DE2635574C3 - Stromspiegelschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromspiegelschaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist

Sogenannte Stromspiegelschaltungen sind allgemein bekannt und beispielsweise in der Zeitschrift »Funk-Technik« 1973, Nr. 9 auf den Seiten 313,314 oder in der US-PS 38 63 169 ( = DE-OS 25 01 407) beschrieben. Sie finden breite Verwendung in Fällen, wo es auf ein genau festgelegtes Verhältnis zwischen einem Eingangsstrom und einem oder mehreren Ausgangsströmen ankommt.

In einem Operationsverstärker oder auch in Vergleichsschaltungen beispielsweise werden Stromspiegelschaltungen typischerweise dazu verwendet, die verschiedenen Stufen mit Vorstrom zu versorgen und andere Funktionen wahrzunehmen, wie etwa eine Pegelver-Schiebung oder eine Umsetzung von Differentialeingang auf unsymmetrischen Ausgang (Eintaktausgang) in der Eingangsstufe oder in einer Zwischenstufe oder in der Ausgangsstufe.

Übliche Stromspiegelschaltungen enthalten gleichen stromgekoppelte Transistoren mit einer Gegenkopplung, welche den Ausgangsstrom in einem festen direkten Verhältnis zum Eingangsstrom hält. Wenn man eine Stromspiegelschaltung als Gleichstromquelle zur Vorstromversorgung verwendet, dann sind die Wechselstromeigenschaften der Stromspiegelschaltung (wie etwa Bandbreite, Ansprechzeit und dgl.) nicht von besonderer Bedeutung. Anders ist es jedoch, wenn die Stromspiegelschaltung zusätzlich auf sich zeitlich ändernde Komponenten in einem Eingangssignal ansprechen muß; in diesen Fällen können die Wechselstromeigenschaften beträchtliche Einschränkungen bringen.

Der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Wechselstromverhalten von Stromspiegelschaltungen zu verbessern.

Diese Verbesserung wird durch die Einfügung der Rückführung erreicht, welche für den Eingangstransistor als Mitkopplung wirkt. Da ein solcher Rückführungszweig aber gleichzeitig für den Ausgangstransistor als Gegenkopplung wirkt, wird diese unerwünschte Gegenkopplung durch die Dämpfungsimpedanz abgeschwächt, so daß die Mitkopplungswirkung im Endeffekt überwiegt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in

b5 den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Beispielsweise eignet sich die erfindungsgemäße Stromspiegelschaltung besonders gut als aktive Last für eine Stromspalterschaltung, wie sie als Vergleichsschal-

tung üblich ist Solche Stromspalterschaltungen haben zwei emitterseitig zusammengeschaltete und an eine Konstantstromquelle angeschlossene Transistoren. Man weiß, daß sich das Wechselstromverhalten einer solchen Schaltung erhöhen läßt, wenn mar. über einen Spannungsteiler eine Mitkopplung vom Ausgang zum nichtinvertierenden Eingang führt Diese Maßnahme zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit setzt die Eingangsimpedanz am nichtinvertierenden Eingang herab und bewirkt eine Hysterese, die unerwünscht sein kann. Wenn man für die Rückkopplung zur Vermeidung der Hysterese eine Wechselstromkopplung nimmt dann wird die Eingangsimpedanz dennoch wegen der Rückkopplung des Ausgangssignals auf den nichtinvertierenden Eingang nachteilig beeinflußt was zu unangenehmen Komplikationen in der den Vergleicher enthaltenden Gesamtschaltung führen kann. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird Jagegen die Eingangsimpedanz einer solchen Vergleichsschaltung nicht beeinflußt und e'; treten auch keine Hysterseerscheinungen auf.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.

F i g. 1 ist das Schaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stromspiegelschaltung in Anwendung bei einer Vergleichsschaltung;

F i g. 2 zeigt in einem Schaltbild eine Abwandlung der Stromspiegelschaltung gemäß F i g. 1.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung erhält eine Stromquelle 10 eine Betriebsspannung + V von der Klemme 12 und liefert einen Strom /o zur Eingangsklemme 14 eines Stromspalters 16. Die Strorraiielle 10 kann aus einem zwischen die Klemmen 12 l d 14 geschalteten Widerstand betehen, vorzugsweise ist sie jedoch als Konstantstromquelle ausgebildet. Solche Quellen sind allgemein bekannt und enthalten Stromspiegelverstärker, die durch einen konstanten Eingangsstrom vorgespannt sind, um einen konstanten Ausgangsstrom in festem Verhältnis zum Eingangsstrom zu erzeugen.

Der Stromspalter 16 teilt oder »spaltet« den Eingangsstrom /o auf zwei Ausgangsklemmen 22 und 24 auf, und zwar entsprechend dem Verhältnis der Beträge zweier Eingangssignale S\ und S2, die den Eingangsklemmen 18 und 20 zugeführt werden. Wenn die Signale Si und S2 denselben Spannungswert haben, dann sind die Ausgangsströnse /1 und h (an den Klemmen 24 und 22) einander gleich, das heißt jeder Ausgangsstrom beträgt /0/2. Wenn sich die Eingangssignale unterscheiden, dann sind die Ausgangsströme ungleich. Zum Zwecke der Erläuterung sei im folgenden angenommen, daß der Strom /1 ansteigt und der Strom /2 absinkt, wenn das Signal S\ (bezüglich des Massenpotentials bei 36) positiver wird als das Signal 52, und daß die Stromänderungen umgekehrt sind, wenn das Signal S2 positiver wird als das Signal Si.

Der Stromspalter 16 kann durch bekannte Schaltungsmethoden realisiert werden. Er kann beispielsweise zwei Feldeffekttransistoren enthalten, deren Souceelektroden gemeinsam an die Klemme 14 angeschlossen sind und deren Drainelektroden getrennt mit den Ausgangsklemmen 22 und 24 verbunden sind und deren Gateelektroden getrennt an die Eingangsklemmen 18 und 20 angeschlossen sind. Der Stromspalter kann jedoch auch aus zwei entsprechend angeschlossenen Bipolartransistoren bestehen.

Die Ausgangsklemmen 22 des Stromschalters 16 ist mit der Eingangsklemme 32 eines Siromspiegelverstärkers 30 verbunden, dessen gemeinsame Klemme 34 an Masse 36 angeschlossen ist Die Ausgangsklemme 38 des Stromspiegelverstärkers 30 ist über einen Knotenpunkt A mit der Ausgangsklemme 24 des Stromspalters und mit der Eingangsklemme 40 eines Ausgangsverstärkers 42 verbunden. Der Stromspiegelverstärker 30 besteht aus zwei n-Kanal-Feldeffekttransistoren 50 und 52, die mit ihren Drainelektroden an die Klemme 32 bzw. die Klemme 38 und mit ihren Sourceelektroden und Substratanschlüssen an die gemeinsame Klemme 34 angeschlossen sind. Die Gateelektrode des Transistors 50 ist über einen widerstand R\ an die Klemme 32 und über einen Kondensator Q an die Klemme 38 angeschlossen. Die Gateelektrode des Transistors 52 ist mit der Drainelektrode des Transistors 50 verbunden.

Allgemein ausgedrückt dient der Stromspiegelverstärker 30 als aktive Last für den Stromspalter 16, welche die differentiellen oder Gegentakt-Ausgangsströme h und /2 in ein Eintaktsignal umwandelt, indem vom Knotenpunkt A ein Strom /> im Verhältnis zum Strom /2 abgezweigt wird. Für den Fall eines Stromspiegelverhältnisses von 1 bedeutet dies, daß die Spannung am Knotenpunkt A relativ hoch ist wenn der Strom /1 den Strom I2 übersteigt, und daß im umgekehrten Fall die besagte Spannung relativ niedrig ist. Wenn das Stromspiegelverhältnis (Uh) immer gleich 1 wäre, dann gäbe es keinen Unterschied zwischen der statischen und der dynamischen Betriebsart der Schaltung. Das heißt, in beiden Betriebsarten wäre die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung am Knotenpunkt A durch die Änderungsgeschwindigkeit der Ströme /1 und h begrenzt. Diese Begrenzung wird in dem Vergleicher nach F i g. 1 vermieden durch die Mitkopplung im Stromspiegelverstärker 30, die von der Änderungsgeschwindigkeit des Stromspiegel-Ausgangsstroms (h) abgeleitet wird und in einer solchen Weise angelegt wird, daß das Stromspiegelverhältnis hinsichtlich der sich zeitlich ändernden Komponenten des Ausgangsstroms effektiv höher wird.

Anders ausgedrückt: Das Spiegelverhältnis des Stromspiegelverstärkers 30 hat für Gleichstromkomponenten des Ausgangsstroms einen festen Wert, es ändert sich jedoch als Funktion der Wechselstromkomponenten des Ausgangsstroms. Diese Änderung erfolg' in einem solchen Sinne, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangsstroms erhöht wird. Dies führt zu einer wesentlich höheren Arbeitsgeschwindigkeit des Vergleichers, ohne daß die bei äußeren Rückkopplungsschaltungen zu erwartenden oben erwähnten Nachteile eintreten. Wie nachstehend noch ausführlicher erläutert werden wird, läßt sich außerdem durch geeignete Wahl bestimmter Parameter des Stromspiegelverstärkers 30 und des Ausgangsknotens A ein voll kompensiertes Ansprechen auf Sprungfunktionen erreichen (d. h. eine Sprungantwort mit minimalem Überschwingen oder Unterschwung).

Die Arbeitsweise des Vergleichers nach F i g. 1 läßt sich am leichtesten verstehen, wenn man zunächst die Arbeitsweise des Stromspiegelverstärkers 30 allein betrachtet. Man erkennt, daß der Stromspiegelverstärker 30, wenn er unabhängig betrieben wird, unter statischen Signalbedingungen ein Spiegelverhältnis von 1 und unter dynamischen Signalbedingungen ein Spiegelverhältnis größer als 1 hat. (Ein drittes Spiegelverhältnis kleiner als 1 erhält man unter einer speziellen statischen Bedingung beim Betrieb des

gesamten Vergleichers infolge einer Wechselwirkung zwischen dem Stromspiegelverstärker 30, dem Stromspalter 16 und dem Verstärker 42.)

Es sei also angenommen, daß die Klemme 38 vom Knotenpunkt A abgetrennt und über geeignete Mittel (etwa einen nicht dargestellten Widerstand) mit der Klemme 12 gekoppelt ist. Der zu der Eingangskiemine 32 fließende Strom sei mit /2 bezeichnet, und der zur Ausgangsklemme 38 fließende Strom sei mit /3 bezeichnet, das Spiegelverhältnis sei wie oben definiert als 1-jlh. Unter diesen Voraussetzungen bewirkt der Eingangsstrom/2, daß die Gatespannung des Transistors 50 einen ausreichend hohen Wert annimmt, um den Transistor 50 so vorzuspannen, daß er den Eingangsstrom über seine Drain-Source-Strecke nach Masse leitet. Unter statischen Signalbedingungen fließt kein Strom durch den Widerstand R\ oder den Kondensator Ci, so daß die Gateelektroden der Transistoren 50 und 52 gleiche Vorspannung haben. Daher wird der Ausgangsstrom /3 über die Drain-Source-Strecke des Transistors 52 nach Masse geleitet, und zwar entsprechend dem Verhältnis der Transkonduktanzen (Steilheiten) gtn (52)/gm (50) der Transistoren 52 und 50.

Der über den Transistor 52 nach Masse fließende Strom /3 bewirkt an der Drainelektrode des Transistors 52 eine Spannung, die sich ändert, wenn sich /3 ändert. Unter dynamischen Signalbedingungen wird diese Spannungsänderung über den Kondensator Ci direkt auf die Gateelektrode des Transistors 50 gekoppelt und von dort über den Widerstand R\ zur Gateelektrode des Transistors 52. Diese Kombination aus Widerstand und Kondensator stellt also sicher, daß ein größerer Teil der Rückkopplung auf die Gateelektrode des Transistors 50 gegeben wird, wo sie im Sinne einer Mitkopplung wirkt, als auf die Gateelektrode des Transistors 52, wo sie im Sinne einer Gegenkopplung wirkt

Im einzelnen sei nun angenommen, daß der Strom /2, ausgehend von einem Ruhewert, ansteigt Hierdurch erhöht sich die Vorspannung an der Gateelektrode des Transistors 52, so daß der Strom /3 zunimmt und die Drainspannung des Transistors 52 abnimmt Diese Spannungsabnahme, die über den Kondensator G auf die Gateelektrode des Transistors 52 Einfluß nimmt führt zur Erhöhung des Drain-Source-Widerstands dieses Transistors, wodurch die Gatespannung des Transistors 52 infolge des durch diesen Widerstand fließenden Stroms k weiter ansteigt Diese Rückkopplungswirkung ist also regenerativ, d. h. »mitkoppelnd«, sie klingt jedoch mit der Aufladung des Kondensators G in exponentieller Weise ab. Eine ähnliche Mitkopplung erfolgt bei einer Änderung der Ströme /2 und /3 im entgegengesetzten Sinne. Infoige des exponentieiien Abklingens der Rückkopplungsspannung besteht keine Möglichkeit, daß der Stromspiegelverstärker in einen ungewollten »fest eingeklinkten« Zustand kippt, auch wenn die Rückkopplung regenerativ ist

Es hat sich gezeigt, daß im Stromspiegelverstärker 30 (wenn dieser immer noch allein für sich betrachtet wird) das Verhältnis der Schaltungsparameter optimal ist für Fälle, wo man wünscht, daß die Ausgangsspannimg (nicht der Strom) an der Klemme 38 eine am Eingang zugeführte Spnmgfunktion getreu mit minimalem Oberschwingen oder Unterschwung wiedergibt Es sei daran erinnert, daß der Aasgangsstrom /3 durch den Mitkopplungseffekt vorübergehend angehoben wird, d. h. kurzzeitig übertönt wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß das Stromspiegelverhältnis für stationäre Signale konstant ist aber während der Zeiten von Signalübergängen ansteigt. Falls der Ausgangsknotenpunkt (Klemme 38 im Falle des isoliert betrachteten Stromspiegelverstärkers 30, Knotenpunkt A im Vergleicher) rein ohmisch wäre, würde dieses Verhalten des Spiegelverhältnisses zu einer Überbetonung oder Spitze in der Ausgangsspannung, d. h., es würde ein Überschwingen auftreten. Wenn andererseits der Ausgangsknoten sowohl kapazitive als auch ohmsche Eigenschaft hätte, dann würde man je nach Zufall ein Überschwingen, einen Unterschwung oder eine perfekte Kompensation erhalten. Wenn man eine Kompensation bei Sprungfunktionen nicht nur rein zufällig erhalten will, dann müssen die Parameter des Stromspiegelverstärkers 30 so gewählt werden, daß die folgende Gleichung in sehr guter Annäherung erfüllt wird:

Ί =

+ gm₂R₂ '

wobei

t\ die R\ G-Zeitkonstante ist,

h eine Zeitkonstante R₂C₂ für den Ausgangsknoten ist,

R₂ der Gesamtausgangswiderstand für den Ausgangsknoten ist,

C₂ die Gesamtausgangskapazität für den Ausgangsknoten ist,

gm₂ die Transkonduktanz (Steilheit) des Transistors 52 ist.

Es sei nun die Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten gesamten Vergleicherschaltung erläutert Zunächst sei der statische Betrieb betrachtet Wenn das Signal S\ positiver ist als das Signal S₂, dann ist der Strom I\ größer als der Strom /2. Wie weiter oben beschrieben, bewirkt der durch den Hauptstromweg des Transistors 50 nach Masse 36 fließende Strom I₂ am Transistor 52 eine Gatespannung, die diesen Transistor so vorspannt, daß er einen gleich großen Strom /3 nach Masse leitet Der Verstärker 42 kann entweder eine niedrige oder eine hohe Eingangsimpedanz haben. Im ersteren Fall wird die Spannung am Knotenpunkt A leicht ansteigen, und der überschüssige Strom (I\ — h) wird in die Eingangsklemme 40 fließen und den Verstärker veranlassen, ein positives Ausgangssignal zu erzeugen. Im letzteren Fall, d. h. bei hoher Eingangsimpedanz des Verstärkers 42, wird dieser Verstärker ebenfalls ein positives Ausgangssignal abgeben, jedoch wird die Spannung am Knotenpunkt A ansteigen, bis sie durch die verfügbaren Betriebspotentiale begrenzt wird (gemäß dem Kirchhoffschen Stromgesetz). Im praktischen Fall, wenn der Stronsspalter 16 mittels der weiter oben beschriebenen Methoden realisiert wird, ist die maximale Spannung am Knotenpunkt A für den stationären Zustand ungefähr gleich dem Spannungswert des Signals S₂.

Wenn, nach wie vor den statischen Betrieb der Schaltung betrachtend, das signal S₂ positiver ist als das Signal Su dann ist der Strom /₂ größer als der Strom /1. Der Stromspiegelverstärker 30 zieht vom Knotenpunkt A einen Strom /3, der gleich I2 ist Im Falle einer relativ niedrigen Eingangsimpedanz des Verstärkers 42 fließt der Differenzstrom (7₃—/_t) von der Klemme 40 zum Knotenpunkt A, und der Verstärker wird an der Klemme 44 eine niedrige Ausgangsspanntmg liefern. Wenn andererseits die Eingangsimpedanz des Verstärkers 42 relativ hoch ist (was z. B. dann der Fall ist, wenn der Verstärker 42 eine Eingangsstufe mit Feldeffekt-

transistor enthält), dann wird der Verstärker ebenfalls eine niedrige Ausgangsspannung liefern, jedoch wird die Spannung am Knotenpunkt A bis annähernd auf den Wert des Massepotentials absinken. Da der Strom /3 unter stationären Bedingungen gleich dem Strom I\ sein muß, falls der Verstärker 42 vom Typ mit hoher Eingangsimpedanz ist, muß das Spiegelverhältnis h/h für den stationären Zustand in diesem Fall (d. h. bei

5₂ > Si) einen Wert annehmen, der kleiner als 1 ist. Dies gilt, weil der Transistor 52 für Strom »ausgehungert« ist, d. h, obwohl der Transistor 50 bereit ist, einen Strom gleich h zu leiten, wird unter diesen Bedingungen ein Strom kleiner als h zum Knotenpunkt A geliefert (U ist kleiner als /2, und der die hohe Eingangsimpedanz aufweisende Verstärker 42 liefert wenig oder praktisch keinen Strom zum Knotenpunkt A).

Unter dynamischen Betriebsbedingungen dienen die Rückkopplungselemente R\ und Ci wie oben beschrieben dazu, die Änderungsgeschwindigkeit des Stroms /3 zu erhöhen und dadurch die Arbeitsgeschwindigkeit des Vergleichers zu verbessern. Man erreicht diesen Vorteil, ohne auf externe auf externe Rückkopplungswege mit denen ihnen anhaftenden weiter oben beschriebenen Nachteilen zurückgreifen zu müssen. Bei der Konstruktion der Schaltung kann die oben angegebene Gleichung (1) herangezogen werden, um die Werte der Schaltungskomponenten so festzulegen, daß ein voll kompensierter Vergleicher erhalten wird, d. h. daß eine ideale Sprungantwort erzjelt wird. Die Werte A₂ und C₂ stellen wie erwähnt den Äquivalentwiderstand und die Äquivalentkapazität für den Ausgangsknoten (Knotenpunkt A) dar, während gm die Transkonduktanz des Transistors 52 ist Zur Erfüllung der Gleichung kann auf zweierlei Weise vorgegangen werden. Man kann beispielsweise die Werte für Ri, Ci und gm₂ veranschlagen, indem man von theoretischen Transistormodellen und veröffentlichten Spezifikationen ausgeht Die Berechnung von A₂ und C₂ ist jedoch etwas mühsam. Glücklicherweise können diese Parameter (sowie auch gnh) mit bekannten Labormethoden ziemlich einfach gemessen werden. Für die Messung dieser Werte ist es natürlich notwendig, den Widerstand R\ durch eine vernachlässigbare Impedanz zu ersetzen und den Kondensator C\ aus der Schaltung zu entfernen. Passende Werte für diese Komponenten können dann mit Hilfe der Gleichung (1) ausgerechnet werden. Wenn eine sehr genaue Kompensation gewünscht wird, setzt man für R\ oder C\ oder für beide Elemente besser veränderliche als feste Komponenten ein.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der in F i g. 1 dargestellte Stromspiegelverstärker durch den Stromspiegeivcrsiärkcf nach Fig.2 ersetzt Hier sind die Feldeffekttransistoren 50 und 52 der in F i g. 1 gezeigten Schaltung durch Bipolartransistoren 51 und

53 ersetzt Außerdem sind anstelle des Widerstandes R\ zwei Widerstände R\ zwei Widerstände R₃ und Ra vorgesehen. Die Emitter der Transistoren 51 und 53 sind beide mit der Klemme 34 verbunden, und die Kollektoren dieser Transistoren sind an die Klemme 32 bzw. an die Klemme 38 angeschlossen. Die Klemme 32 ist über den Widerstand R3 mit der Basis des Transistors 51 und über den Widerstand A4 mit der Basis des Transistors 53 verbunden. Der Kondensator Q ist zwischen die Klemme 38 und die Basis des Transistors 51 geschaltet.

Die Arbeitsweise des derart modifizierten Stromspiegelverstärkers 30 gleicht in vieler Hinsicht derjenigen des zuvor beschriebenen Stromspiegelverstärkers. Der Kondensator d beispielsweise koppelt ein regenerie rendes Mitkopplungssignal auf die Basis des Transistors 51, wenn sich der Kollektorstrom des Transistors 53 ändert. Die Widerstände Λ3 und Ra erfüllen dieselbe Funktion wie der Widerstand R\, d. h, sie trennen das Rückkopplungssignal gegenüber der Basis des Transi stors 52, wo es andernfalls eine gegenkoppelnde Wirkung haben würde. Statt eines Widerstandes werden hier zwei Widerstände verwendet, weil hier anders als im vorstehend beschriebenen Beispiel im Ruhezustand ein Strom fließt und eine entsprechende Spannung an den Widerständen abfällt. Anders ausgedrückt sind es hier die Widerstände R3 und Ra, die dafür sorgen, daß im Ruhezustand im wesentlichen gleich große Basisvorströme an die Steuerelektroden der Transistoren 51 und 53 geliefert werden. Das heißt jedoch nicht, daß die Widerstände R₃ und Ra tatsächlich gleiche Werte haben müssen, denn die h/p- Parameter (d. h. die in Hybridparameterform ausgedrückten statischen Werte der Eingangswiderstände in Emitterschaltung) der Transistoren 51 und 53 können sich

jo unterscheiden. Wenn die Transistoren 51 und 53 im wesentlichen gleich ausgebildet sind, dann haben die Widerstände R3 und A4 vorzugsweise gleichen Nennwert, wenn sich jedoch die Charakteristika der Transistoren 51 und 53 wesentlich voneinander unterscheiden, dann sollten die Widerstände Ri und Ra passend ausgewählt werden, um das gewünschte

Spiegelverhältnis (z. B. gleich 1 in vorliegendem Beispiel) unter Ruhebedingungen zu erhalten. Obwohl der erfindungsgemäße Stromspiegelverstär-

ker speziell in Verbindung mit einem Vergleicher beschrieben und dargestellt wurde, kann er genausogut in anderen Fällen eingesetzt werden, z. B. in Verbindung mit einer analogen oder digitalen Pegelverschiebung oder in allen Fällen, wo ein verbessertes Ansprechver hältnis auf sich zeitlich ändernde Signale gewünscht ist τ Bei der Konstruktion von Schaltungen gemäß dem Beispiel nach Fig. 1 hat sich gezeigt, daß man in der Praxis mit sehr kleinen Widerständen und Kapazitäten auskommt, um eine wesentliche Verbesserung der

so Leistungsfähigkeit zu bewirken. Die Werte liegen beispielsweise in der Größenordnung von wenigen Picofarad und wenigen tausend Ohm. Solche Werte lassen sich auf einfache Weise unter Anwendung bekannter Verfahren direkt in einer integrierten Schaltimg realisieren. Die Vorteile der Erfindung können daher in einer integrierten Schaltung ohne die Notwendigkeit extern (d.h. von außerhalb des Schaltungsplättchens) angeschlossener Komponenten erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Stromspiegelschaltung mit zwei Transistoren, die je mit einer ersten ihrer Hauptstromstreckenelektroden an eine Eingangsklemme bzw. eine Ausgangsklemme der Schaltung gekoppelt und mit ihrer zweiten Hauptstromstreckenelektrode an eine gemeinsame Klemme gekoppelt sind, die ferner mit ihren Steuerelektroden über eine galvanische Verbindung zusammengeschaltet sind und deren erster weiterhin eine galvanische Verbindung zwischen seiner ersten Elektrode und seiner Steuerelektrode aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die erste Elektrode des zweiten Transistors (52,53) und die Steuerelektrode des ersten Tansistors (50; 51) ein für den ersten Transistor mitkoppelnder Rückführungszweig (Q) geschaltet ist und daß die galvanische Verbindung zwischen den Steuerelektroden eine Impedanz (R\; Ry, R₄) enthält, welche die infolge des Rückführungszweiges an der Steuerelektrode des zweiten Transistors auftretende Gegenkopplungswirkung gegenüber der an der Steuerelektrode des ersten Transistors auftretenden Mitkopplungswirkung dämpft.

2. Stromspiegelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungszweig eine Anordnung (Kondensator Q) enthält, welche das Rückkopplungssignal in Abhägigkeit von der zeitlichen Ableitung des den zweiten Transistor (52, 53) durchfließenden Ausgangsstroms liefert

3. Stromspiegelverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungszweig einen Kondensator (Q) enthält.

4. Stromspiegelverstärker nach Anspruch 1,2 oder 3, bei dem die beiden Transistoren Feldeffekttransistoren sind, deren Drainelektrode die erste Elektrode, deren Sourceelektrode die zweite Elektrode und deren Gateelektrode die Steuerelektrode darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Verbindung der Drainelektrode des ersten Transistors (50) mit der Gateelektrode des zweiten Transistors (52) über einen vernachlässigbar kleinen Widerstand führt und daß zwischen die Gateelektroden der Feldeffekttransistoren (50, 52) ein die Impedanz bildender, in der galvanischen Verbindung zwischen Drain- und Gateelektrode des ersten Transistors (50) liegender Widerstand (R\) geschaltet ist.

5. Stromspiegelverstärker nach Anspruch 1,2 oder 3, bei dem die beiden Transistoren Bipolartransistoren sind, deren Kollektor die erste Elektrode, deren Emitter die zweite Elektrode und deren Basis die Steuerelektrode darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Verbindung zwischen den Basen der beiden Transistoren (51, 53) zwei hintereinandergeschaltete Widerstände (R₃, A₁) enthält, an deren Verbindungspunkt der Kollektor des ersten Transistors (51) über einen Weg vernachlässigbaren Widerstandes angeschlossen ist und deren einer (R₃) in der galvanischen Verbindung zwischen Kollektor und Basis des ersten Transistors (51) liegt, während der andere (R*) in der galvanischen Verbindung zwischen Kollektor des ersten und Basis des zweiten Transistors (51 bzw. 52) liegt.

6. Stromspiegelverstärker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elektroden der Transistoren mit jeweils zugeordneten Ausgahgsstromwegen (22, 24) einer

Stromspalterschaltung (16) verbunden sind, die einen aus einer Stromquelle (10) gelieferten Strom (Jo) zwischen ihren beiden Ausgangsstromwegen in einem durch das Verhältnis der Beträge zweier der Stromspalterschaltung (16) zugeführter Signale (Su S₂) bestimmten Verhältnis (I₂I1₁) aufteilt

7. Stromspiegelschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Elektrode des zweiten Transistors (52, 53) ein Ausgangsverstärker (42) relativ hoher effektiver Eingangsimpedanz gekoppelt ist

8. Stromspiegelschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß mit der ersten Elektrode des zweiten Transistors (52, 53) ein Ausgangsverstärker (42) relativ niedriger effektiver Eingansimpedanz gekoppelt ist