DE2516319C3 - Stromverstärker - Google Patents

Stromverstärker

Info

Publication number
DE2516319C3
DE2516319C3 DE2516319A DE2516319A DE2516319C3 DE 2516319 C3 DE2516319 C3 DE 2516319C3 DE 2516319 A DE2516319 A DE 2516319A DE 2516319 A DE2516319 A DE 2516319A DE 2516319 C3 DE2516319 C3 DE 2516319C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
current
collector
amplifier
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2516319A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2516319A1 (de
DE2516319B2 (de
Inventor
Adel Abdel Aziz Annandale N.J. Ahmed (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of DE2516319A1 publication Critical patent/DE2516319A1/de
Publication of DE2516319B2 publication Critical patent/DE2516319B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2516319C3 publication Critical patent/DE2516319C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26Current mirrors
    • G05F3/265Current mirrors using bipolar transistors only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
    • H03F3/343DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
    • H03F3/347DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromverstärker, wie er im Oberbegriff des Anspruches I vorausgesetzt ist und sich beispielsweise zur Verwendung anstelle eines Stromspiegelverstärkers eignet.
In monolithischen integrierten Schaltungen werden
gewöhnlich Stromverstärker verwendet, um mit dem Problem der Pegelverschiebungen fertig zu werden, welches dadurch entsteht, daß bei solchen Schaltungen die Kopplung zwischen einzelnen Stufen gleichstrommäßig erfolgt. Es ist eine Sorte von Stromverstärkern bekannt, deren Verstärkungsfaktoren durch das Verhältnis der Transkonduktanzen (manchmal auch Gegenwirkleitwert jder Steilheit genannt) zweier Transistoren eindeutig bestimmt sind. Diese Stromverstärker werden gemeinhin als »Stromspiegelverstärker« oder 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 Siromverstärkungsfaktor in Emitterschaltung (z. B. von 50 oder mehr) haben. In der Praxis ist jedoch ein suich hoher Stromversiäikungsfaktor bei Strömen von einigen 100 Mikroampere oder darüber mit pnp-Lateraltransistoren vernünftiger Größe schwer erreichbar.
Bekannte Stromspiegelverstärker 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-Stromversiärkung 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 Ausgangsstromen des Siromspiegelverstärkers verteilt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Schaltung, bei welcher dieser nachteilige Einfluß infolge der Aufteilung der Basisströrrie vermieden wird. Diesv Aufgabe wird durch die im Kennzeichentei! des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst Dadurch wird erreicht, daß die Basisströme der pnp-Lateraltransistoren /wischen den Ausgangs- und Eingangsstromen eines Stromverstärkers in einem Verhältnis aufgeteilt werden, welches dem Stromverstärkungsfaktor des Stromverstärkers entspricht.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den linteran Sprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert, in denen die Figuren 1 — 10 Schaltbilder von Stromverstärkern in verschiedener Ausgestaltung der Erfindung darstellen
Dk Hg. I zeigt innerhalb eines gestrichelt gezesth. nelen Rahmens einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stromverstärker 100, der eine aktive Last für die Kollektoren zweier Transistoren 101 und 102 darstellt, die als emittergekoppelter Differcntialverstärker geschaltet sind. E.n Eingangssignal, dessen Werte zwischen dem positiven und dem negativen Potential einer Betriebsspannungsqueilj 108 liegen, wird zwischen die Eingangsklemmen 103 und 104 an den Basen der Transistoren 101 und 102 gelegt, um die Kollektorströme der Transistoren 101 und 102 gegenphasig zu ändern. Die Kollektorstromänderungen des Transistors 102 werden direkt auf die Ausgangsklemme 105 gegeben. Die Kollektorstromänderungen des Transistors 101 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
ίο 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 Be'riebsspannungsquelle 108 legt ein Betriebspotential an die gemeinsame Klemm 109 des Stromver-
2ü siüXicers iwu. ucr 1 ränsisior 101 cfn^tängi Köllckiorruhestrom 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 enpfängt 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 nichtiineares 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 weiten Bereich nur sehr geringe Änderungen des Spannungsabfalls am nichtlinearen ohmschen Glied 115 zur Folge hai'en. Die Dioden 112 und 113 bilden ein zweites nichihneares ohmsches Glied 116. dessen Stromkennlime gemäß ei .em 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 gleicher Wert einstellt, dann beträgt das Verhältnis des durch das Glied 116 fließenden Stroms /u dem durch das Glied 115 fließenden Strom genau k.
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. Wcp man dann den Spannungsabfall am nichtlinearen ohmschen Glied 116 gleich dem Spannungsabfall am nichtlinearen ohr: sehen Glied 115 macht, d^nn sind die
ss durch die beiden Glieder fließenden Ströme einander gleich
Die Einstellung des Spannungsabfalls am nichtlinci ren ohmschen Gi,ed 116 erfolgt mittels Gegenkopplung Die Spannungen an den Gliedern j 15 und 116 werden dem invertierenden bzw. dem nichlinverl'erenden Eingang emes Differentialverstärkers Wf angelegt, der im Falle der Fig. I 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 J17 wird durch die Basis des Transistors 119 und die Klemme 109 gebildet. Die Anschlüsse für den Ausgang des Differential Verstärkers 117 sind der Kollektor des Kaskadenschaltung, die als »kombinierter Transistor« hierbei als Emitterfolger arbeitenden Transistor 120 auf die Basis des Tiiinsistors 114 gegeben, um dessen Leitfähigkeit einzustellen.
Diese Einstellung erfolgt im Sinne einer Verkleinerung des Fehlersignals. Das heißt, wenn die Spannung ]0 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 rs 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« stimmte Verhältnis« ist das Verhältnis der Strom/Spannungs-Kennltnie des nichtlinearen ohmschen Gliedes 116 zu derjenigen des nichtlinearen ohmschen Gliedes 115. Wenn der »Kollektorstfom« 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 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 Stromverstärkers 100 in diesem vorbestimmten Verhältnis zum Eingangsstrom steht, der von der Eingangsklemme 106 des Verstärkers gezogen wird. Für den Sonderfall, daß das vorbesiimmte 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, 111, 112 und 113 aus gleichem Halbleitermaterial bestehen und gleiche Diffusionsprofile haben. Wenn in diesem Fall die Dioden 112 und 113 eine Ar-mal so große Halbleiterübergangsfläche haben wie die Dioden 110 und 111, dann muß der durch die Dioden 112 und 113 fließende Strom k-ma) 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 λ-rnal so groß wie der über seine Eingangsklem-
1 A. 1 UQt. L-H
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 »vorbefilc luü gciOgciit. i^iiigarigäätfüiTi.
Beim Aufbau des in Fig. 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 1?2 zum Bezugspotential (d. h. nach Masse) fließende Koflektorstrom des Transistors 119 gleich sein dem Kollektorstrom des Transistors 118, der auf die Basis des Transistors 120 gegeben wird. Ein Nennwert für diesen letztgenannten Kollektorstrom läßt sich bestimmen, wenn man den Ausgangsruhestrom kennt, den der Stromverstärker 100 an seine Ausgangsklemme 107 liefert- Dieser Ausgangsruhestrom wird durch die zu erwartende Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung des kombinierten Transistors 121 geteilt, um den Nennwert des Basisruhestroms dieses kombinierten Transistors zu bestimmen, der auch der Kollektorruhestrom des Transistors 118 ist
Damit die Kollektorruheströme der Transistoren 118 und 119 einander im wesentlichen gleich werden, sollte dem Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren 118 und 119 ein Strom zugeführt werden, der doppelt so groß wie der Kollektorstrom des Transistors 118 ist Die Spannung an diesem Verbindungspunkt ist eindeutig
definiert und gleich der Summe der Offsetspannungen an den Übergängen der seriengeschalteten Dioden llö und Hl minus der Offsetspannung am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 118 (oder auch gleich der Summe der Offsetspannungen an den Übergängen der scricngcschalteten Dioden 112 und 113 minus der Offsiitspannung am Basis-Emilter-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 Differentialverstärker 118, 119 die Spannung am Widerstand 123 stabilisieren, der zwischen die Klemme IU9 und die zusammengekoppelten Emitter der Transistoren 118 und 119 geschaltet ist. Diese Stabilisierungsfunktion, die den Widerstand 123 praktisch zu einer Konstantstrom quelle 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 nichtlinearen 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
den. 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 festgeiegt 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 Basisstrom. Die Transkonduktanz eines Transistors steigt proportional mit seinem Emitterstrom an. Die Höhe der Fehlersignalspannung, 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 KoIIektorstrom des Transistors 118, der zur Versorgung des Transistors 120 nicht benötigt wird, wird durch eine Siromaenke forlgenommen, die mit dem Ausgangskreis eines Stromspiegelverstärkers 201 gebildet wird. Der Stronispiegelverslärker 201 ist ein Strömverstärker mit invertierendem Stromverstärkungsfaktor, Der KoIIektorstrom des Transistors 119 wird dem Eingang des Strömspiegelverstärkers 201 zugeführt, der daraufhin an seinem Ausgang einen gleich großen S If ο hi aus dem Kollektor
|0 des Transistors 118 zieht. Der dargestellte Stromspirgelverstärker besteht aus einem Verstärkertransistor
202 in Ermitterschaltung, dessen Basis-Emitter-Übergang einem ähnlichen, als Diode geschalteten Transistor
203 parallel geschaltet ist. Dieser Slromspiegelverstärker ist einer von bekannten Typen, von denen auch
andere zur Herstellung der gewünschten Stromsenke verwende! werden können.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei einer praktisch realisierten Schaltung der Wert der Ströme, die von den
j0 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
2, 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
jj 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-Emitter-Überganges des Transistors 119 £-mal so
groß ausgelegt, wie die Fläche des Basis-Emitter-Über-
CTQn(TC rlpc Troncictnrc IiR unH Ηαγ ^trnmQnipCTpIvprctär-
O---O---- r taker 201 wird für einen Stromverstärkungsfaktor von — \/k ausgelegt. Dies führt dazu, daß die Basis-Emitter-Offsetspannungen der Transistoren 118 und 119 einander gleich sind und daß die Basisströme der Transistoren 118 und 119 die Spannungsabfälle an den ohmschen Gliedern 115 und 116 in gleicher Weise beeinflussen. Alle nachgeordneten Einflüsse, weiche die vorhergesagte Stromverstärkung des Verstärkers 200 störend beeinflussen, löschen sich somit gegenseitig aus. Die Stromverstärkung des in F i g. 2 gezeigten speziellen Stromspiegelverstärkers 201 ist gleich -Mk, wenn die Transistoren 202 und 203 einander angepaßte Diffusionsprofile haben und wenn ihre Basis-Emitter-
5S Übergangsfläche ebenfalls im Verhältnis von 1 : k zueinander stehen.
Die F i g. 3 zeigt einen Stromverstärker 300, worin das ohmsche Element 123 als Halbleiterdiode 123' ausgebildet ist. Da sich die Spannung an der Diode 123'
5„ proportional mit dem Strom und der Temperatur in gleicher Weise ändert wie die Spannung an der Diode 110 oder 112, wirkt die Diode 123 in dieser Schaltung als Quelle für einen Strom, der proportional dem von der Emgangsklemme 106 gezogenen Strom ist Unter der Voraussetzung, daß der als Diode geschaltete Transistor 111' hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Betriebskennlinien dem Transistor 118 genau gleich ist, ist das Verhältnis des durch die Diode 123' fließenden Stroms
'5'
iti dem in der Diode 110 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 diodengeschaltete Transistoren gebildet werden, sind die das Stromverhältnis bestimmenden Halblciter-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 Fig.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 Einzeiiransisioren 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 Ausgangsim- *S pedanz 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 Fig. 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-Emitter-Kreise von Transistoren 123a"und 1230" 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
40 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 zueinafider im gleichen Verhältnis wie die Widerstandswerte der ohmschen Elemente 502 und 504 und ist der Widerstandswert des ohmschen Elements 503 /f-mal so groß wie derjenige des ohmschen Elements 504.
Da eine Proportionierung der Betriebseigenschaften der pnp-Transistoren 123a"und 123b"an die diodengeschalteten pnp-Transistoren III* und 113' weniger notwendig ist. können statt der pnp-Transistoren 111' und 113' die npn-Transistoren 111" und 113" treten. Hiermit läßt sich auf einem herkömmlichen monolithischen integrierten Schaltungsplättchen Platz einsparen
Der in Fig.6 dargestellte Stromverstärker 600 ist ebenfalls eine Abwandlung des Stromverstärkers 4S0 nach F i g. 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 diodengeschalteten Transistoren 111' und 113' durch einen einzelnen diodengeschalteten Transistor 601 ersetzt werden, wie es in F i g. 6 gezeigt ist, und die parallelen Transistoren 123a" und 1230" 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 1126 dargestellt, die völlig gleich mit der Diode 110 sind. Dies führt dazu, daß beim Betrieb des Stromverstärkers 600 der von der Klemme 107 gelieferte Strom doppelt so groß wie der aus der Klemme 106 gezogene Strom ist (k = 2). Die Basis-Emitter-Übergangsfläche wird beim Transistor 203 doppelt so groß gemad.i wie beim
Verhältnis steht, wie die Basis Emitter-Übergangsfläche des Transistors 123a" zu derjenigen des Transistors 111', vorausgesetzt die beiden Transistoren haben gleiche Diffusionsprofile. Der Transistor 123Λ" liefert einen Kollektorstrom an die zusammengekoppelten 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 Diffusionsprofile dieser beiden Transistoren I23a" 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 F i g. 4 ist. Hier sind lineare ohmsche Elemente 501 und 502 in die Emitterkreise der Transistoren 123a" und 1236" eingefügt, um eine Stromrückkopplung zu erhalten. Diese Maßnahme führt dazu, daß die Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren 123a" und \2ib" in Verbindung mit den ihren Basis-Emitter-Übergängen parallelliegenden diodengeschalteten Transistoren 111" und 113" weniger abhängig von einer genauen gegenseitigen Anpassung der Transistoren i23a" und 123b" und der diodengeschalteten Transistoren sind. Um den Transistoren 123a" und 1236" beim Vorhandensein der Stromrückkopplung eine ausreichende des Transistors 119 wird doppelt so groß gemacht, wie diejenige des Transistors 118. Diese Maßnahmen dienen dazu, einmal den Basisströmen der Transistoren 118 und 119 das Verhältnis 1 :2 zu geben und zum anderen die Basis-Emitter-Offsetspannungen der Transistoren 118 und 119 trotz des 1 :2-Verhältnises der die Übergänge durchfließenden Ströme einander gleich zu machen.
Es läßt sich auch ein den Stromverstärker 600 ähnlicher Stromverstärker bauen, wenn man folgende Abwandlung trifft: Die Dioden 112a und 1120 werden durch eine einzelne Diode 112 ersetzt; die Diode 110 wird- durch zwei parallele Dioden mit denselben Leiteigenschaften wie die Diode 112 ersetzt; der Transistor 118 wird mit einer doppelt so großen Basis-Emitter-Übergangsfläche wie der Transistor 119 ausgelegt (statt umgekehrt); und der Transistor 202 wird mit einer doppelt so großen Basis-Emitter-Übergangsfläche ausgelegt wie der Transistor 203 (statt umgekehrt). Dieser abgewandelte Stromverstärker bringt einen Stromverstärkungsfaktor von —1/2. Stromverstärker mit Verstärkungsfaktoren von — Mk oder — k (mit k einer positiven Zahl) lassen sich auf ähnliche Weise herstellen, wie es für die vorstehende Abwandlung und den Stromverstärker 600 beschrieben wurde (d. h. dadurch, daß man im einen Fall die Diode 110 und im anderen Fall die Diode 112 durch k parallelgeschaltete Dioden ersetzt).
ii
Die F i g 7 zeigt einen Stromverstärker 700 mit einsm 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 Kollcklor-Emitter-Strecke eines Transistors 701 ist parallel zur Reihenschaltung der Dioden 110,111 geschaltet und so ausgelegt, daß sie den gleichen Leitwert wie die Serienschaltung hat. Dies erreicht man dadurch, daß man den Transistor 701 in Verbindung mit der Diode 111 als Stromspiegelverstärker schaltet.
Ein Stromverstärker mit einem Verstärkungsfaktor Von -2 läßt sich realisieren, indem man im Stromverstärker 700 die nichtlinearen 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 daß 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 β15 erhält eine Koilektor-Basis-Rückkopplung durch einen Spannungsteiler, der dadurch gebildet wird, daß der Transistor 118 als Emittewolger auf die niedrige Impedanz des diodengeschaltelen Transistors 823 arbeitet. Diese Rückkopplung hat zur Folge, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 815 eine ähnliche Impedanzkennlinie 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 Reihen-Scttaitung au» L^iuueii ^z. d. ί 12, 1 13j. Der ^jti uiiiverblürkungsfaktor 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, daß der dem Verbindungspunkt 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 zusammengekoppelten Emittern zugeführte 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-Emitter-Obergang 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, daß der Verstärkungsfaktor des Differentialverstärkers 117 abfällt, so daß die Schleifenverstärkung in der Kollektor-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 Stror.ivesstärkern 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 Eingangsklemme 106 gezogenen Strom bzw. zu dem von der Ausgangsklemme 107 gelieferten Strom im selben Verhältnis zueinander wie jeweils die anderen Teile des besagten Eingangsslromes und des besagten Ausgangslromes. Das heißt, anders als bei den bekannten Stromspiegelverstärkern können hier die Basisströme von pnp-Lateraltransistoren zwischen der Eingangs- und der Ausgangsklemme so aufgeteilt werden, daß sie in den Stromverstärkungsfaktor des Stromverstärkers nicht als unerwünschte Fehlergröße eingehen, die sich als Funktion der Änderung der Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung (des sogenannten hfr-Parameters) 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 Leitungstyps.
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 Serienschaltung 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
Spannung vvirii an uie RcihciiM.n<i!iuiig eines Widerstands 18 und des Basis-Emitter-Übergai ^s eines Transistors 19 gelegt. Um den Kollektorstrom des Transistors 19 gleich dem Strom durch die Serienschaltung 10 zu machen, werden die Werte der Widerstände 11 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 Serienschaltung 10 ist. Der Kollektorstrom des Transistors 19 wird dem Eingang eines Stromspiegelverstärkers 30 zugeführt. Dieser Stromspiegelverstärker 30 besteht aus einem diodengeschalteten Transistor 31 und zwei parallelen Transistoren 32 und 33 und bringt, was den aus den zusammengekoppelten Emittern der Transistoren 118' und 119' gezogenen Strom betrifft, einen Stromverstärkungsfaktor von 2. Die Hälfte dieses Stroms wird während der Ruhebedingungen vom Transistor 118' als Emitterstrom benötigt, so daß dieser Transistor den Kollektorstrom des Transistors 202' als Ruhestrom annimmt
Spannungsübertragungsschaltungen 40 und 50 koppeln die an den ohmschen Gliedern 115 und 116 abfallenden Spannungen auf die Basen der Transistoren
118' und 119', um sie im Differentialwerstärker 117' miteinander zu vergleichen. Eine solche Spannungsübertragung ist wünschenswert, damit sich das Basispotential des Transistors 120 abhängig vom Ausgangspo-
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 Widerstände42 und 52 werden einander gleich gemacht, und die KoIIektorsfröme der Transistoren 43 und 53 werden ebenfalls einander gleich gemacht, so daß die Spannungsübersetzung von der Basis des Transistors 41 zur Basis des Transistors 118' gleich ist der Spannungsübersetzung von der Basis des Transistors 51 zur Basis des Transistors 1119'. Die Transistoren 43 und 53 sind ebenfalls innerhalb des Stromspiegelverstärkers 30 enthalten und gliiich dem Transistor 31 ausgebildet, so daß ihre KollektC'rströme gleich dem Strom s'nd, der dem Eingang des Stromspiegslverstärkers 30 zugeführt wird, d. h. gleich diem 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 Offsetspannungsbeträge eines Halbleiterübergangs positiver ist als die Spannung an der Klemme 122, und zwar unabhängig von Änderungen der zwischen den Klemmen 122 und 109 liegenden Betriebsspannung. An die Stelle der Schaltungen 40 und 50 können auch andere Arten von Spannimgsübertragungsschaltungen wie z. B. Avalanche-Dkiden oder Ketten aus in Durchlaßrichtuing 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 parallelliegenden Basis-Emitter-Übergängen kann durch einen Transistor mit einem einzigen Basis-Emitter-Übergang gleichwertiger Fläche ersetzt werden, um Stromspiegelvers-tärker mit Verstärkungsfaktoren von —k und - 1 / k zu bilden, wobei k irgendeine positive Zahl ist, die keine ganze Zahl zu sein brauchL
Obwohl s ch bei der Verwendung bipolarer Transistoren mit niedriger Vorwärts-Stromverstärkung die Vorteile der Erfindung besonders bemerkbar machen, können die einzelnen Schaltungen auch mit bipolaren Transistoren höhere Vorwärts-Stromverstärkung oder mit Feldeffekttransistoren realisiert werden. Wenn in den Patentansprüchen von »Basis«, »Emitter« und »Kollektor« die Rede ist, dann gelten diese Ausdrücke
-0 auch für entsprechende Elektroden von Feldeffekttransistoren (Gate- oder Steuerelektrode, Source- oder Quellenelektrode, Drain- oder Senken- oder Abflußelektrode).
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

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 erstes 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 einen 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 st, und mit einem Ausgangspunkt (Kollektor von Transistor 11» oder 118'), der gleich-Strommäßig 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 Hingangsklemme (106) bzw. durch die gemeinsame Klemme und den Kollektor des ersten Transistors (114) geschalteten Dioden (110,111 b/w. 112,113) gebildet sind, wobei /7 > 1 ist.
}. Stromverstärker nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Diffcrenzverstär kcr (117, 117') einen zweiten (118, 118) und einen dritten (119,119') Fransistor vom entgegengesetzten l.cttungstyp wie der erste Transistor (114, 114) enthält, deren fmitter gleichstrommäUig mit der gemeinsamen Klemme (109) gekoppelt sind, daß die Basis des ersten und des zweiten Transistors mit dem invertierenden Signaleingang bzw mit dem nichtin vertierender .Signaleingang gekoppelt sind und dal! der Kollektor des /we ten tiansistors mit dem AusgangsanschluU des Differenzverstärker verbunden ist
4 Sirormerstarkei mich Anspruch 3. dadurch ss gekennzeichnet dal! die nichtlinearen Widerstands elemente du· kollektor \ mitter Strecken eines vierten b/v. fünften Transistors (815 b/v. 8If)) enthüllen, die emiuerstitig an die gemeinsame Klemme (109) und basisseitig an den Eitvllerverbin- f*> dungspunkt des zweiten und dritten Transistors (IiB, 119) angeschlossen sind und deren vierter (815) kollcktorscilig an der Eingangsklemme (106) liegt und deren fünfter (816) kollektorseitig am Kollektor des ersten Transistor* (114) liegi (F i g. 8). ('<>
5. Stromverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichslromkopplung dor Emitter des zweiten und dritten Transistors (11.8,
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 (Π9) 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 Anspsuch 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, 119) ebenfalls zueinander in einem proportionalen Verhältnis von 1 : k stehen, und daß der Stromverstärkungsfaktor des Stromspiegelverstärkers gleich 1 : k 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 P'mitter glcichstrommäßig mit einem Bezugs potential (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. en.er zweiten (104) Sit»naleingangsklem mc gekoppelt sind.
H). Stromverstärker nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichne», daß die Gleichstromkopplung des Kollektors des achten Transistors (102) mit der Ausgan^sklemme (107) über du· Kollektor-Emitter Strecke eines Transistors(401) vom selben I eitiirigs tv ρ erfolgt, der als Verstärker in Basisgnindsi Tal tung angeordnet ist (F 1 g 4)
-Il Slrormerstärker nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, dall die Gleichstromkoppliinp vom Aii'.gangsans» hluH des DiHeren/vcrstärkers zur Basis des ersten Iransistors (114) über mindestens einen «,eiteren Transistor (120,/ 120/)) erfolgt, der mit dem ersten Transistor eine Darlington Schal tung bildet.
DE2516319A 1974-04-15 1975-04-15 Stromverstärker Expired DE2516319C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US461229A US3904976A (en) 1974-04-15 1974-04-15 Current amplifier

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2516319A1 DE2516319A1 (de) 1975-11-06
DE2516319B2 DE2516319B2 (de) 1977-10-27
DE2516319C3 true DE2516319C3 (de) 1980-04-03

Family

ID=23831708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2516319A Expired DE2516319C3 (de) 1974-04-15 1975-04-15 Stromverstärker

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3904976A (de)
JP (1) JPS5436820B2 (de)
CA (1) CA1033020A (de)
DE (1) DE2516319C3 (de)
FR (1) FR2267657A1 (de)
GB (1) GB1494369A (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6028403B2 (ja) * 1976-09-03 1985-07-04 ソニー株式会社 差動増巾回路
US4234841A (en) * 1979-02-05 1980-11-18 Rca Corporation Self-balancing bridge network
JPS5897911A (ja) * 1981-12-07 1983-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd カレントミラ−回路
NL8205013A (nl) * 1982-12-28 1984-07-16 Philips Nv Precisiestroombronschakeling.
ATE66105T1 (de) * 1986-09-24 1991-08-15 Siemens Ag Stromspiegel-schaltungsanordnung.
EP0356570A1 (de) * 1988-09-02 1990-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Stromspiegel
US6218822B1 (en) * 1999-10-13 2001-04-17 National Semiconductor Corporation CMOS voltage reference with post-assembly curvature trim
KR100433409B1 (ko) * 2002-03-07 2004-05-31 삼성전자주식회사 트랜스 컨덕터의 튜닝회로
CN115268558B (zh) * 2022-08-22 2024-03-22 苏州智而卓数字科技有限公司 电压与电流通用输出接口电路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE373248B (de) * 1970-07-20 1975-01-27 Rca Corp
US3760288A (en) * 1971-08-09 1973-09-18 Trw Inc Operational amplifier
NL169239C (nl) * 1971-10-21 1982-06-16 Philips Nv Stroomversterker.

Also Published As

Publication number Publication date
US3904976A (en) 1975-09-09
FR2267657A1 (de) 1975-11-07
GB1494369A (en) 1977-12-07
DE2516319A1 (de) 1975-11-06
JPS5436820B2 (de) 1979-11-12
DE2516319B2 (de) 1977-10-27
CA1033020A (en) 1978-06-13
JPS50139660A (de) 1975-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2660968C3 (de) Differentialverstärker
DE2424760C3 (de)
DE2548906C2 (de) Verstärker
DE3035272C2 (de)
DE1948850A1 (de) Differenzverstaerker
DE2513906B2 (de) Stromspiegelverstaerker
DE2516319C3 (de) Stromverstärker
DE2501407B2 (de) Verstaerker
DE3416850C2 (de)
DE2462423C3 (de) Operationsverstärker
DE2458880C3 (de) Überstromschutzschaltungsanordnung für zwei Transistoren eines Verstärkers
DE69119169T2 (de) Verstärkerschaltung
DE2800200C3 (de) Gegentakt-Transistorverstärker
DE2623245B2 (de) Halbleiterverstärker
DE2636156A1 (de) Spannungsfolgerschaltung
DE2459271C3 (de) Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines kompensierten Gleichstromes
DE4140559A1 (de) Differentialverstaerker
DE2354340A1 (de) Vorspannungsschaltung fuer einen transistor
DE2951637C2 (de) Einstellbarer Transistor-Differenzverstärker
DE2445134A1 (de) Vorspannschaltung
DE1537656B2 (de)
DE2424814B2 (de) Gegentakt-b-verstaerkerschaltung
DE3115051C2 (de) Spannungs/Strom-Wandlerschaltung
DE2120286A1 (de) Pegelschiebeschaltung
DE3824105A1 (de) Spannungsregelschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee