DE2607422C3 - Stromregelschaltung - Google Patents
StromregelschaltungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromregelschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.
Eine aus der US-PS 36 29 691 bekannte, für den Einbau in einer monolithischen integrierten Anordnung
geeignete Stromregelschaliung dieser Art enthält zwei eine Mitkopplungsschleife bildende Stromverstärker,
und zwar einen sogenannten Stromspiegelverstärker und einen weiteren Verstärker, der einem Slromspiegelverslärker
ähnlich ist. Der Ausgangstransislor des letztgenannten Stromverstärkers ist mit einem Emiltergegenkopplungswiderstand
versehen, der die Stromverstärkung dieses Verstärkers mit wachsendem Eingangsstrom geringer werden läßt. Bei niedrigen Strömen ist
die Verstärkung der offenen Schleife der Stromverstärker größer als L und sobald in der Schleife einmal
Stromflüsse angeregt worden sind, steigen daher die Werte dieser Ströme an, bis die Schleifenverstärkung
auf den Wert 1 vermindert worden ist.
Aus der US-PS 35 79 133 oder 36 59 121 ist ferner eine Stromquelle bekannt, die einen aus einem ersten
und einem zweiten Transistor gebildeten Stromverstärker enthält, wobei die Emitter dieser Transistoren
miteinander verbunden und an die gemeinsame Klemme des Stromverstärkers angeschlossen sind. Der
erste Transistor ist zur Selbstvorspannung geschaltet, so daß die Summe seiner Basis- und Kollektorströmc
annähernd gleich dem an der Eingangsklemme des Stromverstärkers zugeführten Eingangsstrom ist. Zu
diesem Zweck ist die Eingangsklemme des Stromverstärkers direkt mit der Basiselektrode des ersten
Transistors und galvanisch über einen Widerstand mil der Kollektorelektrode des ersten Transistors verbunden.
An diesem Widersland fällt wegen des hindurchfließenden Kollektorstroms des ersten Transistors eine
Spannung ab, so daß die Emitter-Kollektor-Spannung dieses selbstvorgespannten ersten Transistors kleiner
als seine Basis-Emitter-Spannung ist. Diese kleinere Spannung wird an den zweiten Transistor als Emiller-Basis-Spannung
angelegt, worauf der zweite Transistor mit einem relativ kleinen Kollektorstrom antwortender
zur Ausgangsklemme des Stromverstärkers geleitet wird. Bei steigendem Fingangsstrom des Verstärkers
wird der Spannungsabfall am besagten Widerstand in proportionaler Weise größer, und die resultierende
lineare Abnahme der Basis-Emitter-Spannung des zweiten Transistors führt zu einer exponenliellen
Abnahme seines Kollektorstroms. Beim Entwurf integrierter Schaltungen hat man die Verwendung von
Konstantstfomquellen dieses Typs bisher möglichst
vermieden, weil kleine pru/cntuelle Erhöhungen ihres
Eingangsstroms /u jeweils einem starken prozentuellen Absinken ihres Ausgangssiroms führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromregelschaltung der eingangs genannten Art
dahingehend auszubilden, daß die Stromwerte, bei denen sich die Mitkopplungsschleife stabilisiert, besser
definiert sind als bisher.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnt nden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein
Verstärker der in den US-PS 35 79 133 und 36 59 121 beschriebenen Art hervorragend dazu geeignet ist, in
Verbindung mit einem weiteren Stromverstärker in einer Mitkopplungsschleife eine Stromregelschaitung
der in der US-PS 36 29 691 beschriebenen Art zu bilden. Die exponentiell (statt logarithmische) Abnahme des
Ausgangsstroms des Stromverstärkers bei linearer Zunahme seines Eingangsstroms ist in der Stromregelschaltung
nicht nachteilig. Dieses Verhalten ist ganz im Gegenteil vorteilhaft, weil aufgrund des steilen Durchgangs
der Verstärkungskurve (bei offener Schleife) durch den Punkt der Verstärkung 1 die Mitkopplungsschleife
sich bei besser definierten Strompegeln stabilisiert als bei der aus der US-PS 36 29 691
bekannten Regelschaltung. Die hier beschriebene Stromregelschaitung eignet sich besonders gut zum
Einbau in eine monolithische integrierte Schaltung.
Die Erfindung wird nachstehend an einem bevorzugten Ausfühnmgsbeispiel näher erläutert; die Zeichnung
zeigt in
F i g. 1 teilweise in Blockform die Stromregelschallung.
die zur Stabilisierung des durch eine Last fließenden Stroms verwendet wird.
F' ig. 2 und 3 Deluilschaltbilder typischer Ausführungsjormen
für die Siromregelschaltung nach Fig. 1.
und
Fig. 4 teilweise in Blockform das Schaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stromregelschaitung.
die zum Vorspannen eines ersten und eines zweiten Stromqucllenlransistors verwendet wird, und eine
Konstantstromsenke für relativ niedrigen Strom und eine Konstantstromsenke für relativ hohen Strom
bildet.
Die in Fig. 1 dargestellte Stromregelschallung 10 hat
eine erste Klemme 11 und eine zweite Klemme 12, die an eine Versorgungsspannungsquelle 2 geschaltet sind.
Die Klemme 12 ist direkt mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 2 verbunden, während der positive Pol
der Quelle 2 über eine Last 5, die einen widerstandsbehafteten Stromweg bildet, an die Klemme 11 angeschlossen
ist. Die Stromregelschaitung besteht aus einem Stromverstärker 20 und einem Stromverstärker
30, die zu einer Mitkopplungsschleife geschaltet sind und deren letztgenannter vom Typ gemäß den
vorgehend genannten US-Patentschriften 35 79 133 und 36 59 121 ist. Die gemeinsamen Klemmen 21 und 31
der Stromverstärker 20 und 30 (d. h. die ihren Eingangsund Ausgangskreisen jeweils gemeinsame Klemme)
sind mit der Klemme 11 bzw. 12 der Stromregelschaitung
10 verbunden. P' ' ii.kopplungsschleife ist
dadurch gebildet, daß zum einen die Ausgangsklemme 23 des Stromverstärkers 20 galvanisch (in Fig. 1 als
Direktverbindung dargestellt) mit der Eingangsklemme 32 des Stromverstärkers 30 gekoppelt ist und zum
anderen die Ausgangsklemme 33 des Stromverstärkers 30 galvanisch (in Fig. 1 als Direktverbindung dargestellt)
mit der Eingangsklemme 22 des Stromverstärkers
20 gekoppelt ist.
Der Stromverstärker 30 enthält neben einem ohmschen Element 34 einen ersten Transistor 35 und
einen zweiten Transistor 36, die so verbunden sind, daß sie bei niedrigen Strömen, bei dsnen der Spannungsabfall
am ohmschen Element 34 kleiner ist als etwa 1 Millivolt, wie ein Stromspieg-eiverstärker arbeiten. Bei
diesen niedrigen Strömen beträgt die Stromverstärkung des Verstärkers 30 zwischen seiner Eingangsklemme 32
und der mit 33 bezeichneten Ausgangsklemme -H0,
wobei Ha eine positive Zahl ist. Dies erreicht man, ;ndem
man die Transkonduktanz oder Steilheit des Transistors 36 zu derjenigen des Transistors 35 bei niedrigen
Strömen im Verhältnis H0: 1 bemißt. Unter der
Voraussetzung, daß die Transistoren 35 und 36 gleiche D'ffussions- oder Implantationsprofile haben, erhält
man dieses Transkonduktanzverhältnis, indem man die effektive Fläche des Basis-Emitter Übergangs des
Transistors 36 Wo-mal größer als die effektive Fläche
des Basis-Emitter-Obergangs des Transisto-s 35 macht.
Der Strornverstärkungsfaktor des Stromverstärkers
20 sei — G, wobei G eine positive Zahl ist. Das Produkt HnG, welches die für niedrige Ströme geltende
Verstärkung der offenen Schleife der aus den Verstärkern 20 und 30 gebildeten Mitkopplungsschaltung
darstellt, wird größer als 1 gewählt. Somit führt eine kleine anfängliche Störung in der Schleife (z. B. der
Leckstrom eines Transistors 14 mit offener Basis) zu einem fortwährenden Anwachsen der Ströme in den
Verstärkern 20 und 30. Mit dieser Zunahme der Ströme sinkt der Betrag H des Stromverstärkungsfaktors des
Stromverstärkers 30 von Wo ab, bis er einen Wert MG
erreicht, bei den die Ströme zu einer Schleifenverstärkung von 1 geführt haben und die Schleife im Gleichgewicht
bleibt.
Unter diesen Gleichgewichtsbedingungen läßt sich die als Spannungsabfall am ohmschen Element 34
erscheinende Differenz Δ Vm zwischen den Basis-Emitter-Spannungen
Vü und V'jb der Transistoren 35 und 36
bestimmen, indem man von der folgenden Grundgleichung für die Transistorwirkung ausgeht:
= (kTq)\n{IK/AJs).
Hierbei is·:
Viii die Basis-Emitter-Spannung des Transistors.
k die Boltzmann-Konstante, T die Absoluttemperatur des Basis-F.mitter-
Übergangs des Transistors, q die Ladung eines Elektrons, Ii der Emitterstrom des Transistors,
A die Fläche des Basis-Emitter-Übergangs des
Transistors,
Js die Emittersiromdichte bei Sättigung des
Js die Emittersiromdichte bei Sättigung des
Transistors.
Diesen Größen sind nachfolgend Zahlen als Indizes nachgestellt, welche die jeweilige Größe dem mit
derselben Bezugszahl in den Zeichnungen versehenen Transistor zuordnen sollen. Es wird davon ausgegangen,
daß Js für die integrierten Transistoren 35 und 36 denselben Wert hat, weil diese Transistoren mit
denselben Verfahrensschritten hergestellt sind. Indem die Transistoren nahe beieinander auf der integrierten
Schaltung angeordnet werden, sei dafür gesorgt, daß die Temperaturen ihrer Halbleiterübergänge einander
gleich sind. Es gilt:
WRK= K-, „- V,
BE 36 ■
I ' Ί, * η
Indem man Gleichung (1) in Gleichung (2) einsetzt,
erhält man:
I V111. = (kT/q) In (lE3i/Js) - (kT/q) In (/ E3b/H0J3)
= (ATq) In (H0/t-3s//fi36)· (3)
= (ATq) In (H0/t-3s//fi36)· (3)
Die nachfolgende Gleichung (4) beschreibt die
Gleichgewichtsbcdingung der Schleife, und durch Einsetzen dieser Gleichung in die Gleichung (3) erhält
man dann die Gleichung(5).
We .ie = G (4)
I V111, = (Wei) In G Wn. (5)
Der durch das ohmsche Element 34 mit dem Widerstandswert Λ« fließende Strom /ι ist nach dem
ohmschen Gesetz:
Λ =
R.,4) In G W0. (6)
/ι ist im wesentlichen gleich dem Kollektorstrom des
Transistors 35. vorausgesetzt, der Basisstrom des Transistors 36 ist vernachlässigbar klein. Diese Voraussetzung
trifft in guter Näherung die tatsächlichen Verhältnisse, wenn der Λ/,.-Wert des Transistors 36, d. h.
seine Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung, genügend groß ist (z. B. größer als 30). Der Kollektorstrom
eines Transistors ist rt-mal so groß wie sein Emitterstrom, wobei λ in einem Transistor mit
genügend hohem Λ/,.-Wei t ein mit der Genauigkeit von
etwa 1% gut definierbarer Faktor ist.
h vs = U \i5 =
^35
InGWn. (7) J5
Den Wert von // lb für den Gleichgewichtsfall erhält
man durch Kombination der Gleichungen (4) und (7):
= (ins/G) =
v,5 G Ri5) In G Wn. (8)
Der durch die Last 5 zur Klemme 11 der Stromregelschaltung 10 fließende Strom I2 muß nach
dem Kirchhoffschen Gesetz für Ströme aus der Klemme 12 wieder herausfließen. />
kann mil der folgenden einfachen Knotenpunktgleichung bestimmt werden:
— h
Indem man die Gleichungen (7) und (8) in die
Gleichung (9) einsetzt und eine Umordnung vornimmt, erhält man:
/2 = (1'V15K34) [(G+I)ZG](ATq) In G W0. (10)
Wie in den vorangehenden Abschnitten angedeutet, handelt es sich bei x>-, und Hu um eindeutig definierte
Größen und bei A-und gum allgemeine Konstanten.
Wenn der Stromverstärker 20 ein Stromspiegelverstärker ist. dann ist G trotz Änderungen in der
Temperatur und den Strompegeln im wesentlichen konstant, und A ändert sich proportional mit der
Absoluttemperatur und umgekehrt proportional mit dem Widerstandswert R» des ohmschen Elements 34.
Ober einen begrenzten Temperaturbereich bleibt Λ ziemlich konstant, obwohl der Art, in welcher sich Ru
mit der Temperatur ändert, keine besondere Beachtung geschenkt wird. Das heißt, die Stromwerte in der
Schaltung sind im wesentlichen unabhängig von den /?/,.-Werten der Transistoren. Wenn man den Widerstandswert
RiA des ohmschen Elements 34 mit der
Temperatur ansteigen läßt, wie es bei Widerstandselementen aus leicht dotiertem Silizium der Fall ist, kann
man /> über einen weiteren Temperaturbereich noch besser konstant halten.
Als spezielles Ausführungsbeispiel enthält der Stromverstärker 20' nach F i g. 2 Transistoren 24 und 25, deren
effektive Basis-Emitter-Übergangsflächen zueinander im Verhältnis 1 : Co stehen. Wenn die Widerstandswertc
der Widerstände 27 und 28 im Verhältnis Gi: 1 stehen,
dann ist der Stromverstärker 20' ein Stromspiegelver stärker mit einem Stromverstärkungsfaktor von —(>,,.
Der Transistor 24 ist mit einei KollekturBasisCJleich
Stromrückkopplung versehen, um seine Basis-Emitter
Spannung so einzustellen, daß sein Kollektorstrom gleich demjenigen Strom ist. der an der Eingangsklem
ine 22' des Stromspiegelverstärkcrs angefordert wird.
Diese Kollektor-Basis-Gleichstromrückkopplung kann eine Direktverbindung sein, haiilif.· enthalt sie icdoili
einen Slronn erstarker. /. B. in Form eines Verstärker
transistors 26 in Kollektorschaltung, um die ImHüssc
der Basisströme der Transistoren 24 und 25 aul die Stromverstärkung des Verstärkers 20' /u vermindern
Indem man das Verhältnis der Widerstandswertc der Widerstände 27 und 28 umgekehrt bemißt wie das
Verhältnis der Transkonduktan/ der Transistoren 24 und 25. führt die Beaufschlagung der Transistoren 25
jii und 24 mit demselben Basispotcnlial dazu, daß der
Transistor 25 einen Gi-mal so hohen Kollektorstrom wie der Transistor 24 liefert. Alternativ können die
Widerstände 27 und 28 auch durch Direktverbindungen von den Emitterelektroden der Transistoren 24 und 25
zur gemeinsamen Klemme 21 ersetzt werden, wobei der Stromverstärker 20' immer noch als Stromspiegel
funktioniert.
Der Stromverstärker 20' braucht jedoch kein Stromspiegelverstärker zu sein, und sein Verstärkungs-
•to faktor braucht auch nicht unveränderlich mit dem
Eingangsstrompegel zu sein. Es ist wünschenswert, daß die Stromverstärkung des Stromverstärkers 20' unabhängig
von den /)/,-Werten seiner Transistoren ist, so
daß die Strompegel in der Stromregclschaltung 10' vorhersagbar sind und einen temperaturabhängigen
Faktor weniger aufweisen. Die von der Schaltung 10' bewirkte Stabilisierung wird besser, wenn die Amplitu-(9)
de G des Verstärkungsfaktors des Stromverstärkers 20'
größer gemacht wird, jedoch benötigt man zur Erzielung hoher Werte von G bei Verwendung von
Stromspiegelverstärkern oder anderen Verstärkern mit fester Stromverstärkung viel Platz in einem integrierten
Schaitungsblock. Füi den Fail, daß der Stromverstärker
20' mit bipolaren Sperrschicht- oder Flächentransistoren statt mit Feldeffekttransistoren aufgebaut ist, hat es
sich als vorteilhaft herausgestellt, den Stromverstärker 20' so zu modifizieren, daß das Verhältnis des
Widerstandsvverts des Widerstands 27 zu demjenigen des Widerstands 28 im Stromverstärker 20' größer als
bo Cn ist, womit die Stromverstärkung des Transistors 20
über Gi ansteigt, wenn die Strompegel größer werden. Dies erlaubt eine Schaltung mit kleineren Werten von
Gi und Mi (womit man gewöhnlich mit weniger Platz in
der integrierten Schaltung auskommen kann), wobei
b5 man jedoch das zur Erzielung einer guten Stromstabilisierung
erforderliche hohe Produkt CMi im Bereich
derjenigen Stromwerte erhält, bei denen sich das Gleichgewicht in der Mitkopplungsschlcife einstellt.
Wenn man diese Modifikation vollständig durchführt, dann erhält man den in Fig. 3 dargestellten Stromverstärker
20".
Neben Anordnungen der Schaltungsstruktur des Stromverstärkers 20' können eine Vielzahl von
Slromspiegelverstärkern als Stromverstärker 20 verwendet werden, und auch diese Stromspiegelverstärker
können in ähnlicher Weise wie der vorstehend beschriebene Stromspiegelverstärker modifiziert werden.
Das wichtige, was man über diese modifizierten Stromspiegelstrukturen wissen muß, ist das Merkmal,
daß ihre Stromverstärkungen noch im wesentlichen unabhängig von den A<,.-Werten der Transistoren sind
und sich nicht mit der Temperatur ändern. In den Anordnungen nach den Fig. 2 und 3 (denen alle diese
Strukturen ähnlich sind) ist dieses Merkmal vorhanden, weil die kleine Differenz zwischen den Emitterspannungen
der Transistoren 24 und 25 proportional zu Δ Vn, ist.
Jeder Spannungsabfall an einem ohmschen Element 27
ist proportional dem Spannungsabfall J V11, am ohm
schon Element 34. weil durch beide Elemente im
wesentlichen gleicher Strom Hießt. Dn sich die
Proportionalität /wischen den Kollektorströmen der Transistoren 35 und 36 nicht mit der Temperatur ändert,
ist der Spannungsabfall am ohmschen Element 27, der von dem durch dieses Element fließenden Kollektorstrom
des Transistors 36 abhängt, proportional dem Spannungsabfall AVn1. Im Stromverstärker 20" nach
F i g. 3 ist der dem Wert Δ Vm proportionale Spannungsabfall
am ohmschen Element 27 die linear zur Temperatur T proportionale Spannungsdifferenz, von
der man weiß, daß sie zwischen den Emitter-Basis-Spannungen .ier Transistoren 24 und 25 erforderlich ist, um
die Kollektorströme dieser Transistoren im konstanten Verhältnis zu halten. Im Stromverstärker 20' nach
Fig. 2 sind die beiden Spannungsabfälle an den ohmschen Elementen 27 und 28 jeweils proportional zu
Δ V,ii, so daß auch ihre Differenz proportional zu Δ Vm
ist. Diese Differenz ist gleich der Differenz zwischen den Emitter-Basis-Spannungen der Transistoren 24 und 25
die dann der Temperatur Γ derart linear proportional sein muß. daß das Verhältnis zwischen den Kollektorströmen
der Transistoren 24 und 25 temperaturunabhängig wird.
Die modifizierten Stromspiegelstrukturen können auch den Stromspiegelverstärker in Stromregelschaltungen
des in der US-Patentschrift 36 29 691 beschriebenen Typs ersetzen, allerdings mit weniger günstigen
Ergebnissen. Dies kommt daher, weil in den Schaltungen nach den F i g. 2 und 3 die Tendenz zum höheren
Verstärkungsfaktor des Stromverstärkers 20' oder 20" dazu neigt, den Wert A Vm schneller zu erhöhen und den
Sirornversiärkürigsfaktor des Stromverstärkers 30
schneller herabzusetzen, wodurch die Stromstabilisierung besser wird. Bei den Schaltungen des in der
vorstehend genannten US-Patentschrift beschriebenen Typs liegt jedoch das im Sinne einer Gegenkopplung
auf die Verstärkung wirkende Element im Ausgangskreis des Stromverstärkers, wobei es die
Stromverstärkung mit wachsendem Strompegel vermindert. Die im anderen Stromverstärker erfolgende
Erhöhung des Verstärkungsfaktors mit steigendem Strompegel neigt dazu, die Schleifenverstärkung weniger
schnell zu vermindern und beeinträchtigt somit die Stabilisierung der Schleifenströme in oder nahe dem
Gleichgewichtszustand.
Die F i g. 4 veranschaulicht, wie leicht die Siromregelschaltung
(10) dazu ausgelegt werden kann, verschiedene Transistoren 41, 42, 43 und 44 so vorzuspannen, daß
sie von einer Versorgungsquelle über die Verbraucher 46, 47, 48 und 49, deren jeder einen Gleichstromweg
darstellt, konstante Kollektorströme ziehen. Die effektiven Flächen der Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren
41, 42, 43 und 44 sind (in dieser Reihenfolge) m-, n-, p- und q-ma\ so groß wie die effektive Basis-Emitter-Übergangsfläche
des Transistors 35. Der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 43 liegt demjenigen des
Transistors 35 parallel, so daß sein Kollektorstrom nach Gleichung (I)p-mal so groß wieder Kollektorstrom des
Transistors 35 ist. d. h. im wesentlichen p/ oder pCI;/(C+\) beträgt. Der Transistor 42 hat einen
n/Hu-ma\ so hohen Kollektorstrom wie der Transistor
36, da die Basis-Emitter-Übergänge dieser Transistoren einander parallel geschaltet sind und die effektiven
Flächen dieser Übergänge im angegebenen Verhältnis zueinander stehen.
Somit führt der Transistor 42 einen Kollektorstrom n/,/GH„odernh/(G+\)H».
Der Transistor 41 führt einen kleineren Koilekiorstrom
als die Transistoren 36 und 42. und /war in einem
durch den Spannungsabfall am ohmschen Element 341 bestimmten Maß. Der Transistor 44 führt einen höheren
jo Kollektorstrom als die Transistoren 35 und 36. und zwar
in einem durch die Summe der Spannungsabfälle an den ohmschen Elementen 34 und 342 bestimmten Maß.
Diese Maße lassen sich berechnen, indem man zunächst dieselbe Methode wie bei der Berechnung des
Verhältnisses zwischen den Emitterströmen der Transistoren 35 und 36 verwendet, um das Verhältnis zwischen
dem Emitterstrom // 41 des Transistors 41 und // jbOder
zwischen dem Emitterstrom // 44 des Transistors 44 und
// j) zu ermitteln und dann /; 41 mit <\»\ oder // 44 mit *«
multipliziert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Einfügung der ohmschen Elemente 341 und 342 den
Betrieb der Stromregelschaltung 10' an sich nicht beeinträchtigt, solange der Widerstandswert des Widerstands
341 nicht so groß gewählt ist, daß er zur Sättigung des Transistors 35 führt.
Die vorstehend beschriebenen Stromregelschaltungen können als zweipolige Stromregler betrieben
werden, wie es in den F i g. 1, 2 und 3 gezeigt ist. Jedem
von ihnen kann jedoch auch ein Hilfslransistor zugeordnet werden, der seine Basis-Emitter-Vorspannung
dadurch erhält, daß er mit dem Basis-Emitter-Übergang eines der im Stromregler enthaltenden
Transistoren, wie /.. B. der Transistoren 24,25,34 und 35
parallel geschaltet ist. Ein Transistor innerhalb jeder der Stromregelschaltungen kann als Signalverstärker betrieben
werden, wobei die Stromregelung dazu dient, die Ruhestrom- bzw. Ruhespannungsbedingungen festzulegen.
Auch sind dem auf dem Gebiet der integrierten Schaltungen bewanderten Elektronikfachmann eine
Vielzahl anderer Ausführungsformen der Erfindung möglich, die mit den beigefügten Patentansprüchen
ebenfalls umfaßt werden sollen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnuncen
Claims (5)
1. Stromregelschaltung mit einer ersten und einer zweiten Klemme zum Anschluß an eine Schaltung,
deren Strom geregelt werden soll, mit einem ersten Stromverstärker, der eine mit der zweiten Klemme
verbundene gemeinsame Klemme hat, und einem zweiten Stromverstärker, der eine mit der ersten
Klemme verbundene gemeinsame Klemme hat, wobei Eingangs- bzw. Ausgangsklemmen des ersten
Stromverstärkers mit einer Ausgangsklemme bzw. einer Eingangsklemme des zweiten Stromverstärkers
unter Bildung einer Mitkopplungsschleife verbunden sind, der erste Stromverstärker zwischen
seiner Eingangs- und seiner Ausgangsklemme eine negative Stromverstärkung hat, deren Betrag H bei
Zunahmt seines Eingangsstroms zur Stabilisierung der Schleifenverstärkung bei 1 abnimmt und der
zweite Stromverstärker zwischen seiner Eingangs- und seiner Ausgangsklemme eine negative Stromverstärkung
mit einem Betrag C hat, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Stromverstärker
(30) ein Verstärker an sich bekannter Art mit exponentiell abnehmender St rom verstärkung ist
und zwei Transistoren (35, 36) gleichen Leitungstyps enthält, von denen der erste Transistor (35) mit
seiner Basis- und seiner Emitterelektrode an die Eingangsklemme (32) bzw. an die gemeinsame Klemme
(31) des ersten Verstärkers (30) angeschlossen ist, während die Kollektor- und Emitterelektrode des
zweiten Transistors (36) an die Ausgangsklemme (33) bzw. an die gemeinsame Klemme (31) des ersten
Verstärkers angeschlossen sind, und daß zwischen die Eingangsklemme (32) des ersten Verstärkers
(30) und den Kollektor des ersten Transistors (35) ein ohmsches Element (34, 341) geschaltet ist, das
mit einem von der Eingangsklcmme (32) abgewandten Anschlußpunkt mit der Basis des zweiten Transistors
(36) verbunden ist.
2. Stromregelschaltung nui h Anspruch 1. dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Stromverstärker (20; 20'; 20") ein Verstärker mit konstantem C ist.
3. Stromregelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromvcrstärker
(20'; 20") einen dritten und einen vierten Transistor (24,25) enthält, die gegenüber dem ersten
und zweiten Transistor (35, 36) von entgegengesetztem Leitungstyp sind und deren Basen an gleiches
Potential angeschlossen sind, daß der Kollektor des dritten Transistors (24) mit der Eingangsklemme
(22') des zweiten Stromverstärkers und über eine Gleichstromgegenkopplung (26) mit der Basis des
vierten Transistors (25) verbunden ist, daß der Kollektor des vierten Transistors mit der Ausgangsklemme
(23') des zweiten Stromverstärkers verbunden ist, daß zwischen dem Emitter des dritten
Transistors (24) und der gemeinsamen Klemme (21') des zweiten Stromverstärkers ein zweites ohmsches
Element (27) angeordnet ist, und daß zwischen dem Emitter des vierten Transistors (25) und der
gemeinsamen Klemme (21') des zweiten Stromverstärkers eine Gleichstromverbindung vorgesehen
ist.
4. Stromregelschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromverbindung
zwischen dem Emitter des vierten Transistors (25) und der gemeinsamen Klemme (2Γ) des zweiten
Stromverstärkers (20', 20") aus einem dritten ohmsrhen Element (28) besteht und daß das /weite
ohmsche Element (27) einen Widerstandsweri hat, der mehr als C-mal so groß wie der Widerstandswert
des dritten ohmsciien Elementes (28) ist.
5. Stromregelschaliung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußpunkt am ersten ohmschen Element (34,
341) mit der Basis eines weiteren Transistors (41,42,
43) verbunden ist, dessen Emitter mit de- gemeinsamen Klemme (31) des ersten Stromverstärkers (30)
verbunden ist, und dem weiteren Transistor (41, 42, 43) eine derartige Basis-Emitter-Spannung gibt, daß
sein Kollektorstrom proportional dem zwischen der ersten Klemme (12; 12'; 12") und der zweiten
Klemme (11; 1Γ; 11") fließenden Strom ist.
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