Transistors 119 k-ma\ so groß ausgelegt, wie die Fläche des Basis-Emitter-Übergangs des Transistors 118, und der Stromspiegclverstärker 201 wird für einen Stromverstärkungsfaktor von — Mk ausgelegt. Dies führt dazu, daß die Basis-Emitter-Offsetspannungen der Transistoren 118 und 119 einander gleich sind und daß die Basisströme dei Transistoren 118 und 119 die Spannungsabfälle an der ohmschen Gliedern 115 und 116 in gleicher Weist beeinflussen. Alle nachgcordneten Einflüsse, welche die vorhergesagte Stromverstärkung des Verstärkers 2W störend beeinflussen, löschen sich somit gegenseitig aus Die Stromverstärkung des in F i g. 2 gezeigten spcziel len Stromspiegelverstärkers 201 ist gleich -Mk, wem die Transistoren 202 und 203 einander angepaßt* Diffusionsprofile haben und wenn ihre Basis-Emitter Übcrgangsfläche ebenfalls im Verhältnis von I : ι zueinander stehen.

Die Fig.3 zeigt einen Stromverstärker 300, worii das ohmsche Element 123 als Halbleiterdiode 123 ausgebildet ist. Da sich die Spannung an der Diode 123 proportional mit dem Strom und der Temperatur ii gleicher Weise ändert wie die Spannung an der Diod 110 oder 112, wirkt die Diode 123 in dieser Schaltung al Quelle für einen Strom, der proportional dem von de Eingangsklcmme 106 gezogenen Strom ist. Unter de Voraussetzung, daß der als Diode geschaltete Transisto 111' hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Betriebs kennlinien dem Transistor 118 genau gleich ist, ist da Verhältnis des durch die Diode 123' fließenden Strom

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zu dem in der Diode UO fließenden Strom genauso groß, wie das Verhältnis der Halbleiterübergangsfläche der Diode 123' zu derjenigen der Diode 110. Falls die Dioden 110, 112 und 123' durch diodengeschaltelc Transistoren gebildet werden, sind die das Stromverhältnis bestimmenden Halbleiter-Übergangsflächen die Flächen der Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren. (Ein »diodengeschalteter Transistor« ist ein Transistor, dessen Basis und Kollektor zusammengeschaltet sind, um eine Diodenelektrode zu bilden, während die andere Diodenelektrode durch den Emitter des Transistors dargestellt wird.)

Die F i g. 4 zeigt einen Stromverstärker 400, worin der kombinierte Transistor 121 der weiter oben beschriebenen Stromverstärker durch einen kombinierten Transistor 12Γ ersetzt ist, der eine Darlington-Kaskadenschaltung aus drei statt aus zwei Transistoren ist. Mit größerer Anzahl von Einzeltransistoren im kombinierten Transistor wird die an der Ausgangsklemme 107 meßbare Ausgangsimpedanz des Stromverstärkers 400 erhöht, außerdem kann hierdurch die Genauigkeit bei der Verhältnisbildung zwischen Ausgangs- und Eingangsstrom verbessert werden. In der dargestellten Schaltung dient die höhere Ausgangsimpedanz des Stromverstärkers 400 dazu, die Ausgangsimpedanz zu ergänzen, die am Kollektor des in Kaskadeschaltung mit dem Transistor 102 befindlichen Transistor 401 wirksam ist. Diese Ausgangsimpedanzen sind relativ hoch gegenüber der Ausgangsimpedanz, die am Kollektor des Transistors 102 in den Schaltungen nach den F i g. 1,2 und 3 gemessen wird.

Im Falle der Fig.4 sind die nichtlinearen ohmschen Glieder 115' und 116' auf andere Weise durch hintereinandergeschaltete Elemente gebildet, um die Basis-Emilter-Kreise von Transistoren 123a"und 1236" vorzuspannen. Diese beiden Transistoren ersetzen gemeinsam die Diode 123' des Stromverstärkers 300. Der Transistor 123a" liefert einen Kollektorstrom an die zusammengekoppelten Emitter der Transistoren 118 und 119, wobei dieser Kollektorstrom zu dem aus der Klemme 106 gezogenen Eingangsstrom im gleichen Verhältnis steht, wie die Basis-Emitter-Übergangsfläche des Transistors 123a" zu derjenigen des Transistors 111', vorausgesetzt die beiden Transistoren haben gleiche Diffusionsprofile. Der Transistor 1236" liefert einen Kollektorstrom an die zusammengckoppclten Emitter der Transistoren 118 und 119, der zu dem von der Klemme 107 gelieferten Ausgangsstrom im selben Verhältnis steht wie die Basis-Emitter-Übergangsfläche des Transistors 1236" zu derjenigen des Transistors 113', vorausgesetzt, die Diffusionsprofilc dieser beiden Transistoren 123a" und 1236" fortzulassen, um einen dem Stromverstärker 400 ähnlichen Verstärker zu bilden.

Die F i g. 5 zeigt einen Stromverstärker 500, der eine Abwandlung des Stromverstärkers 400 nach Fi g. 4 ist. Hier sind lineare ohmschc Elemente 501 und 502 in die Emitterkreise der Transistoren 123a" und i23b" eingefügt, um eine Stromrückkopplung zu erhalten. Diese Maßnahme führt dazu, daß die Stromvcrstärkungsfaktoren der Transistoren 123a" und 123b" in Verbindung mit den ihren Basis-Emittcr-Übcrgängen purnllcllicgcndcn diodcngeschaltcten Transistoren 111" und 113" weniger abhängig von einer genauen gegenseitigen Anpassung der Transistoren 123a" und 1236" und der diodcngeschaltcten Transistoren sind. Um den Transistoren 123a" und 1236" beim Vorhandensein der Stromrückkopplung eine ausreichende Vorspannung in Durchlaßrichtung zu geben, sind in die nichtlinearen ohmschen Glieder 115" und 116" lineare ohmsche Elemente 503 und 504 eingefügt. Vorzugsweise stehen die Widerstandswerte der ohmschen Elemente 501 und 503 zueinander im gleichen Verhältnis wie die Widerstandswerte der ohmschen Elemente 502 und 504 und ist der Widerstandswert des ohmschen Elements 503 Jt-mal so groß wie derjenige des ohmschen Elements 504.

ίο Da eine Proportionierung der Betriebseigenschaften der pnp-Transistoren 123a"und 1236"an die diodengeschalteten pnp-Transistoren 11Γ und 113' weniger notwendig ist, können statt der pnp-Transistoren 111' und 113' die npn-Transistoren IU" und 113" treten. '5 Hiermit läßt sich auf einem herkömmlichen monolithischen integrierten Schaltungsplättchen Platz einsparen. Der in F i g. 6 dargestellte Stromverstärker 600 ist ebenfalls eine Abwandlung des Stromverstärkers 400 nach F ig. 4. Die Basiselektroden der Transistoren 111' und 113' (Fig.4) sollten im Stromverstärker 400 auf gleichem Potential liegen, damit sie ohne störenden Einfluß auf den Betrieb des Stromverstärkers 400 miteinander verbunden werden können. Wenn dies erreicht ist, dann können die parallelen diodengeschal- *5 teten Transistoren 11Γ und 113' durch einen einzelnen diodengeschalteten Transistor 601 ersetzt werden, wie es in Fig.6 gezeigt ist, und die parallelen Transistoren 123a" und 1236" können durch einen einzelnen Transistor 602 ersetzt werden. Diese Abwandlung der Schaltung des Stromverstärkers 400 führt zu einem Stromspiegelverstärker, der im wesentlichen dem Stromverstärker 600 gleicht.

Die Diode 112 im Stromverstärker 600 ist als Diodenkombination aus zwei Dioden 112a und 112£ dargestellt, die völlig gleich mit der Diode 110 sind. Dies führt dazu, daß beim Betrieb des Stromverstärkers 6OC der von der Klemme 107 gelieferte Strom doppelt se groß wie der aus der Klemme 106 gezogene Strom isl (k = 2). Die Basis-Emitter-Übergangsfläche wird beim Transistor 203 doppelt so groß gemacht wie beim Transistor 202, und die Basis-Emitter-Übergangsfläche des Transistors 119 wird doppelt so groß gemacht, wie diejenige des Transistors 118. Diese Maßnahmen diener dazu, einmal den Basisströmen der Transistoren 118 unc 119 das Verhältnis 1 : 2 zu geben und zum anderen die Basis-Emitter-Offsetspannungen der Transistoren Uf und 119 trotz des 1 :2-Verhältnises der die Übergänge durchfließenden Ströme einander gleich zu machen.

Es läßt sich auch ein den Stromverstärker 60( ähnlicher Stromverstärker bauen, wenn man folgende Abwandlung trifft: Die Dioden 112a und 1126 wcrder durch eine einzelne Diode 112 ersetzt; die Diode IH wird durch zwei parallele Dioden mit denselbct

Leiteigensehafien wie die Diode 112 ersetzt; elei Transistor 118 wird mit einer doppelt so großci

Basis-Emittcr-Übergangsflächc wie der Transistor Hf

ausgelegt (statt umgekehrt); und der Transistor 202 win

mit einer doppelt so großen Basis-Emittcr-Übergangs

fläche ausgelegt wie der Transistor 203 (statt umgc

kehrt). Dieser abgewandelte Stromverstärker bring einen Stromverstiirkungsfaktor von -1/2. Stronger

stärker mit Verstärkungsfaktoren von - 1/* oder -<

(mil k einer positiven Zahl) lassen sich auf ähnlich

Weise herstellen, wie es für die vorstehende Abwand

⁶S lung und den Stromverstärker 600 beschrieben wurd<

(d. h. dadurch, daß man im einen Fall die Diode 110 um im anderen Fall die Diode 112 durch k parallelgcschallc

te Dioden ersetzt).

Die F i g. 7 zeigt einen Stromverstärker 700 mit einem Stromverstärkungsfaktor von -1/2. Das nichtlineare ohmsche Glied 115 wird hier durch eine Reihenschaltung aus Dioden 110, 111 gebildet und das nichtlineare ohmsche Glied 116 durch eine Reihenschaltung aus Dioden 112 und 113. Die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 701 ist parallel zur Reihenschaltung der Dioden 110,111 geschaltet und so ausgelegt, daß sie den gleichen Leitwert wie die Sei iensehaltung hat. Dies erreicht man d; durch, daß man den Transistor 701 in Verbindung mit der Diode 111 als Stromspiegclvcrslärker schaltet.

Ein Stromverstärker mit einem Verstärkungsfaktor von —2 läßt sich realisieren, indem man im Stromverstärker 700 die nichllinearen ohmschen Glieder 115 und 116 miteinander vertauscht. Eine bevorzugte Ausführungsform kann auch dahin gehen, den Differentialverstärker 117 und den Stromspiegelverstärker 201 ähnlich auszubilden, wie im Falle der F i g. 6.

Der Stromverstärker 800 nach F i g. 8 ist ähnlich wie der Stromverstärker 300 nach Fig. 3, nur dall die nichtlinearen ohmschen Glieder 115' und 116' durch Kollektor-Emitter-Strecken von Transistoren 815 und 816 ersetzt sind. Ein diodengeschalteter Transistor 823 übernimmt die Funktion der Diode 123'. Der Transistor 815 erhält eine Kollektor-Basis-Rückkopplung durch einen Spannungsteiler, der dadurch gebildet wird, dall der Transistor 118 als Emitterfolger auf die niedrige Impedanz des diodengeschalteten Transistors 823 arbeitet. Diese Rückkopplung hat zur Folge, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 815 eine ähnliche lmpcdanzkennlinie hat wie eine Serienschaltung aus Dioden (z.B. 110, 111). In ähnlicher Weise erhält der Transistor 816 eine Kollektor-Basis-Rückkopplung mittels eines Spannungsteilers, der dadurch gebildet wird, daß der Transistor 119 als Emitterfolger auf die niedrige Impedanz des diodengeschalteten Transistors 823 arbeitet. Dies Rückkopplung führt dazu, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 816 eine ähnliche Impedanzkennlinie hat wie eine Reihenschaltung aus Dioden (/.. B. 112,113). Der Stromverstärkungsfaktor des Verstärkers 800 ist gleich dem Verhältnis der Transkonduktanz des Transistors 816 zur Transkonduktanz des Transistors 815.

Der in Fig.9 dargestellte Stromverstärker 900 unterscheidet sich von den Stromverstärkern 200 und 300 nach den Fig. 2 und 3 dadurch, dall der dem Verbindungspunki zwischen den Emittern der Transistoren 118 und 119 zugeführte Strom unabhängig von dem über die Klemme 106 bzw. 107 fließenden Eingangs- bzw. Ausgangsstrom ist. Der den zusammengekoppeltcn Emittern zugeführtc Strom kommt vielmehr aus einer Schaltung, die praktisch eine Gleichstromquelle bildet und aus den Elementen 901, 902 und 903 besteht. Mittels des Zweiges 901, 902 wird der Basis-Emittcr-Übergang des Transistors 903 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß dieser Transistor einen im wesentlichen konstanten Kollektorstrom liefert. Dieser konstante Kollektorstrom, der den zusammengekoppelten Emittern der Transistoren 119 und 118 zugeführt wird, kann die Transkonduktanzen dieser Transistoren auf einem gleichbleibenden Wert halten, auch wenn der von der Klemme 106 gezogene Eingangsstrom niedriger wird. Dies verhindert, dall der Verstärkungsfaktor des Differcntialverstärkers 117 abfällt, so daß die Schleifenverstärkung in de; Kolleklor-Basis-Rückkopplung des kombinierten Transistors 121 aufrechterhalten bleibt. Die Verminderung

des Fehlers bei der Proportionierung des Eingangs- und Ausgangsstroms ist dann bei niedrigen Werten dieser Ströme genauso gut wie bei höheren Werten.

Zu den in den Fig. 1—9 gezeigten Stromverslärkern ist noch folgendes anzumerken: Wenn man die Elemente so proportioniert, wie es beim jeweiligen Verstärker als vorteilhaft beschrieben wurde, dann stehen die Beiträge der Basisströme der Transistoren 118 und 119 zu dem über die Eingangsklcmnie 106 gezogenen Strom bzw. zu dem von der Ausgangsklemme 107 gelieferten Strom im selben Verhältnis zueinander wie jeweils die anderen Teile des besagten Eingangsstromes und des besagten Ausgangstromes. Das heißt, anders als bei den bekannten Stromspiegelverstärkern können hier die Basisströme von pnp-l.ateraltransistoren zwischen der Eingangs- und der Ausgangsklemme so aufgeteilt werden, dall sie in den Stromverstärkungsfaktor des Stromverstärkers nicht als unerwünschte Fehlergröße eingehen, die sich als Funktion der Änderung der Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung (des sogenannten h_fl.-Paramcters) von pnp-Lateraltransistoren ändern würde.

Der in Fig. 10 dargestellte Stromverstärker 1000 unterscheidet sich von den Verstärkern der anderen Figuren hauptsächlich dadurch, daß der mit pnp-Transistoren 118 und 119 gebildete Differentialverstärker 117 durch einen Differentialverstärker 117' aus npn-Transistoren 118' und 119' ersetzt ist. Der Transistor 118' hat als Kollektorlast einen Konstantstromtransistor 202' komplementären l.eitungstyps.

Die Einstellung der Ruheströme der Tranistoren 118', 119' und 202' geschieht folgendermaßen: Beim Anlegen der Betriebsspannung zwischen die Klemmen 122 und 109 stellt sich nach dem Ohmschen Gesetz ein bestimmter Strom in der Serienschahung 10 ein, die im dargestellten Fall einen Widerstand 13, einen als Diode geschalteten pnp-Transistor 12, einen Widerstand 11 und Vorspannungs-Kompensationsdioden 14—17 enthält. Die an der Reihenschaltung aus dem Widerstand 11 und dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors 12 abfallende Spannung wird an die Reihenschaltung eines Widerstands 18 und des Basis-Emitter-Übergangs eines Transistors 19 gelegt. Um den Kollcktorstrom des Transistors 19 gleich dem Strom durch die Serienschaltung 10 zu machen, werden die Werte der Widerstände Il und 18 gleich groß gewählt. In ähnlicher Weise wird der Wert eines Widerstandes 20 gleich dem Wert des Widerstandes 11 gemacht, so daß der Kollektorstrom vom Transistor 202' gleich dem Strom durch die Serienschahung 10 ist. Der Kollektorstrom des Tmnsislors 19 wird dem Eingang eines Stromspiegelverstärkers 30 zugeführt. Dieser Stromspiegelversiärker 30 besteht aus einem diodengeschaltetcn Transistor 31 und zwei parallelen Transistoren 32 und 33 und bringt, wa;· den aus den zusammengekoppelten Emittern dei Transistoren 118' und 119' gezogenen Strom betrifft einen Stromverstärkungsfaktor von 2. Die Hälfte diese Stroms wird während der Ruhebedingungeti von Transistor 118' als Emitterstrom benötigt, so daß diese Transistor den Kollektorstrom des Transistors 202' al Ruhestrom annimmt.

Spannungsübertragungsschaltungen 40 und 50 ko| pein die an den ohmschen Gliedern 115 und Il abfallenden Spannungen auf die Basen der Transistors 118' und 119', um sie im Diffeientialvverstärker 11 miteinander zu vergleichen. Eine solche Spannung übertragung ist wünschenswert, damit sich das Basisp tential des Transistors 120 abhängig vom Ausgangsp

tential an der Klemme 107 frei ändern kann, ohne daß der Basis-Kollektor-Übergang des Transistors 118' in Durchlaßrichtung gespannt wird. Die Klemme 122 wird auf ein Potential gelegt, welches im allgemeinen negativ bezüglich des Potentials der Ausgangsklemme ist. Wie gezeigt, enthalten die Spannungsübertragungsschaltungen 40 und 50 jeweils einen als Emitterfolger geschalteten Transistor 41 bzw. 51 und einen Widerstand 42 bzw. 52, an dem mittels des konstanten Kollektorstroms eines weiteren Transistors 43 bzw. 53 ein Spannungsabfall erzeugt wird. Die Werte der Widerstände 42 und 52 werden einander gleich gemacht, und die Kollektorslröme der Transistoren 43 und 53 werden ebenfalls einander gleich gemacht, so daß die Spannungsübersetzung von der Basis des Transistors 41 ,₅ zur Basis des Transistors 118' gleich ist der Spannungsübersetzung von der Basis des Transistors 51 zur Basis des Transistors 119'. Die Transistoren 43 und 53 sind ebenfalls innerhalb des Stromspiegelverstärkers 30 enthalten und gleich dem Transistor 31 ausgebildet, so daß ihre Kollektorströme gleich dem Strom sind, der dem Eingang des Stromspiegelverstärkers 30 zugeführt wird, d. h. gleich dem Strom in der Serienschaltung 10. Indem man die Werte der Widerstände 42 und 52 gleich dem Wert des Widerstands 13 macht, werden die Basisspannungen der Transistoren 118' und 119' auf einem Wert gehalten, der um zwei Offselspannungsbeträge eines Halbleiterübergangs positiver ist als die Spannung an der Klemme 122, und zwar unabhängig von Änderungen der zwischen den Klemmen 122 und _3C 109 liegenden Betriebsspannung. An die Stelle der Schaltungen 40 und 50 können auch andere Arten von Spannungsübertragungsschaltungen wie z. B. Avalanchc-Dioden oder Ketten aus in Durchlaßrichtung gespannten Dioden treten, obwohl diese anderen Schaltungen nicht das günstige Merkmal haben, daß sie die Basisspannungen der Transistoren 118' und 119' gegenüber dem Potential an der Klemme 122 auf einen im wesentlichen konstanten notwendigen Minimalwert stabilisieren.

Für den auf dem Gebiet der Transistorschaltungen bewanderten Fachmann sind eine Vielzahl anderer Ausführungsformen der Erfindung möglich. Bestimmte strukturelle Merkmale, die vorstehend im Zusammenhang mit bestimmten der in den Figuren gezeigten Stromverstärker beschrieben wurden, können auch in anderer als in der gezeigten Weise miteinander kombiniert werden.

Ein Transistor mit mehreren elektrisch parallclliegenden Basis-Emitter-Übergängen kann durch einen Transistor mit einem einzigen Basis-Emitter-Ubergang gleichwertiger Flache ersetzt werden, um Stromspiegelverstärker mit Verstärkungsfaktoren von -ir und -1 < A- zu bilden, wobei k irgendeine positive Zahl ist, die keine ganze Zanl zu sein braucht.

Obwohl sich bei der Verwendung bipolarer Transistoren mit niedriger Vorwärts-Stromverstärkung die Vorteile der Erfindung besonders bemerkbar machen können die einzelnen Schaltungen auch mit bipolarer Transistoren höhere Vorwärts-Stromverstärkung oder mit Feldeffekttransistoren realisiert werden. Wenn ir den Patentansprüchen von »Basis«, »Emitter« unc »Kollektor« die Rede ist, dann gelten diese Ausdrücke auch für entsprechende Elektroden von Feldeffekttran ¹ sistoren (Gate- oder Steuerelektrode, Source- odei Quellenelektrode, Drain- oder Senken- oder Abfluß elektrode).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Stromverstärker, beispielsweise zur Verwendung anstelle eines Stromspiegelverstärkers, mit einer Eingangsklemme, einer Ausgangsklemme und einer dem Eingangskreis und Ausgangskreis gemeinsamen Klemme, gekennzeichnet durch ein ersies nichtlineares Widerstandselement (115, 115', 115", 815), welches zwischen die Eingangsklemme (106) und die gemeinsame Klemme (109) geschaltet ist, einen ersten Transistor (114), dessen Emitter mit der Ausgangsklemme (107) verbunden ist, ein zweites nichtlineares Widerstandselement (116, 116', 116", 816), welches zwischen den Kollektor des ersten Transistors (114) und die gemeinsame Klemme (109) geschaltet ist, wobei das Verhältnis der Leitwerte des ersten und zweiten nichtlinearen Widerstandselementes bei gleichen an diesen Elementen anliegenden Spannungen innerhalb eines gegebenen Spannungsbereiches im wesentlichen konstant ist, ein Differenzverstärker (117, 117') mit einem invertierenden Signaleingang (Basis von Transistor 118 oder Transistor 118'), der mit der Eingangsklemme (106) des Stromverstärkers gekoppelt ist, und mit einem nichtinvertierenden Signaleingang (Basis von Transistor 119 oder Transistor 119'), der mit dem Verbindungspunkt zwischen Kollektor des ersten Transistors (114) und dem zweiten nichtlinearen Widerstandselement gekoppelt ist, und mit einem Ausgangsanschluß (Kollektor von Transistor 118'), der gleichstrommäßig mit der Basis des ersten Transistors (114) gekoppelt ist.

2. Stromverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nichtlinearen Wider-Standselemente (115 bzw. 116) jeweils aus η in Durchlaßrichtung zwischen die geneinsame Klemme (109) und die Eingangsklemme (106) bzw. durch die gemeinsame Klemme und den Kollektor des ersten Transistors (114) geschalteten Dioden (110,111 bzw. 112,113) gebildet sind, wobei π > 1 ist.

3. Stromverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (117, 117') einen zweiten (118, 118') und einen dritten (119,119') Transistor vom entgegengesetzten Leitungstyp wie der erste Transistor (114, 114') enthält, deren Emitter gleichstrommäßig mit der gemeinsamen Klemme (109) gekoppelt sind, daß die Basis des ersten und des zweiten Transistors mit dem invertierenden Signaleingang bzw. mit dem nichtinvertierenden Signaleingang gekoppelt sind und daß der Kollektor des zweiten Transistors mit dem Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers verbunden ist.

4. Stromverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlinearen Widerstandselemente die Kollektor-Emitter-Strecken eines vierten bzw. fünften Transistors (815 bzw. 816) enthalten, die emitterseitig an die gemeinsame Klemme (109) und basisseitig an den Emitterverbindungspunkt des zweiten und dritten Transistors (118, 119) angeschlossen sind und deren vierter (815) koücktorseitig an der Eingangsklemme (106) liegt und deren fünfter (816) kollektorseitig am Kollektor des ersten Transistors (114) liegt (F i g. 8).

5. Stromverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromkopplung der Emitter des zweiten und dritten Transistors (118,

119) mit der gemeinsamen Klemme (109) durch einen sechsten Transistor (123", 602) vom gleichen Leitungstyp gebildet wird, der emitterseitig an der gemeinsamen Klemme (109) und kollektorseitig an den Emittern des zweiten und dritten Transistors liegt, und dessen Basis an einen Zwischenpunkt des ersten der beiden durch jeweils eine Anzahl in Reihe geschalteter Halbleitergleichrichter gebildeten nichtlinearen Widerstandselemente (110, 111', 111", 602 bzw. 112,113', 113"; 112a,601) angeschlossen ist (F ig. 4,5,6).

6. Stromverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nichtlinearen Widerstandselemente einen gemeinsamen Halbleitergleichrichter (601) haben, der über die Basis-Emitter-Strecke des sechsten Transistors (602) geschaltet ist.

7. Stromverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner einen Stromspiegelverstärker (201) enthält, der mit seinem Eingang an den Kollektor des dritten Transistors (119) und mit seinem Ausgang an den Kollektor des zweiten Transistors (118) und mit einer gemeinsamen Klemme (122) an das Bezugspotential (Masse) angeschlossen ist.

8. Stromverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwerte des ersten und des zweiten nichtlinearen Widerstandselementes zueinander in einem proportionalen Verhältnis von 1 : k (mit k einer positiven Zahl) stehen, und daß die Steilheiten des zweiten und dritten Transistors (118, 113) ebenfalls zueinander in einem proportionalen Verhältnis von 1 : it stehen, und daß der Stromverstärkungsfaktor des Stromspiegelverstärkers gleich 1 : /r ist.

9. Stromverstärker nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Last für einen zweiten Differenzverstärker, der aus einem siebten (101) und einem achten (102) Transistor besteht, deren Emitter gleichstrommäßig mit einem Bezugspotential (Masse) gekoppelt sind, und deren Kollektoren gleichstrommäßig mit der Eingangsklemme (106) bzw. der Ausgangsklemme (107) gekoppelt sind und deren Basen mit einer ersten (103) bzw. einer zweiten (104) Signaleingangsklemme gekoppelt sind.

10. Stromverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromkopplung des Kollektors des achten Transistors (102) mit der Ausgangsklemme (107) über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (401) vom selben Leitungstyp erfolgt, der als Verstärker in Basisgrundschaltung angeordnet ist (F i g. 4).

11. Stromverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromkopplung vom Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers zur Basis des ersten Transistors (114) über mindestens einen weiteren Transistor (120a, 120b) erfolgt, der mit dem ersten Transistor eine Darlington-Schaltung bildet.