DE2705604C3 - NF-Leistungsverstärker - Google Patents
NF-LeistungsverstärkerInfo
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- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03F3/30—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
- H03F3/3069—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output
- H03F3/3076—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output with symmetrical driving of the end stage
Description
Die Erfindung betrifft einen NF-Lejstungsverstärker
zur Verstärkung von NF- oder Tonsignalen, un eine Last, wie z. B. einen Lautsprecher od. dgl., zu speisen.
ig Ein B-Gegentakt-Verstärker kann als NF-Leistungsverstärker
zum Verstärken eines NF-Signals verwendet werden, das auf einem Plattenspeicher bzw. einer
Schallplatte oder einem Magnetband aufgezeichnet ist. Da der B-Gegentakt-Verstärker einen höheren Wirkungsgrad
als ein A-Gegentakt-Verstärker aufweist, ist er als Hochleistungs- Verstärker geeignet Jedoch nimmt
selbst bei einem B-Gegentakt-Verstärker dessen Wirkungsgrad für niedrige Ausgangsleistung ab, obwohl der
Wirkungsgrad für hohe Ausgangsleistung relativ groß ist
Wenn z. B. ein Emitterfolger-NF-Leistungsverstärker
aus einem einzigen Transistor aufgebaut wird, kann der Wirkungsgrad η des Verstärkers ausgedrückt werden
durch:
Leistungsaufnahme durch Lastwiderstand Vcrsorgungsleistung von Stromquelle
.Ym.
ίο mit
Vcc = Stromquellen-Spannung, und
Vin = Spannung des Eingangssignals an der Basis des
Transistors.
H Daher nimmt der Wirkungsgrad η zu, wenn sich die
Spannung Κ,π des Eingangssignals der Stromquellen-Spannung
Kr nähert.
Ein NF-Leistungsverslärker zum Verstärken eines
NF-Signals muß jedoch so betrieben werden, daß die Spannung des Eingangssignals niemals die Spannung
der Stromquelle überschreitet. Wenn die Spannung des Eingangssignal·; die Spannung der Stromquelle überschreitet,
wird nämlich das Signal abgeschnitten, was einen Klirrfaktor hervorruft, der die Güte des
Vt wiedergegebenen Tones verschlechtert.
Während der mittlere Pegel eines auf Schallplatte oder Magnetband aufgezeichneten Musik-Signals relativ
niedrig ist, kann -ein hoher Signalpcgcl, wie z. B. der
Pegel für ein Schlaginstrument, manchmal darin enthalten sein. Um einen derart hohen Signalpegel
verzerrungsfrei zu verstärken, muß die mittlere Signalspannung auf einen Signalpcgel eingestellt werden,
der merklich niedriger als die Stromquellen-Spannung ist. Dies bedeutet, daß der B-Gegentakt-Verstärker
mit niedrigem Wirkungsgrad betrieben wird.
Um den Wirkungsgrad des Verstärkers für niedrige Ausgangsleistung zu vergrößern, ist bereits ein N F-Verstärker
vorgeschlagen worden, der zwei Stromquellen unterschiedlicher Spannungen aufweist, so daß abhän-
bo gig vom Pegel des Eingangssignals die Stromquellen
wahlweise einschaltbar sind (vgl. DE-OS 26 47 916).
Bei einem derartigen Verstärker ist der Kollektor eines ersten Transistors eines bestimmten Leitfähigkeitstyps
mit dem Emitter eines zweiten Transistors des
h5 gleichen Leitfähigkeitstyps verbunden, und eine erste
Gleichstromquelle liegt über eine Diode zwischen dem Übergang des Kollektors des ersten Transistors und
dem Emitter des zweiten Transistors und einer
Bezugspotentialquelle, Ein Eingangssignal liegt an den Basisanschlössen des ersten und des zweiten Transistors,
und eine Last ist zwischen dem Emitter des ersten Transistors und der Bezugspotenlialquelle vorgesehen.
Eine zweite Gleichstromquelle mit höherer Spannung als die erste Gleichstromquelle ist zwischen dem
Kollektor des zweiten Transistors und der Bezugspotentialquelle vorgesehen. Wenn so der Signalpegel des
Eingangssignals niedriger als der Spannungspegel der ersten Gleichstromquelle ist, wird der zweite Transistor
in Sperriehtung durch die erste Gleichstromquelle abgeschaltet, während der erste Transistors über die
erste Gleichstromquelle versorgt wird, und wenn der Signalpegel des Eingangssignals höher als der Spannungspegel
der ersten Gleichstromquelle ist, wird der zweite Transistor in Durchlaßrichtung durch die
Signalspannung eingeschaltet, während der erste Transistor durch die zweite Gleichstromquelle über den
zweiten Transistor versorgt wird. Wenn der Signalpegel
des Eingangssignals niedriger als der Spannungspegel der ersten Gleichstromquelle ist, wird die Piode in
Durchlaßrichtung durch die erste Gleichstromquelle eingeschaltet, und wenn der Signalpegel des Eingangssignals
höher als der Spannungspegel der ersten Gleichstromquelle ist, wird die Diode in Sperriehtung
durch die zweite Gleichstromquelle ausgeschaltet. Wenn der Signalpegel des Eingangssignals relativ
niedrig ist, wird der erste Transistor mit der niedrigeren Spannung von der ersten Gleichstromquelle versorgt,
so daß der Wirkungsgrad zunimmt, und wenn der Signalpegel des Eingangssignals relativ hoch ist, wird
der erste Transistor mit der höheren Spannung von der zweiten Gleichstromquelle versorgt, so daß das
Eingangssignal ohne Abschneiden verstärkt wird.
Da jedoch bei diesem Verstärker der zweite Transistor zwischen seinem leitenden und sperrenden
Zustand abhängig vom Signalpegel des Eingangssignals geschaltet wird, ist das Signal verzerrt, wenn der
Zustand des zweiten Transistors geschaltet wird. Insbesondere liegt im Schalten des zweiten Transistors
von dessen sperrendem in dessen leitenden Zustand eine Zeitverzögerung, und der erste Transistor sowie
die Last werden während dieser Verzögerungsdauer nicht versorgt, was zu der Verzerrung in dem sich
ergebenden Signal führt. Wenn weiterhin ein dritterund ein vierter Transistor zusätzlich in einer Vorstufe zum
ersten und zum /weiten Transistor so vorgesehen sind, daß der erste und der dritte Transistor sowie der zweite
und der vierte Transistor jeweils in Darlington-Schaltung angeordnet sind, um einen Hochleistungs-Verstärker
zu bilder?,wird Ladung in der Basis-Kollektor-Kapazität
des vierten Transistors gespeichert, wenn der zweite und der vierte Transistor leiten, und die
gespeicherte Ladui/g wird dann an den zweiten Transistor abgegeben, wenn der zweite und der vierte
Transistor in Sperriehtung vorgespannt sind. Die gespeicherte Ladung kann groß genug sein, um die
Sperrspannung zu löschen, so daß der zweite Transistor in Durchlaßrichtung eingeschaltet wird, was wiederum
bewirkt, daß die höhere Spannung der /weiten Gleichstromquelle an den ersten Transistor angelegt
wird. Das heißt, wenn der Signalpcgcl des Eingangssignals
auf einen derartigen Wert sinkt, daß der zweite und der vierte Transistor nicht leitend sein sollten,
behält der zweite Transistor seinen leitenden Zustand und gibt die höhere Spanning an den ersten Transistor
ab. Als Ergebnis wird der Wirkungsgrad der Schaltung verringert. Awh muß der erste Transistor eine höhere
Betriebsspannung aushalten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen N F-Leistungsverstärker
mit geringem Klirrfaktor und hohem Wirkungsgrad anzugeben, der insbesondere Transistoren
mit geringer Durchbruchsspannung verwendet.
Erfindungsgemäß ist ein Leistungstransistor vorgesehen, bei dem der Kollektor eines ersten Transistors
eines bestimmten Leitfähigkeitstyps mit dem Emitter eines zweiten Transistors des gleichen Leitfähigkeitstyps
verbunden ist, und ein gemeinsames Eingangssignal liegt an den Basisanschlüssen dieser Transistoren, um
ein Ausgangssignal am Emitter des ersten Transistors zu erzeugen. Der Kollektor des ersten Transistors wird
von einer ersten Gleichstromquelle über eine Diode versorgt, und der Kollektor des zweiten Transistors
wird von einer zweiten Gleichstromquelle mit höherer Spannung als die erste Gleichstromquelle versorgt. Ein
Kondensator liegt zwischen der Basis des zweiten Transistors und einer Bezugspotentialtvielle, so daß bei
nichtleitendem zweiten Transistor ircr Kondensator durch die erste Gleichstromquelle aufgeladen und zum
schnellen Leitendmachen des zweiten Transistors die gespeicherte Ladung an den zweiten Transistor
abgegeben wird.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für einen Hochleistungs-Verstärker, bei dem ein dritter und ein
vierter Transistor zusätzlich in einer Vorstufe zum ersten und zum zweiten Transistor so angeordnet sind,
daß der erste und der dritte Transistor sowie der zweite und der vierte Transistor jeweils in Darlington-Schaltung
vorgesehen sind. In diesem Fall liegt ein Kondensator zwischen der Basis des vierten Transistors
und der Bezugspoteniialquelle. so daß bei nichtleitendem zweiten und vierten Transistor der Kondensator
durch die erste Gleichstromquelle aufgeladen und zum schnellen Leitendmachen des zweiten und vierten
Transistors die gespeicherte Ladung an den vierten Transistor abgegeben wird. Zusätzlich liegt ein Widerstand
zwischen der Basis des zweiten Transistors und der Bezugspotentialquelle, so daß eine in der Basis-Kollektor-Kapazität
des vierten Transistors gespeicherte Ladung durch den Widerstand während des abgeschalteten
Zustandes des zweiten und vierten Transistors abgeleitet wird, um schnell den /weiten Transistor zu
sperren.
Beim erfindungsgemäßen Leistungsverstärker wird seine Leistungsaufnahme verringert und daher sein
Wirkungsgrad erhöht. Gleichzeitig wird der Klirrfaktor für große Eingangssignale herabgesetzt. Zusätzlich sind
aber keine besonderen Vorkehrungen für die Durchbruchsspannung des Leistungstransistors erforderlich.
Die Erfindung sieht also einen NF-Leislungsverstärkei
vor, bei dem ein Eingangssignal an den jeweiligen Eingangselektroden von zwei Transistoren desselben
Leitfähigkeitstyps liegt, um ein Ausgangssignai an einer Ausgangselektrode des einen Transistors zu erzeugen.
Eine gemeinsame Elektrode des einen Transistors ist mit einer Ausgangselektrode des anderen Transistors
verbunden, und die Spannung von einer ersten Gleichstromquelle liegt an dessen Übergang über eine
Diode, während ein: Spannung an eine gemeinsame
Elektrode des andeen Transistors von einer zweiten
Gleichstromquelle mit höherer Spannung als die erste Gleichstromquelle abgegeben wird. Der andere Transistör
und die Diode werden abwechselnd abhängig vom Signalpegel des Eingangssignals ein- und ausgeschaltet.
Mit der Eingangselektrode des anderen Transistors ist ein Kondensator verbunden, der während des Ausschal-
tens des anderen Transistors aufgeladen wird, wodurch
die Ladung an den anderen Transistor abgegeben wird. nachdem der andere Transistor eingeschaltet wurde, um
die Anstiegszeit zu verkürzen.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. F.s zeigt
1·'i g. I ein Grundschallbild eines Ausführtingsbcispicls
des erfindungsgemäßen Nl'-Leistungsvcrstärkcrs, und
I"ig. 2 ein Schaltbild eines anderen Ausführiingsheispielsder
Erfindung.
Die F i g. I zeigt ein Grundsehallbild eines erfindungsgemäßen
NFGcgcntakt-l.cistiingsvcrsiärkers. Fin Anschluß einer Eingangssignal-Quellc 1 für den Verstärker
ist geerdet und der andere Anschluß mit den Basiselektroden von vier Transistoren 2, 3,4 und 5 über
Dioden 17, 18. 19 bzw. 20 verbunden. Der erste und der Ausgang entstein.
Im Betrieb der ob-jn erläuterten Schallung werden die
Transistoren 2 und 3 während jeder positiven llalbperiode des von der Signal-Quelle I eingespeisten
NF-Signals leitend gemacht und verstärken das Signal zur Versorgung der Last 6. Die Transistoren 4 und 5
werden während jeder negativen llalbperiode des NF-Signals leitend gemacht und verstärken das Signal
zur Versorgung der Last 6. Wenn der Transistor 2 leitet, ist die Diode Il in Vnrwärlsrichliing zur Leitung durch
die Stromquelle 13 vorgespannt und gibt den Vorwärts-Mmiii
hierdurch an den Kollektor des Transistors 2 als dessen Kollektorstrom ab. Wenn die Signiilspiinmmg
des an den Basiselektroden der Transistoren 2 und Ϊ liegenden NF-Signals während der positiven llalbperiode
niedriger als die Kollcklorspanniing des Transistors
2 ist, wird der Transistor 3 in Riiekwärtsrichtung durch
Transistor 2 κ\ι\Λ 3 sind Leisiup^sirunsistorcn des. die Koück'orsOijnnun" des Transistors 2 :iiis*Tesfjh;!!!t:
gleichen Leitfähigkcitstyps, nämlich NPN beim dargestellten
Ausführungsbeispiel. Der dritte und der vierte ju Transistor 4 und 5 sind l.cislungstransistorcn mit dem
gleichen Leitfähigkeitstyp zueinander, der zum Leitfähigkeitstyp
des ersten und des zweiten Transistors entgegengeselzt ist. nämlich PNP beim dargestellten
Ausführungsbeispiel. Der Kollektor des Transistors 2 ist :, mit dem Emitter des Transistors 3 verbunden. Der
Kollektor des Transistors 4 ist mit dem Emitter ties
Transistors 5 verbunden. Die Emitter des ersten und ties dritten Transistors 2 und 4 sind miteinander verbunden.
Ein Lautsprecher 6 liegt als Last zwischen der ;n Verbindung der Emitter der Transistoren 2 und 4 und
Masse. Ein Widerstand 7. wie z. B. eine Impedanz, liegt zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Ϊ.
Ein erster Kondensator 9 ist zwischen der Basis ties Transistors 3 und dem Emitter des Transistors 2 r>
vorgesehen. Ein Widerstand 8. wie z. B. eine Impedanz, liegt zwischen tier Basis und dem Emitter des
Transistors 5. Ein zweiter Kondensator 10 ist zwischen der Basis des Transistors 5 und dem Emitter des
Transistors 4 vorgesehen. Die Widerstände 7 und 8 4n
können durch Dioden ersetzt werden. Mit dem Kollektor des I ransistors 2 ist die Kathode einer ersten
Diode 11 verbunden, deren Anode an den positiven
Anschluß einer ersten Gleichstromquelle 13 angeschlossen ist. Mit dem Kollektor des Transistors 4 isl die r,
Anode einer zweiten Diotle 12 verbunden, deren Kathode an den negativen Anschluß einer zweiten
Gleichstromquelle 14 angeschlossen ist. Die erste und die zweite Gleichstromquelle 13 und 14 sind in ihrem
Beirag gleich. Der negative Anschluß der ersten >n
Gleichstromquelle 13 und der positive Anschluß der /weiten Gleichstromquelle 14 sind beide geerdet. Eine
dritte Gleichstromquelle 15 und eine vierte Gleichstromquelle 16 sind in ihrem Betrag gleich und haben
eine höhere Spannung als die erste und die zweite ϊί
Gleichstromquelle 13 und 14. Der positive Anschluß der dritten Gleichstromquelle 15 ist mit dem Kollektor des
Transistors 3 verbunden, während der negative Anschluß hiervon geerdet ist. Der negative Anschluß
der vierten Gleichstromquelle 16 ist mit dem Kollektor w>
des Transistors 5 verbunden, während der positive Anschluß hiervon geerdet ist.
Die Anordnung aus dem ersten und dem zweiten Transistor 2 und 3 und die Anordnung aus dem dritten
und vierten Transistor 4 und 5 arbeiten als Kornplernen- ni
tär-Schaltung zueinander, so daß ein Ausgangssignal zur
Last 6 von einem einzigen Ausgangsanschluß abgegeben wird, wodurch eine Gegentakt-Schaltung mit einem
Wenn so der Signalpegcl des Nl--Signals relativ niedrig
ist. wird der Transistor 2 von der Stromquelle Π so versorgt, daß das Signal lediglich durch den Transistor 2
verstärkt wird. Da in diesem Fall die Spannung der Stromquelle 13 niedrig ist. nähert sieh die in die Last 6
gespeiste Leistung der von der Stromquelle H abgegebenen Leistung, so daß der Verstärker mit
großem Wirkungsgrad arbeitet.
Wenn 'i°r Signalpegel des an den Basiselektroden der
Transistoren 2 und 3 liegenden Nl' Signals während tier positiven llalbperiode die Kollektorspannung des
Transistors 2 überschreitet, wird der Transistor 3 in Vorwärtsrichtung durch die Signalrpanniing eingeschaltet,
so daß der Kollektor des Transistors 2 von der Stromquelle 15 über den Transistor 3 versorgt wird. Da
die Spannung der Stromquelle 15 am Kollektor des Transistors 2 liegt, überschreitet dessen Kollektorspan·
ming die Spannung der Stromquelle 13, so daß die Diode
Il in Rückvvärisrichtung ausgeschaltet wird. Damn weiden die Transistoren 2 und 3 von der Stromquelle 15
versorgt, um das Signal während tier positiven I lalbpcriotle /u verstärken.
Auf ähnliche Weise arbeiten die Transistoren 4 und 5
uiHl die IJiocle 12 wahrem! jeder negativen llalbperiode
ties Eingangssignals, so tlaü tlie Diode 12 in Vorwärtsrichtung
durch die Stromquelle 14 leitet, wenn der Betrag der Signalspanming während der negativen
llalbperiode des Fingangssignals niedriger als der Betrag tier Kollckiorspanming des Transistors 4 ist.
Damit wird der Transistor 5 nichtleitend. Wenn dei Betrag der Signalspannung während der negativen
llalbperiode des Eingangssignal den Betrag \cr
Kolleklorspanniing ties Transistors 4 überschreitet, wird
der Transistor 5 durch die Signalspannung leitend und die Diode 12 wird nichtleitend.
Die mit den Basiselektroden des ersten und des dritten Transistors 2 und 4 verbundenen Dioden 17 und
19 sind Vordioden, um den zweiten und den dritten Transistoren 3 und 5 in den leitenden Zustand
vorzuspannen, bevor die Transistoren 2 und 4 gesättigt
sind. Wenn die Transistoren 2 und 4 gesättigt sind, werden Ladungsträgerinden Basiszonen der Transistoren
2 und 4 gespeichert. Damit tritt eine Verzögerung auf. wenn die Transistoren 2 und 4 wieder in den
ungesättigten Zustand gebracht werden. Um eine derartige Verzögerung zu vermeiden, sind die Dioden
17 und 19 jeweils mit den Basiselektroden der
Transistoren 2 und 4 verbunden. Damit werden wegen der Spannungsabfälle an den Dioden 17 und 19 die
Transistoren 3 und 5 leitend gemacht, bevor jeweils die
Transistoren 2 und 4 gesättigt sind. Die mit den Basiselektroden des zweiten und des vierten Transistors
3 und 5 verbundenen Dioden 18 und 20 verhindern, daß
die an den Basiselektroden der Transistoren 3 und 5 während deren ausgeschaltetem Zustand liegenden
Spannungen die Basis-Emitter-Rückwärts-DurchbrucK'spannung
überschreiten.
Auf diese Weise werden der zweite und der vierte Transistor 3 und 5 zwischen dem leitenden und dem
nichtleitenden Zustand abhängig vom Signalpegel des Eingangssignal geschaltet. Wenn die Transistoren 3
und 5 von ihrem nichtleitenden Zustand in ihren leitenden Zustand geschaltet werden, sollte dieses
Schalten schnell durchgeführt werden. Die Kondensatoren 9 und 10 liegen zwischen der Basis des Transistors 3
und dem Emitter des Transistors 2 bzw. zwischen der Basis des Transistors 5 und dem Emitter des Transistors
4. Die Widerstände 7 und 8 als Impedanzen liegen zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 3
bzw. /wischen der Basis und dem Emitter des Transistors 5. Wenn der Signalpegel des Eingangssignals
niedrig ist und der Transistor 2 leitet, während der Transistor 3 nichtleitet, wird der Kondensator 9 mit der
Spannung von der Stromquelle 13 über den Widerstand 7 aufgeladen, so daß das Basispotential des Transistors 3
im wesentlichen gleich der Spannung der Stromquelle
13 ist. Wenn der Signalpegel des Eingangssignals dann über die Spannung der Stromquelle 13 hinaus steigt,
fließt die im Kondensator 9 gespeicherte Ladung in die Basr des Transistors 3, um die Anstiegszeit nach dessen
Einschalten zu verkürzen. Auf ähnliche Weise wird der Kondensator 10 mit der Spannung von der Stromquelle
14 über den Widerstand 8 bei ausgeschaltetem Transistor 5 aufgeladen, und die gespeicherte Ladung
fließt dann in die Basis des Transistors 5 nach Einschalten des Transistors 5. um dessen Anstiegszeit zu
verkürzen. Auf diese Weise leiten die Transistoren 3 und 5 schnell, und der Klirrfaktor, der sonst auftritt, wenn die
Transistoren 3 und 5 vom nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet werden, wird ausgeschlos-Basis-Emitter-Strecke
der Transistoren 3 und 5 erhöht werden.
Die Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispicls des erfindungsgcmäßcn NF-Lci-
·-> stungsverstärkers. Ein Eingangsanschluß 21 ist über einen Kondensator 22 mit der Basis eines PNP-Transistors
24 verbunden, um ein kleines Signal zu verstärken. Die Basis des Transistors 24 ist über einen Widerstand
23 vorgespannt. Der Emitter des Transistors 24 ist mit
ίο dem Emitter eines anderen PNP-Transistors 25 und mit
einer Stromquelle 15 über Widerstände 26 und 27 verbunden, um zusammen mit dem Transistor 25 einen
Differenzverstärker zu bilden. Eine Z-Diode 28 liegt zwischen der Verbindung der Widerstände 26 und 27
ι -, und Masse, um eine Konstantspannung an den Emittern der Transistoren 24 und 25 beizubehalten. Der
Kollektor des Transistors 24 ist mit dem Kollektor eines Konstantstrom-Speise-NPN-Transistors 29 verbunden.
Der Kollektor des Transistors 25 ist mit dem Kollektor eines diodengeschalteten NPN-Transistors 30 verbunden.
Der Kollektor des Transistors 24 ist ebenfalls mit der Basis eines zweiten NPN-Transistors 31 zur
Verstärkung eines kleinen Signals verbunden. Ein an den Eingangsanschluß 21 abgegebenes Signal wird
>-, durch den Transistor 24 verstärkt, und ein Ausgangssignal
an dessen Kollektor wird an die Basis des Transistors 31 abgegeben. Der Emitter des Transistors
31 ist mit der Stromquelle 16 über einen Widerstand 32 verbunden und sein Kollektor ist an den Kollektor des
κ Konstantstrom-Speise-PNP-Transistors 34 über mehrere
Vordioden 33 angeschlossen. Die Dioden 33 liegen in Reihe zueinander, um eine vorbestimmte Vorspannung
an eine folgende Transistorstufe abzugeben. Die vorbestimmte Spannung wird an der Reihenschaltung
Γι der Dioden 33 erzeugt. Diese dient auch zur
Temperaturkompensation für die folgende Stufe. Der Transistor 34 arbeitet als Konstantstromquelle, und
seine Basis ist an die Stromquelle 15 über mehrere reihengeschaltete Dioden 35 und an Masse über einen
Widerstand 36 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 34 ist mit der Stromquelle 15 über einen
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liegen, wenn ein Nullpegel-Eingangssignal eingespeist
wird, können die Kapazitäten 9 und 10 zwischen den Basiselektroden des Transistors 3 bzw. 5 und Masse
vorgesehen sein. Wenn die Widerstände 7 und 8 fehlen, bewirken Ableitungsströme zwischen dem Kollektor
und der Basis des Transistors 3 bzw. 5, daß der Kondensator 9 bzw. 10 von der Stromquelle 15 bzw. 16
aufgeladen wird. Die Spannung der Stromquelle 13 wird an den Kondensator 9 durch den Sperrstrom abgegeben,
der durch den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 3 fließt, und die Spannung der Stromquelle
14 wird an den Kondensator 10 durch den Sperrstrom abgegeben, der durch den Basis-Emitter-Übergang des
Transistors 5 fließt. Die Kollektor-Basis-Übergänge und die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren 3 und 5
bilden Strompfade zum Aufladen der Kondensatoren 9 und 10 durch jeweils durch diese Übergänge fließende
Ableitungsströme. Demgemäß sind die Widerstände 7 und 8 nicht zwingend angeschlossen. Wenn jedoch die
Ableitungsströme klein sind, liegt vorzugsweise der Widerstand 7 bzw. 8 zwischen der Basis und dem
Emitter des Transistors 3 bzw. 5 da das Laden der Kapazitäten 9 und 10 durch Anschließen der Widerstände
7 und 8 beschleunigt werden soll, und die Rückwärts-Durchbruchsspannung der Transistoren 3
und 5 kann durch Einfügen der Widerstände in die stors 34 ist über mehrere reihengeschaltete Dioden 17
mit der Basis eines ersten Trcibcr-NPN-Transistors 38
4-, und weiterhin mit der Basis eines zweiten Treiber-NPN-Transistors
39 über eine Diode 18 verbunden. Der Kollektor des Transistors 31 ist an die Basis eines dritten
Treiber-PNP-Transistors 40 über mehrere reihengeschaltete Dioden 19 und weiterhin an die Basis eines
-,ο vierten Treiber-PNP-Transistors 41 über eine Diode 20
argeschlossen. Der Emitter des Transistors 38 ist mit
einem Ausgangsanschluß 42 über einen stabilisierenden Vorwiderstand 43 und weiterhin mit der Basis eines
ersten Ausgangs-NPN-Transistors 2 verbunden. Der Emitter des Transistors 39 ist an den Kollektor des
Transistors 38 über einen Vorwiderstand 44 und weiterhin an die Basis eines zweiten Ausgangs-NPN-Transistors
3 angeschlossen. Eine Diode 45 liegt als Impedanz zwischen der Basis und dem Emitter des
Transistors 39. Die Diode 45 entspricht dem Widerstand 7 in F i g. 1 und kann durch einen Widerstand ersetzt
werden. Der Kollektor des Transistors 39 ist mit der Stromquelle 15 verbunden. Eine Reihenschaltung aus
dem Kondensator 9 und dem Widerstand 46 liegt zwischen der Basis des Transistors 39 und dem
Ausgangsanschluß 42. Der Emitter des Transistors 40 ist mit dem Ausgangsanschluß 42 über einen Widerstand 47
und weiterhin mit der Basis des dritten Ausgangs-PNP-
Transistors 4 verbunden. Der Kollektor des Transistors
40 ist mit dem Emitter des Transistors 41 über einen
Widerstand 48 und weiterhin direkt mit dem Kollektor des Transistors 4 verbunden. Der Emitter des
Transistors 41 hl mit der Basis eines vierten Ausgangs-PNP-Transistors 5 verbunden. Eine Diode 49
liegt als Impedanz zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 41. Der Kollektor des Transistors 41 ist
mit einer Stromquelle 16 verbunden. Eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 10 und einem Widerstand
50 liegt /wischen dem Ausgangsanschluß 42 und der Basis des Transistors 41. Der Emitter des Transistors 2
ist mit dem Ausgangsanschluß 42 über einen Schutzwiderstand 51 verbunden, und der Kollektor des
Transistors 2 ist direkt an den Emitter des Transistors 3 und den Kollektor des Transistors 38 angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors 2 ist weiterhin mit einer Stromquelle !3 über eine Diode !! verbunden. Der
Kollektor des Transistors 3 ist mit der Stromquelle 15 verbunden. Ein Widerstand 52 liegt zwischen der Basis
des Transistors 3 und dem Ausgangsanschluß 42. Ein Widerstand 53 liegt zwischen dem Emitter des
Transistors 4 und dem Ausgangsanschluß 42. Der Kollektor des Transistors 4 ist mit dem Emitter des
Transistors 5 und weiterhin mit einer Stromquelle 14 über eine Diode 12 verbunden. Der Kollektor des
Transistors 5 ist mit der Stromquelle 16 verbunden. Ein Widerstand 54 liegt zwischen der Basis des Transistors 5
und dem Ausgangsanschluß 42.
Der in Fig. 2 dargestellte Verstärker hat vier Treiber-Transistoren 38, 39, 40 und 41, um unabhängig
die vier Ausgangstransistoren 2,3,4 bzw. 5 anzusteuern.
Die Basiselektroden der Ausgangstransistoren 2, 3, 4 und 5 sind jeweils direkt mit den Emittern der
Treiber-Transistoren 38, 39, 40 und 41 in Darlington-Schaltung verbunden. Zum Beispiel arbeiten der
Ausgangstransistor 3 und der hiermit in Darlington-Schaltung verbundene Treiber-Transistor 39 wie ein
einzelner NPN-Transistor mit einem Stromverstärkungsfaktor gleich dem Produkt aus den jeweiligen
Stromverstärkunesfaktorer. der Transistoren 3 und 39. Diese Schaltung ist daher als Hochleistungsverstärker
geeignet.
Ein verstärktes Signal am Kollektor des Kleinsignal-Verstärker-Transistors
31 wird an die vier Treiber-Transistoren 38,39,40 und 41 über die Dioden 17,18,19
und 20 abgegeben. Die Transistoren 38 und 39 leiten während jeder positiven Halbperiode des Signals,
während die Transistoren 40 und 41 während jeder negativen Halbpcriode des Signals leiten. Auf diese
Weise wird ein Gegentakt-Betrieb durchgeführt. Ausgangssignale von den Treiber-Transistoren 38, 39, 40
und 41 werden jeweils an die Ausgangstransistoren 2,3, 4 und 5 abgegeben, wo sie weiter verstärkt und dann in
den Lautsprecher 6 zwischen dem Ausgangsanschluß 42 und Masse zur Umwandlung in Schall-Signale eingespeist
werden. Wenn der Betrag der Eingangssignalspannung niedriger als der Betrag der Spannung der
Stromquelle 13 oder 14 ist, sind die Transistoren 39 und
41 nichtleitend, und daher sind die Transistoren 3 und 5 ebenfalls nichtleitend. Wenn der Transistor 39 nichtlei-
tend ist, fließt ein Ladestrom von der Stromquelle 13 in die Reihenschaltung aus dem Kondensator 9 und dem
Widerstand 46 über die Diode 45, um den Kondensator 9 auf eine Spannung im wesentlichen gleich der
Spannung der Stromquelle 13 aufzuladen. Wenn der Transistor 39 dann leitend gemacht wird, fließt die
gespeicherte Ladung in die Basis des Transistors 39. um dessen Anstiegszeit zu verkürzen. Auf ähnliche Weise
fließt ein Ladestrom zur Reihenschaltung aus dem Kondensator 10 und dem Widerstand 50 durch die
Diode 49, wenn der Transistor 41 nichtleitend ist. so daß Ladung im Kondensator 10 gespeichert wird. Die
Widerstände 46 bzw. 50 in Reihe zu den Kondensatoren 9 bzw. 10 verhindern eine Oszillation oder Schwingung
des Verstärkers. Wenn diese Widerstände nicht vorhanden sind, wirken die Kondensatoren 9 und 10 als
Last für den Transistor 31, was dessen Schwingung oder Osziüa'.or bewirkt. Daher liegen die Widerstand? 4β und
50 vorzugsweise in Reihe, um die kapazitive Last /ti
verhindern.
Wenn der Signalpegel des Signals an der Basis des Transistors 39 während der positiven Halbperiode die
Spannung der Stromquelle 13 überschreitet, werden die Transistoren 3 und 39 leitend. Während dieser Periode
werden die Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren 3 und 39 mit der Stromquelle 15 aufgeladen, und
wenn die Transistoren 3 und 39 dann nichtleitend gemacht werden, fließt die gespeicherte Ladung in die
Basis des Transistors 3. so daß dieser wieder leitend gemacht werden kann. Durch Verbinden des Ausgangstransistors
3 und des Treiber-Transistors 39 in Darlingtonschaltung kann der Stromverstärkungsfaktor
so erhöht werden, daß die in der Basis-Kollektor-Kapazität des Treiber-Transistors 39 gespeicherte
Ladung selbst bei geringer Menge durch den Transistor 39 in einen großen Entladungsstrom verstärkt wird, der
an die Basis des Transistors 3 als dessen Basisstrom abgegeben wird, um das Ausschalten des Transistors 3
zu verhindern. Der Widerstand 52 zwischen der Basis des Transistors 3 und dem Ausgangsansrhluß 42
überbrückt die in den Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren 3 und 39 gespeicherten Ladungen. Wenn
insbesondere der Signalpegel des Eingangssignals während der positiven Halbperiode unter die Spannung
der Stromquelle 13 sinkt, wird die in der Basis-Kollektor-Kapazität
des Transistors 39 gespeicherte Ladung über den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 39
und den Widerstand 52 entladen. Die in der Basis-Kollektor-Kapazität des Transistors 3 gespeicherte Ladung
wird ebenfalls über den Widerstand 52 entladen, so daß der Transistor 3 nichtleitend gemacht wird. Die in den
Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren 5 und 41 gespeicherten Ladungen werden ebenfalls über die
Widerstände 54 entladen, so daß der Transistor 5 nichtleitend gemacht wird. Daher sind der leitende
Zustand und der nichtleitende Zustand der Transistoren 3 und 5 genau festgelegt, und die Zeitdauern der
Hochspannungen an den Transistoren 2 und 4 werden verkürzt. Damit können die Transistoren 2 und 4 ohne
Verringerung des Wirkungsgrades des Verstärkers geringe Durchbruchsspannungen aufweisen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. NF-Leistungsverstärker,
bei dem ein Eingangssignal an clic jeweiligen Eingangselektroden eines ersten Transistors und
eines zweiten Transistors mit zum ersten Transistor entgegengesetztem Leitungstyp anlegbar ist, wobei
die jeweiligen Ausgangselektroden des ersten und des zweiten Transistors gegenseitig zusammengeschaltet
sind,
bei dem eine Last zwischen dem Verbindungspunkt der Ausgangselektroden des ersten und des zweiten
Transistors und einer Bczugspotentialquelle vorgesehen ist,
bei dem die Ausgangselektrode eines dritten Transistors gleichen Leitungstyps wie der erste
Transistor mit einer gemeinsamen Elektrode des ersten Transistors verbunden ist, während eine erste
Gleichstromquelle an den Verbindungspunkt der gemeinsamen Elektrode über eine erste Diode
angeschlossen ist,
bei dem die Ausgangselektrode eines vierten Transistors gleichen Leitungstyps wie der zweite
Transistor mit einer gemeinsamen Elektrode des zweiten Transistors mit einer gemeinsamen Elektrode
des zweiten Transistors verbunden ist, während eine zweite Gleichstromquelle mit einer Spannung
von gleichem Absolutwert und entgegengesetztem Vorzeichen wie die erste Gleichstromquelle an den
Verbindungspunkt der Ausgangselektrode des vierten Transistors und der gemeinsamen Elektrode des
zweiten Transistors üb« eine zweite Diode angeschlossen ist,
bei dem eine dritte und eine vierte Gleichstromquelle mit einer Spannung von gleichem Absolutwert
und entgegengesetzter Polarität sowie höherem Spannungswert als die erste und die zweite
Gleichstromquelle mit den jeweiligen Ausgangselektroden des dritten und des vierten Transistors
verbunden ist, und
bei dem ein Eingangssignal in die jeweiligen Eingangselektroden des dritten und des vierten
Transistors einspeisbar ist, um diese abhängig davon ein- oder auszuschalten, ob das Eingangssignal die
erste und die zweite Gleichspannung überschreitet oder nicht,
gekennzeichnet durch
einen Kondensator (9) zwischen der Eingangselcktrode des dritten Transistors (3; 39) und der Ausgangselektrode des ersten Transistors (2; 38),
einen weiteren Kondensator (10) zwischen der Eingangselektrode des vierten Transistors (5; 41) und der Ausgangselektrode des zweiten Transistors (4; 40). und
einen Kondensator (9) zwischen der Eingangselcktrode des dritten Transistors (3; 39) und der Ausgangselektrode des ersten Transistors (2; 38),
einen weiteren Kondensator (10) zwischen der Eingangselektrode des vierten Transistors (5; 41) und der Ausgangselektrode des zweiten Transistors (4; 40). und
ein jeweils mit den Kondensatoren (9,10) verbundenes
Ladeglied (7,8; 45,49) zum Laden der ersten und der zweiten Gleichstromquelle (13, 14) wenn der
dritte Transistor-(3; 39) bzw. der vierte Transistor (5; 41) ausgeschaltet ist (Fig. 1:2).
2. NF-Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladeglied jeweils
eine Impedanz (7, 8; 45, 49) zwischen der Eingangselektrode und der Ausgangselektrode des
dritten Transistors (3; 39) und zwischen der Eingangselektrode und der Ausgangseleklrode des
vierten Transistors (5; 41) ist.
3. NF-Leistungsvcrstärker nach Anspruch I,
gekennzeichnet durch Widerstände (46, 50) jeweils in Reihe zu den Kondensatoren (9,10).
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