DE3873384T2

DE3873384T2 - Steuerstromerzeugende differenzschaltung.

Info

Publication number: DE3873384T2
Application number: DE8888104373T
Authority: DE
Inventors: Akihiro C O Patent Di Murayama; Chikashi C O Patent Nakagawara; Shigeru C O Patent Di Nakamura
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2008-03-19
Also published as: EP0283037A3; US4942369A; EP0283037B1; EP0283037A2; DE3873384D1

Description

Gebiet der Erfindung

Vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Differentialschaltungseinrichtung und insbesondere auf eine Differentialschaltungseinrichtung, die einen gesteuerten Strom erzeugt.

Hintergrund der Erfindung

Herkömmlicherweise wurde eine einen gesteuerten Strom erzeugende Differentialschaltungseinrichtung zum Erzielen eines gesteuerten Stromes eingesetzt. Bezugnehmend auf Figur 1 wird ein Beispiel einer herkömmlichen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung bzw. Differenzschaltungseinrichtung beschrieben. Ein Äquivalent der herkömmlichen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differential- bzw. Differenzschaltungseinrichtung ist beispielsweise in dem am 2. Oktober 1981 ausgegebenen japanischen Patent P56-42169 B2 (Tokkaisho 56-42169) offenbart. Gemäß Figur 1 ist die herkömmliche, einen gesteuerten Strom erzeugende Differentialschaltungseinrichtung mit einer Differentialschaltung bzw. Differenzschaltung 10, einer Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12, einer Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 und einer Versorgungsspannung-Speisequelle 16 versehen. Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 und die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 versorgen die Differenzschaltung 10 mit einer Steuerspannung Vc und einer vorgeschriebenen Referenzspannung Vr, die im weiteren Text beschrieben werden. Die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 besitzt eine vorgeschriebene Versorgungsquellenspannung Vcc.
Die Differenzschaltung 10 ist durch ein Paar von Transistoren 18a und 18b und eine Stromquelle 20 gebildet. Die Stromquelle 20 erzeugt einen Eingangsstrom Iin, der der Steuerung durch die Steuereinrichtung unterzogen wird. Die Emitter der Transistoren 18a und 18b sind mit der Stromquelle 20 über Emitterwiderstände 22a bzw. 22b verbunden. Die Basen der Transistoren 18a und 18b sind mit der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 und der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 über Widerstände 24a bzw. 24b gekoppelt. Weiterhin ist die Basis des Transistors 18a mit der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 über einen Widerstand 24c gekoppelt.
Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 ist durch einen variablen Widerstand 26 gebildet, der zwischen die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 bzw. deren Anschlüsse gekoppelt ist. Ein Ausgangsanschluß 26a des variablen Widerstands 26 ist mit der Differenzschaltung 10 über einen Ausgangsanschluß 12a zum Abgeben der Steuerspannung Vc gekoppelt.
Von der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 wird über den Ausgangsanschluß 12a die Steuerspannung Vc abgegeben. Wenn angenommen wird, daß die Impedanz Z26 des variablen Widerstands 26 ausreichend niedriger als der Widerstand R24a des Widerstands 24a ist (Z26 < R24a), ist die Steuerspannung Vc unter Bezugnahme auf die Versorgungsquellenspannung Vcc der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 und dem Steuerverhältnis a des variablen Widerstands 26 wie folgt gegeben:
Vc = a x Vcc ... (1),
wobei a eine Dezimale kleiner als 1 (0 ≤ a ≤ 1) bezeichnet.
Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 ist durch einen Transistor 28, zwei Dioden 30a und 30b und drei Widerstände 32a, 32b und 32c gebildet. Der Kollektor des Transistors 28 ist mit dem positiven Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt. Der Emitter des Transistors 28 ist mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 über den Widerstand 32a gekoppelt. Die Basis des Transistors 28 ist über den Widerstand 32b mit dem positiven Anschluß der Versorgungsspannung- Speisequelle 16 gekoppelt. Weiterhin ist die Basis des Transistors 28 mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 über eine Reihenschaltung aus den Dioden 30a, 30b und dem Widerstand 32c gekoppelt. Der Emitter des Transistors 28 ist mit der Differenzschaltung 10 über einen Referenzspannung-Ausgangsanschluß 14a für die Abgabe der Referenzspannung Vr gekoppelt.
Bei einem integrierten Schaltungsaufbau sind die Dioden 30a und 30b durch eine Form von Transistoren, ähnlich dem Transistor 28 und dergleichen, hergestellt. Daher bilden der Vorwärtsspannungsabfall der Dioden wie etwa der Dioden 30a und 30b und die Vorwärts-Basis-Emitter-Übergangsspannung der Transistoren wie etwa des Transistors 28 dieselbe vorgeschriebene Spannung Vf. Somit wird das Emitterpotential des Transistors 28 gleich groß wie das Potential am Verbindungspunkt zwischen den Dioden 30a und 30b. Vorausgesetzt, daß die Widerstandswerte R32b und R32c der Widerstände 32b und 32c gleich groß sind (R32b = R32c), ist das Potential am Verbindungspunkt halb so groß wie die Versorgungsquellenspannung Vcc der Versorgungsspannung-Speisequelle 16. Als Ergebnis entspricht die am Emitter des Transistors 28 erhaltene Referenzspannung Vr folgender Gleichung:
Vr = (1/2) x Vcc ... (2).
Die Steuerspannung Vc und die Referenzspannung Vr werden über die Widerstände 24a bzw. 24b an die Basen der Transistoren 18a und 18b angelegt. Unter der Annahme, daß die Impedanz Z26 des variablen Widerstands 26 ausreichend niedriger als die Summe der Widerstandswerte R24a und R24c der Widerstände 24a und 24c ist (Z26 « (R24a + R24c)), läßt sich das Basispotential Vba des Transistors 18a wie folgt beschreiben:
Vba = [R24c/(R24a + R24c)] x Vc
= [R24c/(R24a + R24c)] x a x Vcc ... (3).
Das Basispotential Vbb des Transistors 18b ist wie folgt:
Vbb = [R24c/(R24b + R24c)] x Vr
= [R24c/(R24b + R24c)] x 1/2 x Vcc ... (4).
Unter der Annahme, daß die Widerstände R24a und R24b denselben Widerstandswert R24 haben, wird die Potentialdifferenz ΔV zwischen den Basispotentialen Vba und Vbb wie folgt:
ΔV = Vba - Vbb
= [R24c/(R24 + R24c)] x (a - 1/2) x Vcc ... (5).
Die Potentialdifferenz ΔV variiert daher in Abhängigkeit vom Steuerverhältnis a des variablen Widerstands 26. Dies wird durch Steuern des variablen Widerstands 26 vorgenommen. Unter der Annahme, daß die Potentialdifferenz ΔV ausreichend niedriger als die Spannungsabfälle V22a und V22b an den Emitterwiderstände 22a bzw. 22b ist, variieren Kollektorströme Ic 18a und Ic 18b der Transistoren 18a und 18b differentiell in Proportion zur Potentialdifferenz ΔV.
Als Ergebnis kann die herkömmliche Differentialschaltung-Steuereinrichtung die Ausgangsströme Ic 18a und Ic 18b in Übereinstimmung mit der Steuerung des variablen Widerstands 26 steuern.
Allerdings hat die herkömmliche, einen gesteuerten Strom erzeugende Differentialschaltungseinrichtung den nachstehend beschriebenen Nachteil. Wie durch die Gleichung 5 veranschaulicht, ist die Potentialdifferenz ΔV nicht nur eine Funktion des Steuerverhältnisses a, sondern auch eine Funktion der Versorgungsquellenspannung Vcc. Daher verändert sich der Ausgangsstrom, der als der durch den Transistor 18a und/oder 18b fließende Kollektorstrom erhalten wird, unerwartet, wenn die Versorgungsquellenspannung Vcc nicht stabilisiert ist.
Weiterhin ist es erforderlich, daß die Widerstandswerte R22a und R22b der Emitterwiderstände 22a und 22b verhältnismäßig groß sind, um Spannungsabfälle V22a und V22b zu erzielen, die ausreichend größer als die Potentialdifferenz ΔV sind. Allerdings wird der Variationsbereich des Ausgangsstroms I18a und/oder I18b in umgekehrtem Verhältnis zu den Widerstandswerten R22a und R22b der Emitterwiderstände 22a und 22b verringert.
Wenn die Widerstandswerte R22a und R22b der Emitterwiderstände 22a und 22b zur Vergrößerung des Variationsbereichs des Ausgangsstroms verringert werden, ist die Potentialdifferenz ΔV einer Beeinflussung durch die thermische Spannung Vt der Transistoren wie etwa der Transistoren 18a und 18b ausgesetzt. Die thermische Spannung Vt der Transistoren läßt sich wie folgt beschreiben:
Vt = K x T/q,
wobei K die Boltzmann'sche Konstante, T die absolute Temperatur und q die elektrische Ladung eines Elektrons bezeichnen.
Der Ausgangsstrom I18a und/oder I18b variiert somit nicht nur aufgrund von Veränderungen der Versorgungsquellenspannung Vcc, sondern auch aufgrund von Veränderungen der Temperatur. Weiterhin sind die Variationsbereiche des Ausgangsstroms I18a und/oder I18b durch die Impedanz der Steuerspannung- Versorgungsquelle 12 und der Referenzspannung-Versorgungsquelle 14 beeinflußt.
Die Druckschrift US-A 4 528 516 offenbart einen Differenzverstärker mit dynamischer thermischer Balancierung. Bei diesem Stand der Technik ist beabsichtigt, die durch Temperaturveränderungen bei Differenzverstärkern hervorgerufenen Probleme zu überwinden. Hierzu wird die Differenz zwischen der Versorgungsquellen- und der Emitterspannung der aktiven Verstärkungseinrichtungen des Differenzverstärkers so gesteuert, daß die thermische Balance zwischen diesen dynamisch aufrechterhalten wird, wenn die Verstärkungseinstellung des Differenzverstärkers geändert wird.

Kurzfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe vorliegender Erfindung, eine einen gesteuerten Strom erzeugende Differentialschaltungseinrichtung bereitszustellen, die imstande ist, einen gesteuerten stabilen Strom trotz Veränderungen in der Versorgungsquellenspannung abzugeben.
Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Bereitstellung einer einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung, die zur Stromsteuerung über einen breiteren Bereich imstande ist.
Noch eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Bereitstellung einer einen gesteuerten Strom abgebenden Differentialschaltungseinrichtung, die zur Abgabe eines gesteuerten stabilen Stroms trotz Veränderungen der Umgebungstemperatur imstande ist.
Diese Aufgabe wird durch eine einen gesteuerten Strom abgebende Differentialschaltungseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom abgebenden Differentialschaltungseinrichtung werden für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, die hiermit in die Beschreibung einbezogen werden und einen Teil desselben bilden, ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Eine noch vollständigere Würdigung der Erfindung und vieler ihrer damit zusammenhängenden Vorteile läßt sich durch besseres Verständnis derselben unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen leicht erhalten. Es zeigen:
Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform einer herkömmlichen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung;
Figur 2 ein schematisches Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung;
Figur 3 ein schematisches Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung;
Figur 4 ein schematisches Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung;
Figur 5 ein schematisches Schaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung;
Figur 6 ein schematisches Schaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung und
Figur 7 ein schematisches Schaltbild eines sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differentialschaltungseinrichtung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die vorliegende Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 7 beschrieben. In den Zeichnungen werden durchgehend die in Figur 1 (Stand der Technik) benutzten Bezugszeichen oder Buchstaben aus Gründen der Einfachheit der Erläuterung verwendet, um gleiche oder äquivalente Elemente zu bezeichnen.
Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine Differential- bzw. Differenzschaltung im Detail beschrieben.
Gemäß Figur 2 ist die Steuereinrichtung mit einem Paar erster und zweiter Differential- bzw. Differenzschaltungen 10a und 10b, einer Steuerspannung- Versorgungsschaltung 12, einer Referenzspannung-Versorgungsschahung 14 und einer Versorgungsspannung-Speisequelle 16 versehen. Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 und die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 speisen die zweite Differenzschaltung 10b mit einer Steuerspannung Vc und einer vorgeschriebenen bzw. vorgegebenen Referenzspannung Vr, die nachfolgend näher beschrieben werden. Die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 besitzt eine Versorgungsquellenspannung Vcc.
Die erste Differenzschaltung 10a ist durch ein Paar von Transistoren 18a und 18b und eine Stromquelle 20 gebildet. Die Stromquelle 20 erzeugt einen Eingangsstrom Iin, der der Steuerung durch die Steuereinrichtung zu unterziehen ist. Die Emitter der Transistoren 18a und 18b sind mit der Stromquelle 20 verbunden. Die Basen der Transistoren 18a und 18b sind mit der zweiten Differenzschaltung 10b gekoppelt, wie später beschrieben. Beide oder einer der Kollektorströme Ic18a und Ic18b der Transistoren 18a und 18b stellen gesteuerte Ausgänge des Eingangsstroms Iin dar, der von der Stromquelle 20 geführt wird.
Die zweite Differenzschaltung 10b ist durch ein Paar von Transistoren 18c und 18d, eine Stromquelle 34 und eine Strom-Rückkopplungsschaltung 36 gebildet. Die Stromquelle 34 führt den Transistoren 18c und 18d einen vorgegebenen konstanten Strom I34 zu. Die Emitter der Transistoren 18c und 18d sind mit der Stromquelle 34 verbunden. Die Basis des Transistors 18c ist über einen Widerstand 24a mit der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 gekoppelt. Weiterhin ist die Basis des Transistors 18c mit dessen Kollektor gekoppelt, so daß der Transistor 18c nach Art einer Diode gebildet ist. Die Basis des Transistors 18d ist direkt mit der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 gekoppelt. Weiterhin sind die Basen der Transistoren 18c und 18d der zweiten Differenzschaltung 10b mit den Basen der Transistoren 18a bzw. 18b der ersten Differenzschaltung 10a gekoppelt.
Die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 ist durch ein Paar von Transistoren 38a und 38b und ein Paar von Widerständen 40a und 40b gebildet. Die Kollektoren der Transistoren 38a und 38b sind mit den Kollektoren der Transistoren 18c bzw. 18d gekoppelt. Die Emitter der Transistoren 38a und 38d sind mit dem positiven Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 über die Widerstände 40a bzw. 40b gekoppelt. Weiterhin ist der Kollektor des Transistors 38b gemeinsam mit der Basis der Transistoren 38a und 38b gekoppelt. Damit ist die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 nach Art eines Stromspiegels gebildet. Die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 arbeitet derart, daß sie den Kollektorstrom des Transistors 18d aufgrund der Stromspiegel-Auslegung zum Kollektor des Transistors 18c rückkoppelt.
Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 ist durch einen variablen Widerstand 26 gebildet, der entlang der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt bzw. mit deren Anschlüssen verbunden ist. Ein Ausgangsanschluß 26a des variablen Widerstands 26 ist mit dem Transistor 18c der zweiten Differenzschaltung 10b über einen Ausgangsanschluß 12a der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 gekoppelt. Der Ausgangsanschluß 12a gibt die Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 ab. Die Steuerspannung Vc ist über den Widerstand 24a an die Basis des Transistors 18c angelegt.
Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 ist durch einen Transistor 28, zwei Dioden 30a und 30b und drei Widerstände 32a, 32b und 32c gebildet, gleichartig wie die Äquivalenzschaltung gemäß Figur 1. Weiterhin enthält die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 einen Transistor 42 und einen Widerstand 44. Der Transistor 42 und der Widerstand 44 bilden die Stromquelle 24 für die zweite Differenzschaltung 10b, wie später beschrieben.
Der Kollektor des Transistors 28 der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 ist mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 in Reihe über den Transistor 42 und den Widerstand 44 gekoppelt. Der Emitter des Transistors 28 ist über den Widerstand 32a mit dem positiven Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt. Die Basis des Transistors 28 ist mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung- Speisequelle 16 über den Widerstand 32b gekoppelt. Weiterhin ist die Basis des Transistors 28 mit dem positiven Anschluß der Versorgungsspannung- Speisequelle 16 in Reihe über die Dioden 30a und 30b und den Widerstand 32c gekoppelt. Der Emitter des Transistors 28 ist mit der ersten Differenzschaltung 10a und der zweiten Differenzschaltung 10b über einen Referenzspannung-Ausgangsanschluß 14a zum Abgeben der Referenzspannung Vr gekoppelt. Die Referenzspannung Vr ist direkt an die Basis des Transistors 18b der zweiten Differenzschaltung 10b angelegt, wie zuvor beschrieben.
Die Dioden 30a und 30b sind in integriertem Schaltungsaufbau in Form eines Transistors hergestellt, ähnlich wie der Transistor 28 und dergleichen, wie zuvor beschrieben. Daher bilden der Vorwärtsspannungsabfall der Dioden wie etwa der Dioden 30a und 30b und die Vorwärts-Basis-Emitter-Übergangsspannung der Transistoren wie etwa des Transistors 28 eine vorgegebene Spannung Vf. Daher wird das Emitterpotential des Transistors 28 gleich groß wie das Potential am Verbindungspunkt zwischen den Dioden 30a und 30b. Vorausgesetzt, daß die Widerstandswerte R32b und R32c der Widerstände 32b und 32c gleich groß sind (R32b = R32c), wird das Potential am Verbindungspunkt halb so groß wie die Versorgungsquellenspannung Vcc der Versorgungsspannung-Speisequelle 16. Als Ergebnis läßt sich die am Emitter des Transistors 28 erhaltene Referenzspannung Vr ebenfalls durch die vorstehende Gleichung 2 beschreiben.
Die Stromquelle 34 ist durch den Widerstand 42, den Widerstand 44, einen Transistor 46 und einen Widerstand 48 gebildet. Der Kollektor des Transistors 46 ist gemeinsam mit den Emittern der Transistoren 18c und 18d gekoppelt. Der Emitter des Transistors 46 ist mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 über den Widerstand 48 gekoppelt. Der Kollektor des Transistors 42 ist gemeinsam mit den Basen des Transistors 42 und des Transistors 46 gekoppelt. Damit ist die Stromquelle 34 nach Art eines Stromspiegels gebildet.
Unter der Annahme, daß ein Stromverhältnis der Stromquelle 34 von 1 : 1 vorliegt, läßt sich der Konstantstrom I34 der Stromquelle 34 wie folgt beschreiben:
Ic = (Vcc/2) x R32a ... (6).
Die Steuerspannung Vc ist über den Widerstand 24a an die Basen der Transistoren 18a und 18c angelegt, wie zuvor beschrieben. Die Referenzspannung Vr ist ebenfalls an die Basen der Transistoren 18b und 18d angelegt, wie zuvor beschrieben. Unter der Annahme, daß die Impedanz Z26 des variablen Widerstands 26 ausreichend niedriger als der Widerstandswert R24a des Widerstands 24a ist (Z26 « R24a), ist die Steuerspannung Vc ebenfalls durch die vorstehende Gleichung 1 beschrieben. Die Referenzspannung Vr ist durch die vorstehende Gleichung 2 gegeben.
Der Transistor 18c der zweiten Differenzschaltung 10b ist nach Art einer Diode gebildet, wie zuvor beschrieben. Folglich arbeitet die zweite Differenzschaltung 10b mit der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 als Spannungsfolgerschaltung für das an die Basis des Transistors 18d angelegte Eingangssignal. Die Basis des Transistors 18c arbeitet als Ausgangsanschluß der Spannungsfolgerschaltung. In der als Spannungsfolgerschaltung dienenden zweiten Differenzschaltung 10b wird das Basispotential des Transistors 18c nahe beim Basispotential des Transistors 18d gehalten. Somit läßt sich der durch den Widerstand 24a fließende Strom I24a dann, wenn das Basispotential des Transistors 18c als die Referenzspannung Vr angenommen wird, wie folgt beschreiben:
I24a = (Vc-Vc18c)/R24a
= (a - 1/2) x Vcc/R24a ... (7),
wobei Vc18c das Basispotential des Transistors 18c bezeichnet. Der Kollektorstrom I18c des Transistors 18c ist wie folgt gegeben:
I18c = I34/2 + [(a - 1/2) x Vcc/R24a]/2
= Vcc/(4 x R32a) + (a - 1/2) x Vcc/(2 x R24a) ... (8).
Andererseits ist der Kollektorstrom I18d des Transistors 18d wie folgt gegeben:
I18d = I34/2 - [(a - 1/2) x Vcc/R24a]/2
= Vcc/(4 x R32a) - (a - 1/2) x Vcc/(2 x R24a) ... (9).
Eine Potentialdifferenz ΔV zwischen den Basen der Transistoren 18c und 18d ist unter der Annahme, daß die Transistoren wie etwa die Transistoren 18c und 18d denselben Sättigungsstrom Is haben, wie folgt gegeben:
ΔV = Vt x In (I18c/I18d)
= Vt x In [Vcc/(4 x R32a) + (a - 1/2) x Vcc/(2 x R24a)] /[Vcc/(4 x R32a) - (a - 1/2) x Vcc/(2 x R24a)]
= Vt x In (24a - R32a + 2 x a x R32a) /(R24a + R32a - 2 x a x R32a) ... (10).
Unter der Annahme, daß der Widerstandswert R24a derselbe wie der Widerstandswert R32a des Widerstands 32a ist, ändert sich die Gleichung 10 wie folgt:
ΔV = Vt x In 2 x a x R32a/(2 x R32a - 2 x a x R32a)
= Vt x In a/(1 - a) ... (11).
Die Potentialdifferenz ΔV ist zwischen den Basen der Transistoren 18a und 18b der ersten Differenzschaltung 10a vorhanden. Folglich verändern sich die Kollektorströme Ic18a und Ic18b der Transistoren 18a und 18b differentiell proportional zur Potentialdifferenz ΔV. Das Verhältnis der Kollektorströme Ic18a und Ic18b ist wie folgt gegeben:
Ic18a/Ic18b = Exp ΔV/Vt = a/(1 - a) ... (12).
Die Kollektorströme Ic18a und Ic18b variieren differentiell in Verbindung mit dem Steuerverhältnis a des variablen Widerstands 26. Allerdings hält die Summe der Kollektorströme Ic18a und Ic18b den Wert gleich groß wie der durch die Stromquelle 20 zugeführte Eingangsstrom Iin. Folglich ist die folgende Gleichung erfüllt:
Ic18a + Ic18b = Iin ... (13).
Aus den Gleichungen 12 und 13 werden die folgenden Gleichungen in bezug auf die einzelnen Kollektorströme Ic18a und Ic18b erhalten:
Ic18a = a x Iin ... (14),
Ic18b = (1 - a) x Iin ... (15).
Wie aus den Gleichungen 14 und 15 leicht ersichtlich ist, enthalten die Ausgangsströme Ic18a und Ic18b keine Ausdrücke hinsichtlich der Versorgungsquellenspannung Vcc, der Widerstandswerte R32a und R24a und der thermischen Spannung Vt.
Die Gleichung 11 wird unter der Annahme, daß die Sättigungsströme der Transistoren 18c und 18d gleich groß sind, erhalten. Die Sättigungsströme werden vereinheitlicht bzw. gleich groß gemacht, wenn die Transistoren 18c und 18d und dergleichen auf demselben IC-Chip gebildet sind. Insbesondere werden die Sättigungsströme mit höherem Grad vergleichmäßigt, wenn die Transistoren 18c und 18d in enger gegenseitiger Nähe gebildet sind. Folglich besitzt Gleichung 11 höheren Genauigkeitsgrad, wenn die Schaltung als integrierte Schaltung ausgebildet ist.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in Figur 2 gezeigt, sind die erste Differenzschaltung 10a und die zweite Differenzschaltung 10b miteinander gekoppelt, so daß die Potentialdifferenz ΔV der Basen der Transistoren 18c und 18d der zweiten Differenzschaltung 10b zwischen die Basen der Transistoren 18a und 18b der ersten Differenzschaltung 10a angelegt ist.
Die Kollektoren der Transistoren 18c und 18d der zweiten Differenzschaltung 10b sind miteinander über die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 gekoppelt, so daß die Kollektorströme I18c und I18d derselben differentiell variieren, aber deren Summe konstant beispielsweise beim Wert des Konstantstroms I34 der Stromquelle 34 oder dem durch die Versorgungsquellenspannung Vcc/(4 x R32a) gegebenen Wert gehalten ist.
Die zweite Differenzschaltung 10b wird mit dem Konstantstrom I34 gespeist, der proportional zur Versorgungsquellenspannung Vcc ist. Dies wird durch die Stromquelle 34 erreicht, von der ein Teil in der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 gebildet ist, die mit der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt ist.
Die Basen der Transistoren 18c und 18d der zweiten Differenzschaltung 10b werden mit der Steuerspannung Vc bzw. der Referenzspannung Vr gespeist. Somit variiert die Potentialdifferenz ΔV der Basen der Transistoren 18c und 18d proportional zur Steuerspannung Vc.
Die Potentialdifferenz ΔV zwischen den Basen der Transistoren 18c und 18d der zweiten Differenzschaltung 10b ist zwischen die Basen der Transistoren 18a und 18b der ersten Differenzschaltung 10a angelegt. Die thermische Spannung Vt in der Potentialdifferenz ΔV ist dann durch die thermische Spannung Vt in der ersten Differenzschaltung 10a gelöscht bzw. kompensiert.
Als Ergebnis sind die Ausgangsströme Ic18a und Ic18b, die von der ersten Differenzschaltung 10a erhalten werden, gegenüber dem Einfluß von Veränderungen der Versorgungsquellenspannung Vcc, der Widerstandswerte der Widerstände und der Schwankungen der thermischen Spannung Vt geschützt.
Bezugnehmend auf Figur 3 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für eine Differential- bzw. Differenzschaltung gemäß der Erfindung in Einzelheiten beschrieben.
Gemäß Figur 3 ist die Steuereinrichtung mit einer ersten Differenzschaltung 10a und einer zweiten Differenzschaltung 10b, einer Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12, einer Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 und einer Versorgungsspannung-Speisequelle 16 versehen. Die Steuerspannung- Versorgungsschaltung 12 und die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 speisen die erste Differenzschaltung 10a und die zweite Differenzschaltung 10b mit einer Steuerspannung Vc bzw. einer Referenzspannung Vr, die im folgenden beschrieben werden. Die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 besitzt eine Versorgungsquellenspannung Vcc.
Die erste Differenzschaltung 10a und die zweite Differenschaltung 10b sind gleichartig denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, wie in Figur 2 gezeigt, aufgebaut. Daher erfolgt im folgenden keine Beschreibung der Einzelheiten der ersten Differenzschaltung 10a und der zweiten Differenzschaltung 10b mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen.
Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 ist durch einen variablen Widerstand 26 und eine Spannungsfolgerschaltung 50 gebildet. Die Spannungsfolgerschaltung 50 ist durch einen Operationsverstärker 50a gebildet. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 50a ist mit der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 gekoppelt. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 50a ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß desselben und dem Widerstand 24a gekoppelt.
Der variable Widerstand 26 ist entlang der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt bzw. mit deren Anschlüssen verbunden. Ein Ausgangsanschluß 26a des variablen Widerstandes 26 ist mit dem Transistor 18c der zweiten Differenzschaltung 10b über einen Ausgangsanschluß 12a der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 und die Spannungsfolgerschaltung 50 in Reihe gekoppelt. Über den Ausgangsanschluß 12a wird die Steuerspannung Vc von der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 abgegeben. Die Steuerspannung Vc wird über die Spannungsfolgerschaltung 50 und den Widerstand 24a an die Basis des Transistors 18c angelegt.
Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 ist durch einen Transistor 28, drei Widerstände 32a, 32b und 32c sowie zwei Spannungsfolgerschaltungen 52 und 54 gebildet. Die Spannungsfolgerschaltungen 52 und 54 sind gleichartig wie die Spannungsfolgerschaltung 50 aufgebaut. Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 enthält weiterhin einen Transistor 42 und einen Widerstand 44. Der Transistor 42 und der Widerstand 44 bilden eine Stromquelle 34 für die zweite Differenzschaltung 10b, ähnlich wie bei dem in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel.
Die Widerstände 32b und 32c sind in Reihe zwischen die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 bzw. deren Anschlüsse gekoppelt. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 32b und 32c arbeitet als ein Referenzspannung-Ausgangsanschluß 14a der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 zum Abgeben der Referenzspannung Vr. Der Verbindungspunkt der Widerstände 32b und 32c, d. h. der Referenzspannung-Ausgangsanschluß 14a, ist mit den nichtinvertierenden Eingangsanschlüssen der Spannungsfolgerschaltungen 52 und 54 gekoppelt. Der Ausgangsanschluß der Spannungsfolgerschaltung 52 ist mit der Basis des Transistors 18d der zweiten Differenzschaltung 10b gekoppelt. Weiterhin ist der Ausgangsanschluß der Spannungsfolgerschaltung 52 mit dessen invertierendem Eingangsanschluß gekoppelt. Folglich ist die Referenzspannung Vr der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 an die Basis des Transistors 18d der zweiten Differenzschaltung 10b über die Spannungsfolgerschaltung 52 angelegt.
Der Ausgangsanschluß der Spannungsfolgerschaltung 54 ist mit der Basis des Transistors 28 gekoppelt. Weiterhin ist der Ausgangsanschluß der Spannungsfolgerschaltung 54 über die Basis und den Emitter des Transistors 28 mit dem invertierenden Eingangsanschluß desselben gekoppelt. Der Kollektor des Transistors 28 ist mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung- Speisequelle 16 in Reihe über den Transistor 42 und den Widerstand 44 gekoppelt. Der Emitter des Transistors 28 ist über den Widerstand 32a mit dem positiven Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt.
Die Stromquelle 34 ist ähnlich wie diejenige bei dem in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Daher werden die Einzelheiten der Stromquelle 34 im folgenden nicht näher beschrieben, mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der Ausgangsanschluß 12a der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 (siehe Figur 2) über die Spannungsfolgerschaltung 50 mit dem Widerstand 24a gekoppelt. Weiterhin ist der Referenzspannung-Ausgangsanschluß 14a über die Spannungsfolgerschaltungen 52 bzw. 54 mit der Basis des Transistors 18d der zweiten Differenzschaltung 10b bzw. der Basis des Transistors 28 gekoppelt. Die Spannungsfolgeschaltung wie etwa die Spannungsfolgerschaltungen 50, 52 und 54 übertragen eine an ihren Eingangsanschluß angelegte Eingangsspannung mit sehr hoher Impedanz an ihren Ausgangsanschluß. Daher isoliert die Spannungsfolgerschaltung eine mit dem Ausgangsanschluß gekoppelte Ausgangsschaltung gegenüber irgendwelchen Einflüssen aufgrund der Impedanz der mit dem Eingangsanschluß gekoppelten Eingangsschaltung. Jedoch überträgt die Spannungsfolgerschaltung die an ihren Eingangsanschluß angelegte Eingangsspannung so, wie sie ist, zum Ausgangsanschluß.
Als Ergebnis kann die an die Basis des Transistors 18c der zweiten Differenzschaltung 10b angelegte Steuerspannung Vc auf die Speisequellenspannung Vcc ohne irgendwelche Einflüsse aufgrund der Impedanz des variablen Widerstands 26 und/oder der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 ansprechen. Demgemäß ist die Gleichung 1 mit noch höherer Genauigkeit anwendbar bzw. erfüllt. Die Spannungsfolgerschaltungen 52 und 54 isolieren weiterhin die zweite Differenzschaltung 10b und den Transistor 28 gegenüber irgendwelchen Einflüssen aufgrund der Impedanz der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14.
Im folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für eine Differential- bzw. Differenzschaltung gemäß vorliegender Erfindung in Einzelheiten beschrieben. Die Steuereinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist mit einem Paar von Differenzschaltungen, einer Steuerspannung-Versorgungsschaltung, einer Referenzspannung-Versorgungsschaltung und einer Versorgungsspannung-Speisequelle versehen. Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung und die Versorgungsspannung-Speisequelle speisen die erste und zweite Differenzschaltung mit einer Steuerspannung Vc bzw. einer Referenzspannung Vr, die im folgenden beschrieben werden. Die Versorgungsspannung-Speisequellebesitzt eine Versorgungsquellenspannung Vcc. Figur 4 zeigt lediglich ein Paar der Differenzschaltungen des dritten Ausführungsbeispiels. Die anderen Schaltungen wie etwa die Steuerspannung-Versorgungsschaltung, die Referenzspannung-Versorgungsschaltung und die Versorgungsspannung-Speisequelle sind äquivalent denjenigen beim ersten und/oder zweiten Ausführungsbeispiel, wie in den Figuren 2 und/oder 3 gezeigt. Folglich werden die Einzelheiten der anderen Schaltungen in der folgenden Beschreibung lediglich, soweit notwendig, beschrieben.
Gemäß Figur 4 ist die erste Differenzschaltung 10a durch ein Paar von Transistoren 18a und 18b und eine Stromquelle 20 gebildet. Die Stromquelle 20 erzeugt einen Eingangsstrom Iin, der der Steuerung durch die Steuereinrichtung unterzogen ist. Die Emitter der Transistoren 18a und 18b sind mit der Stromquelle 20 verbunden. Die Basen der Transistoren 18a und 18b sind mit der zweiten Differenzschaltung 10b gekoppelt, wie im folgenden beschrieben. Beide oder einer der Kollektorströme Ic18a und Ic18b der Transistoren 18a und 18b stellen gesteuerte Ausgänge des durch die Stromquelle 20 zugeführten Eingangsstroms Iin dar.
Die zweite Differenzschaltung 10b ist durch ein Paar von Dioden 56a und 56b, eine Stromquelle 34, eine Strom-Rückkopplungsschaltung 36, einen Transistor 58 und einen Operationsverstärker gebildet. Die Dioden 56a und 56b sind durch eine Form eines Transistors in einem integrierten Schaltungsaufbau hergestellt, ähnlich wie die Dioden 30a und 30b beim ersten Ausführungsbeispiel.
Die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 ist durch ein Paar von Transistoren 38a und 38b und ein Paar von Widerständen 40a und 40b gebildet, gleichartig wie bei dem ersten und/oder zweiten, in den Figuren 2 und/oder 3 gezeigten Ausführungsbeispiel. Daher werden die Einzelheiten der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 im folgenden mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen nicht nochmals beschrieben.
Der Transistor 58 und der Operationsverstärker 60 bilden eine Spannungsfolgerschaltung 62. Bei der Spannungsfolgerschaltung 62 ist der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 60 mit der Referenzspannung-Versorgungsschaltung (nicht gezeigt) gekoppelt. Der invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 60 ist mit der Steuerspannung- Versorgungsschaltung (nicht gezeigt) über einen Widerstand 24a gekoppelt. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 60 ist mit der Basis des Transistors 58 gekoppelt. Der Emitter des Transistors 58 ist mit dessen invertierendem Eingangsanschluß und der Anode der Diode 56a gekoppelt. Der Kollektor des Transistors 58 ist mit dem Kollektor des Transistors 38b der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 gekoppelt.
Die Stromquelle 34 führt den Dioden 56a und 56b einen vorgegebenen Konstantstrom I34 zu. Die Kathoden der Dioden 56a und 56b sind mit der Stromquelle 34 gekoppelt. Die Stromquelle 34 ist ebenfalls gleichartig wie bei dem ersten und/oder zweiten, in den Figuren 2 und/oder 3 gezeigten Ausführungsbeispielen aufgebaut. Daher werden die Einzelheiten der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 im folgenden mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen nicht nochmals beschrieben.
Die Anode der Diode 56a ist mit der nicht gezeigten Steuerspannung-Versorgungsschaltung über den Widerstand 24a zusammen mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 60 gekoppelt, wie vorstehend beschrieben. Weiterhin ist die Anode der Diode 56a über den Transistor 58 mit dem Kollektor des Transistors 38b gekoppelt. Die Anode der Diode 56b ist mit dem Kollektor des Transistors 38a der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 gekoppelt.
Bei dem in Figur 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel wird ein durch die Diode 56a fließender Strom I56a seriell über die Spannungsfolgerschaltung 62 und die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 zur Diode 56b rückgekoppelt. Danach isoliert die Spannungsfolgerschaltung 62 die Diode 56b gegenüber Einflüssen aufgrund der Impedanz des Widerstands 24a. Als Ergebnis wird die an den Widerstand 24a angelegte Steuerspannung Vc mit höherer Genauigkeit in den entsprechenden Strom umgewandelt.
Bezugnehmend auf Figur 5 wird nun ein viertes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für eine Differential- bzw. Differenzschaltung gemäß vorliegender Erfindung in näheren Einzelheiten beschrieben.
Gemäß Figur 5 ist die Steuereinrichtung mit einer ersten Differenzschaltung 10a und einer zweiten Differenzschaltung 10b, einer Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12, einer Referenzspanunng-Versorgungsschaltung 14 und einer Versorgungsspannung-Speisequelle 16 versehen. Die Steuerspannung- Versorgungsschaltung 12 und die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 versorgen die zweite Differenzschaltung 10b mit einer Steuerspannung Vc und einer Referenzspannung Vr, die im folgenden näher beschrieben werden. Die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 besitzt eine Speisequellenspannung Vcc.
Die erste Differenzschaltung 10a ist gleichartig wie die Differenzschaltung 10 des in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut. Daher entfällt in der nachfolgenden Beschreibung die Einzelbeschreibung der ersten Differenzschaltung 10a mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen.
Die zweite Differenzschaltung 10b ist durch ein Paar von Dioden 56a und 56b, eine Stromquelle 34 und eine Strom-Rückkopplungsschaltung 36 gebildet. Weiterhin enthält die zweite Differenzschaltung 10b ein Paar von Spannungs/Strom-Wandlerschaltungen 64a und 64b.
Die Dioden 56a und 56b sind in Form eines Transistors in integrierter Schaltungskonfiguration hergestellt, gleichartig wie die Dioden 30a und 30b beim ersten Ausführungsbeispiel. Die Anoden der Dioden 56a und 56b sind mit den Basen der Transistoren 18a bzw. 18b der ersten Differenzschaltung 10a gekoppelt.
Die Stromquelle 34 ist durch ein Paar von Transistoren 42a und 46 gebildet, gleichartig wie beim in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Der Transistor 42a ist in der Zeichnung aus Einfachheitsgründen durch das Symbol einer Diode dargestellt. Die Stromquelle 34 enthält beim vierten Ausführungsbeispiel weiterhin keine Widerstände, die den Widerständen 44 und 48 beim ersten Ausführungsbeispiel entsprechen. Jedoch wird bei der Stromquelle 34 des vierten Ausführungsbeispiels eine Stromspiegel-Betriebsweise nahezu gleichartig wie bei der Stromquelle 34 der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele erzielt. Daher entfällt bei der folgenden Beschreibung die Einzeldiskussion der Stromquelle 34 mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen.
Die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 ist durch ein Paar von Transistoren 38a und 38b gleichartig wie bei dem ersten bis dritten, in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel gebildet. Die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 enthält beim vierten Ausführungsbeispiel keine Widerstände, die den Widerständen 40a und 40b bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen entsprechen. Jedoch wird bei der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 des vierten Ausführungsbeispiels ein Strom-Rückkopplungsbetrieb nahezu gleichartig wie bei der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele erzielt. Daher werden die Einzelheiten der Strom- Rückkopplungsschaltung 36 mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen in der nachfolgenden Beschreibung nicht näher diskutiert. Die Stromquelle 34 führt den Dioden 56a und 56b einen vorgegebenen Konstantstrom I34 zu.
Die Kathoden der Dioden 56a und 56b sind mit der Stromquelle 34 verbunden. Die Anoden der Dioden 56a und 56b sind mit den Transistoren 38a bzw. 38b der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 gekoppelt. Weiterhin sind die Anoden der Dioden 56a und 56b mit der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 und der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 über die Spannungs/Strom-Wandlerschaltungen 64a und 64b verbunden. Die Spannungs/- Strom-Wandlerschaltung 64a enthält einen Transistor 66a und einen Widerstand 68a. Der Kollektor des Transistors 66a ist mit der Anode der Diode 56a gekoppelt. Der Emitter des Transistors 66a ist mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 über den Widerstand 68a gekoppelt. Der Emitter des Transistors 66a ist ebenfalls mit der Steuerspannung- Versorgungsschaltung 12 über einen Widerstand 70 zum Empfangen der Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 gekoppelt. Die Spannungs/Strom-Wandlerschaltung 64b enthält ebenfalls einen Transistor 66b und einen Widerstand 68b. Der Kollektor des Transistors 66b ist mit der Anode der Diode 56b gekoppelt. Der Emitter des Transistors 66b ist über den Widerstand 68b mit dem negativen Anschluß der Versorgungsspannung- Speisequelle 16 gekoppelt. Die Basen der Transistoren 66a und 66b sind zusammen mit der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 gekoppelt.
Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 ist gleichartig wie die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiels aufgebaut. Daher werden die Einzelheiten der Steuerspannung- Versorgungsschaltung 12 bei der nachfolgenden Beschreibung mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen nicht wiederholt.
Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 ist ebenfalls gleichartig wie die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 bei dem in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut. Daher werden die Einzelheiten der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 bei der nachfolgenden Beschreibung mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen nicht wiederholt.
Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 stellt die Referenzspannung Vr bereit. Die Referenzspannung Vr wird vom Emitter des Transistors 28 zu den Basen der Transistoren 66a und 66b der ersten und zweiten Spannungs/- Strom-Wandlerschaltungen 64a und 64b der zweiten Differenzschaltung 10b geführt. Die Referenzspannung Vr besitzt eine vorgegebene Beziehung mit der Versorgungsquellenspannung Vcc der Versorgungsspannung-Speisequelle 16.
Die Referenzspannung Vr kann daher wie folgt angenommen werden:
Vr = β x Vcc ... (16),
wobei β eine Dezimalzahl kleiner als eins bezeichnet (0 ≤ a ≤ 1).
Unter der Annahme, daß die Widerstandswerte R32b und R32c der Widerstände 32b und 32c gleich groß sind, nimmt die Dezimalzahl β den Wert 0,5 an. Das bedeutet, daß die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 eine Referenzspannung Vr bei der Hälfte der Speisequellenspannung Vcc bereitstellt.
Die Stromquelle 34 ist mit der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 gekoppelt, wie zuvor beschrieben. Daher erzeugt die Stromquelle 34 einen Konstantstrom I34, der wie folgt gegeben ist:
I34 = (1 - β) x Vcc/R32a ... (17),
wobei R32 den Widerstandswert des Widerstands 32 bezeichnet.
Die Spannungs/Strom-Wandlerschaltung 64b wandelt die Referenzspannung Vr in den Strom I64b um. Der Strom I64b fließt über 66b und ist wie folgt gegeben:
I64b = (1 - β) x Vcc/R68b ... (18),
wobei R68b den Widerstandswert des Widerstands 68b bezeichnet.
Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 erzeugt die Steuerspannung Vc. Die Steuerspannung Vc ist durch die Gleichung 1 ähnlich wie bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel gegeben. Zweckmäßigerweise wird die Gleichung 1 nochmals wiederholt:
Vc = a x Vcc ... (1).
Die Spannungs/Strom-Wandlerschaltung 64a ist sowohl mit der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 also auch mit der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 zum Aufnehmen der Steuerspannung Vc und der Referenzspannung Vr gekoppelt. Als Ergebnis erzeugt die Spannungs/Strom- Wandlerschaltung 64a einen Strom I64a in Abhängigkeit von der Steuerspannung Vc und der Referenzspannung Vr. Der Strom I64a ist dann wie folgt gegeben:
I64a = (1 - β) x Vcc/R68a + [(1 - β) x Vcc - a x Vcc]/R70 ... (19),
wobei R68a und R70 die Widerstandswerte der Widerstände 68a und 70 bezeichnen.
Die Strom-Rückkopplungsschaltung 36 gibt einen der Differenz zwischen dem Strom I64a und dem Strom I64b entsprechenden Strom an die Schaltung aus den Dioden 56a und 56b ab. Unter der Annahme, daß das Stromspiegelverhältnis der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 1 : 1 ist, gilt folgende Beziehung:
I56b - I56a = I64a - I64b ... (20),
wobei I56b und I56a die durch 56b bzw. 56a fließenden Ströme bezeichnen.
Die Ströme I56b und I56a variieren differentiell in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Strömen I64a und I64b, wobei allerdings die Summe der Ströme I64a und I64b auf demselben Wert wie der Konstantstrom I34 der Stromquelle 34 gehalten wird. Damit gilt die folgende Gleichung:
I56b + I56a = I34 ... (21).
Die Ströme I64a und I64b werden dann wie folgt durch Umstellung der Gleichung 20 und 21 erhalten:
I56a = (I34 - I64a + I64a)/2 ... (22),
I56b = (I34 + I64a - I64a)/2 ... (23).
Die Anodenpotentialdifferenz ΔVa zwischen den Dioden 56a und 56b entspricht dann der folgenden Gleichung:
ΔVa = Vt x In I65b/I56a
= Vt x In (I34 + I64a - I64a)/(I34 - I64a + I64a) ... (24).
Unter der Annahme, daß die Widerstandswerte R32a, R68a, R68b und R70 denselben Wert R besitzen, läßt sich die Gleichung 24 wie folgt umschreiben:
ΔVa = Vt x In [2 x (1 - β) x Vcc/R - a x Vcc/R]/a x Vcc/R
= Vt x In [2 x (1 - β) - a]/a ... (25).
Die Potentialdifferenz ΔVa tritt zwischen den Basen der Transistoren 18a und 18b der ersten Differenzschaltung 10a auf. Folglich variieren die Kollektorströme Ic18a und Ic18b der Transistoren 18a und 18b differentiell proportional zur Potentialdifferenz ΔVa. Das Verhältnis γ der Kollektorströme Ic18a und Ic18b ist wie folgt gegeben:
Ic18a/Ic18b = Exp ΔVa/Vt
= [2 x (1 - β) - a]/a = γ ... (26).
Die Kollektorströme Ic18a und Ic18b variieren differentiell in Abhängigkeit von dem Steuerverhältnis a des variablen Widerstands 26. Jedoch behält die Summe der Kollektorströme Ic18a und Ic18b den Wert bei, der gleich dem durch die Stromquelle 20 zugeführten Eingangsstrom Iin ist. Somit ist die vorstehende Gleichung 13 gleichfalls gegeben bzw. erfüllt. Zweckmäßigerweise wird die Gleichung 13 im folgenden nochmals wiederholt:
Ic18a + Ic18b = Iin ... (13).
Aus den Gleichungen 13 und 26 lassen sich bezüglich der einzelnen Kollektorströme Ic18a und Ic18b die folgenden Gleichungen erhalten:
Ic18a = [γ/(1 + γ)] x Iin ... (27),
Ic18b = [γ/(1 + γ)] x Iin ... (28).
Unter der Annahme, daß das Verhältnis β der Referenzspannung Vr den Wert 0,5 annimmt, wie zuvor beschrieben, verändert sich die Gleichung 26 wie folgt:
γ = (1 - a)/a ... (29).
Die Gleichungen 27 und 28 ändern sich wie folgt:
Ic18a = (1 - a) x Iin ... (30),
Ic18b = a x Iin ... (31).
Wie aus den Gleichungen 30 und 31 leicht verständlich ist, enthalten die Ausgangsströme Ic18a und Ic18 keine Ausdrücke der Versorgungsquellenspannung Vcc, der Widerstandswerte R32a, R24a und der thermischen Spannung Vt.
Gemäß dem in Figur 5 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel sind die erste Differenzschaltung 10a und die zweite Differenzschaltung 10b miteinander gekoppelt, so daß die Potentialdifferenz ΔVa der Anoden der Dioden 56a und 56b der zweiten Differenzschaltung 10b zwischen die Basen der Transistoren 18a und 18b der ersten Differenzschaltung 10a angelegt ist.
Die Spannungs/Strom-Wandlerschaltungen 64a und 64b sind mit den Anoden der Dioden 56a und 56b der zweiten Differenzschaltung 10b über die Strom- Rückkopplungsschaltung 36 gekoppelt, so daß deren Ströme I56a und I56b differentiell variieren, wobei aber deren Summe konstant gehalten bleibt, z. B. beim Wert des Konstantstroms I34 der Stromquelle 34.
Die zweite Differenzschaltung 10b wird mit dem Konstantstrom I34 gespeist, der proportional zur Versorgungsquellenspannung Vcc ist. Dies wird durch die Stromquelle 34 bewirkt, von der ein Teil in der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 gebildet ist, die mit der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt ist.
Die Dioden 56a und 56b der zweiten Differenzschaltung 10b werden mit der Steuerspannung Vc bzw. der Referenzspannung Vr gespeist. Folglich variiert die Potentialdifferenz ΔVa der Anoden der Dioden 56a und 56b proportional zur Steuerspannung Vc. Jedoch ist die Potentialdifferenz ΔVa unabhängig von Veränderungen der Versorgungsquellenspannung Vcc, den Widerstandswerten der Widerstände und den Veränderungen in der thermischen Spannung Vt der Dioden 56a und 56b und dergleichen.
Die Potentialdifferenz ΔVa zwischen den Anoden der Dioden 56a und 56b der zweiten Differenzschaltung 10b wird zwischen die Basen der Transistoren 18a und 18b der ersten Differenzschaltung 10a angelegt. Die thermische Spannung Vt in der Potentialdifferenz ΔVa wird dann durch die thermische Spannung Vt bei der ersten Differenzschaltung 10a ausgelöscht. Als Ergebnis sind die durch die erste Differenzschaltung 10a erhaltenen Ausgangsströme Ic18a und Ic18b gegenüber dem Einfluß von Veränderungen der Versorgungsquellenspannung Vcc, der Widerstandswerte der Widerstände oder der Veränderung der thermischen Spannung Vt geschützt.
Unter Bezugnahme auf Figur 6 wird nun ein fünftes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für eine Differential- bzw. Differenzschaltung gemäß vorliegender Erfindung in näheren Einzelheiten beschrieben.
Bei dem in Figur 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel versorgen die Transistoren 38a und 38b der Strom-Rückkopplungsschaltung 36 die Dioden 56a und 56b der zweiten Differenzschaltung 10b mit dem Differenzstrom zwischen den Spannungs/Strom-Wandlerschaltungen 64a und 64b in Abhängigkeit von der Steuerspannung Vc. Als Ergebnis wird die Potentialdifferenz ΔVa erhalten. Die Potentialdifferenz ΔVa variiert gemeinsam sowohl bei Erhöhung als auch bei Verringerung. Im Unterschied hierzu wird bei dem in Figur 6 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel die Potentialdifferenz ΔVa durch zwei unabhängige Schaltungen erzeugt, wie im folgenden näher beschrieben.
Gemäß Figur 6 ist die Steuereinrichtung mit einer Differential- bzw. Differenzschaltung 10, einer Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12, einer Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14, einer Versorgungsspannung-Speisequelle 16 und einer Kompensationsspannung-Generatorschaltung 72 versehen. Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 und die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 speisen die Differenzschaltung 10 und die Kompensationsspannung-Generatorschaltung 72 mit einer Steuerspannung Vc bzw. einer Referenzspannung Vr, wie später beschrieben. Die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 besitzt bzw. erzeugt eine Versorgungsquellenspannung Vcc.
Die Differenzschaltung 10 ist gleichartig wie die erste Differenzschaltung 10a des in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut. Daher werden die Einzelheiten der Differenzschaltung 10 mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen im folgenden nicht nochmals beschrieben.
Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 ist ebenfalls gleichartig wie die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 des in Figur 5 gezeigten vierten Ausführungsbeispiels aufgebaut. Die Basis des Transistors 28 ist mit der Anode der Diode 30a gekoppelt. Jedoch besitzt der Transistor 28 eine Leitfähigkeit bzw. einen Leitungstyp, der entgegengesetzt dem Transistor 28 des vierten Ausführungsbeispiels ist. Folglich stellt der Emitter des Transistors 28 ebenfalls ein Potential bereit, das dasselbe wie das Potential zwischen den Dioden 30a und 30b ist. Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 erzeugt eine Referenzspannung Vr. Die Referenzspannung Vr wird vom Emitter des Transistors 28 an die Kompensationsspannung-Generatorschaltung 72 und die Differenzschaltung 10 angelegt. Die Referenzspannung Vr besitzt eine vorgegebene Beziehung mit der Versorgungsquellenspannung Vcc der Versorgungsspannung-Speisequelle 16. Es sei angenommen, daß die Referenzspannung Vr durch folgende Gleichung gegeben ist:
Vr = β x Vcc ... (16),
wobei β das Spannungsteilerverhältnis der Versorgungsquellenspannung Vcc bezeichnet, das kleiner als 1 ist (0 ≤ β ≤ 1).
Unter der Annahme, daß die Widerstandswerte R32b und R32c der Widerstände 32b und 32c gleich groß sind, nimmt das Spannungsteilerverhältnis β den Wert 0,5 an. Das bedeutet, daß die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 eine Referenzspannung Vr bereitstellt, die halb so groß wie die Versorgungsquellenspannung Vcc ist.
Die Kompensationsspannung-Generatorschaltung 72 enthält ein Paar von Spannungs/Strom-Wandlerschaltungen 74a und 74b, die parallel mit der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt sind. Die Spannung/Strom- Wandlerschaltung 74a ist aus einem Transistor 76a und einem Widerstand 78a gebildet, die in Reihe geschaltet sind. Der Emitter des Transistors 76a ist mit der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 über einen Transistor 80a gekoppelt. Der Transistor 80a bildet zusammen mit einer Diode 84a eine erste Stromspiegelschaltung 82a. Die Diode 84a ist in Reihe mit einem Transistor 86 und einem Widerstand 88 mit der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt. Die Spannungs/Strom-Wandlerschaltung 74b besteht aus einem Transistor 76b und einem Widerstand 78b, die in Reihe geschaltet sind. Der Emitter des Transistors 76b ist mit der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 über einen Transistor 80b gekoppelt. Der Transistor 80b bildet zusammen mit einer Diode 84b, die in Reihe mit dem Transistor 28 der Referenzspannung- Versorgungsschaltung 14 geschaltet ist, eine zweite Stromspiegelschaltung 82b. Die Basen der Transistoren 76a, 76b und 86 sind mit der Basis des Transistors 28 gekoppelt.
Die Emitter des Transistors 76a und des Transistors 28 sind über Widerstände 70a bzw. 70b mit der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 zum Aufnehmen der Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 gekoppelt. Die Emitter der Transistoren 76a und 76b sind mit den Basen des Transistors 18a und des Transistors 18b der Differenzschaltung 10 gekoppelt.
Im folgenden wird der Betrieb des in Figur 6 gezeigten fünften Ausführungsbeispiels beschrieben. Es sei angenommen, daß die Widerstandswerte R88, R32a, R70a und R70b der Widerstände 88, 32a, 70a und 70b gleich groß sind und die Widerstandswerte R78a und R78b der Widerstände 78a und 78b halb so groß wie die Widerstandswerte sind (d. h. R88 = R32a = R70a = R70b = 2 x R78a = 2 x R78b). Weiterhin sind die Basen der Transistoren 76a, 76b und 86 mit den Basen des Transistors 28 gekoppelt, wie zuvor beschrieben. Folglich werden die Emitterpotentiale der Transistoren 76a, 76b und 86 bei der Referenzspannung Vr oder der Spannung β x Vcc gehalten.
Bei dem in Figur 6 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel tritt eine Potentialdifferenz ΔVa zwischen den Emittern der Spannungs/Strom-Wandlerschaltungen 74a und 74b der Kompensationsspannung-Generatorschaltung 72 auf. Die Potentialdifferenz ΔVa variiert in Abhängigkeit von der Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12, gleichartig wie bei dem in Figur 5 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel.
Die Potentialdifferenz ΔVa tritt zwischen den Basen der Transistoren 18a und 18b der ersten Differenzschaltung 10a auf. Folglich variieren die Kollektorströme Ic18a und Ic18b der Transistoren 18a und 18b differentiell proportional zur Potentialdifferenz ΔVa, gleichartig wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel. Die Ausgangsströme Ic18a und Ic18b der Differenzschaltung 10 enthalten somit gleichfalls keine Ausdrücke bezüglich der Versorgungsquellenspannung Vcc, der Widerstandswerte R32a, R24a oder der thermischen Spannung Vt.
Die Schaltung des fünften Ausführungsbeispiels kann wie folgt abgeändert werden: Ein Paar von Transistoren kann mit den Transistoren 76a bzw. 76b der Kompensationsspannung-Generatorschaltung 72 in Kaskadenkonfiguration gekoppelt sein. Daher sind die Emitter der zusätzlichen Transistoren mit den Kollektoren der Transistoren 76a und 76b gekoppelt. Die Kollektoren der Transistoren 80a und 80b sind mit den Emittern der zusätzlichen Transistoren, anstelle der Verbindungen mit den Emittern der Transistoren 76a und 76b, gekoppelt. Weiterhin sind die Basen des Transistors 18a und des Transistors 18b der ersten Differenzschaltung 10a mit den Emittern der zusätzlichen Transistoren anstelle der Verbindungen mit den Emittern der Transistoren 76a und 76b, gekoppelt.
Bei dem in Figur 6 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel arbeiten der Widerstand 88, der Widerstand 32a und die Widerstände 78a und 78b als Stromquellen. Daher können der Widerstand 88, der Widerstand 32a und die Widerstände 78a und 78b durch Konstantstromquellen ersetzt werden, die durch Stromspiegelschaltungen zusammen mit einer mit der Referenzspannung- Versorgungsschaltung 14 gekoppelten Diode gebildet sind.
Unter Bezugnahme auf Figur 7 wird nun ein sechstes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für eine Differential- bzw. Differenzschaltung gemäß vorliegender Erfindung im einzelnen beschrieben. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel werden die differentiell an die erste Differenzschaltung 10a und die zweite Differenzschaltung 10b angelegten Ströme durch eine einpolig geerdete Gegentaktschaltung gegeben bzw. geführt.
Gemäß Figur 7 ist die Steuereinrichtung mit der ersten Differenzschaltung 10a und der zweiten Differenzschaltung 10b, einer Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12, einer Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14, einer Versorgungsspannung-Speisequelle 16 und einer Stromversorgungsschaltung 90 versehen. Die Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 und die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 speisen die erste Differenzschaltung 10a und die Kompensationsspannung-Generatorschaltung 72 mit einer Steuerspannung Vc bzw. einer Referenzspannung Vr, die später beschrieben werden. Die Versorgungsspannung-Speisequelle 16 besitzt bzw. erzeugt eine Versorgungsquellenspannung Vcc.
Die erste Differenzschaltung 10a und die zweite Differenzschaltung 10b sind gleichartig wie diejenigen bei dem in Figur 5 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Daher werden die Einzelheiten der ersten Differenzschaltung 10a und der zweiten Differenzschaltung 10b mit Ausnahme der notwendigen Erläuterungen in der folgenden Beschreibung nicht nochmals wiederholt.
Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 ist gleichartig wie die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 bei dem in Figur 5 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Die Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 stellt eine Referenzspannung Vr bereit.
Die Stromversorgungsschaltung 90 umfaßt fünf Transistoren 92, 94, 96, 98 und 100 sowie zwei Dioden 102 und 104. Der Transistor 92 und die Diode 102 sind in Reihe mit einem Widerstand 106 mit der Versorgungsspannung- Speisequelle 16 gekoppelt. Die Transistoren 94 und 96 sind in Reihe mit der Diode 104 mit der Versorgungsspannung-Speisequelle 16 gekoppelt. Die Diode 102 bildet zusammen mit dem Transistor 100 eine erste Stromspiegelschaltung 108. Die Diode 104 bildet zusammen mit dem Transistor 98 gleichfalls eine zweite Stromspiegelschaltung 110. Die Transistoren 98 und 100 sind in Form eines einpolig geerdeten Gegentaktschaltungsaufbaus gekoppelt. Das heißt, daß die Kollektoren der Transistoren 98 und 100 gemeinsam verbunden sind. Der Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren 98 und 100 erzeugt einen Spannungsausgang bzw. eine Ausgangsspannung, die in Gegentakt-Beziehung mit den Strömen der Transistoren 98 und 100 variiert.
Die Emitter der Transistoren 92 und 94 sind über Widerstände 70a bzw. 70b zum Aufnehmen der Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 mit der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 gekoppelt. Der Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren der Transistoren 98 und 100 ist mit der Basis des Transistors 18b der ersten Differenzschaltung 10a und der Anode der Diode 56b der zweiten Differenzschaltung 10b verbunden. Die Basis des Transistors 18a der ersten Differenzschaltung 10a und die Anode der Diode 56b der zweiten Differenzschaltung 10b sind miteinander gekoppelt.
Bei dem in Figur 7 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel tritt die Referenzspannung Vr der Referenzspannung-Versorgungsschaltung 14 an beiden Emittern der Transistoren 92 und 94 auf. Andererseits ist die Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12 an beide Emitter der Transistoren 92 und 94 angelegt. Folglich variieren die Ströme der Transistoren 92 und 94 in Abhängigkeit von der Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12. Der Strom des Transistors 92 wird aufgrund der Stromspiegelfunktion der zweiten Stromspiegelschaltung 108 auf den Transistor 100 übertragen. Ebenso wird der Strom des Transistors 94 aufgrund der Stromspiegelfunktion der zweiten Stromspiegelschaltung 110 zum Transistor 98 übertragen. Die Ausgangsspannung der Stromversorgungsschaltung 90, die in Gegentaktbeziehung auf die Steuerspannung Vc der Steuerspannung- Versorgungsschaltung 12 anspricht, ist an die erste Differenzschaltung 10a und die zweite Differenzschaltung 10b angelegt.
Bei dem in Figur 7 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel tritt eine Potentialdifferenz ΔVa zwischen den Anoden der Dioden 56a und 56b der zweiten Differenzschaltung 10b und den Basen des Transistors 18a und des Transistors 18b der ersten Differenzschaltung 10a auf. Die Potentialdifferenz ΔVa variiert in Abhängigkeit von der Steuerspannung Vc der Steuerspannung-Versorgungsschaltung 12, gleichartig wie bei dem in Figur 5 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel. Folglich variieren die Kollektorströme Ic18a und Ic18b der Transistoren 18a und 18b differentiell proportional zur Potentialdifferenz ΔVa, gleichartig wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.
Somit enthalten die Ausgangsströme Ic18a und Ic18b der ersten Differenzschaltung 10a gleichfalls keinerlei Ausdrücke betreffend die Versorgungsquellenspannung Vcc, die Widerstandswerte R32a und R24a und die thermische Spannung Vt.
Wie vorstehend beschrieben, kann mit vorliegender Erfindung eine äußerst bevorzugte, einen gesteuerten Strom erzeugende Differenzschaltungseinrichtung bzw. Differentialschaltungseinrichtung bereitgestellt werden.
Auch wenn vorstehend dasjenige gezeigt und beschrieben ist, was gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen, einen gesteuerten Strom erzeugenden Differenzschaltungseinrichtung betrachtet wird, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen und Elemente derselben durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Zusätzlich können viele Modifikationen zur Anpassung einer speziellen Situation oder eines speziellen Materials an die Lehre vorliegender Erfindung durchgeführt werden, ohne deren zentralen Bereich zu verlassen. Es ist daher beabsichtigt, daß diese Erfindung nicht durch das als beste Ausführungsform betrachtete besondere Ausführungsbeispiel zur Ausführung der Erfindung beschränkt ist, sondern daß die Erfindung alle Ausführungsbeispiele umfaßt, die in den Rahmen der beigefügten Ansprüche fallen.
Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen werden vom Anmelder dahingehend eingestuft, daß sie eine Vielzahl individueller erfinderischer Konzepte enthalten, von denen einige teilweise oder vollständig außerhalb des Rahmens einiger oder aller der folgenden Ansprüche liegen können. Die Tatsache, daß der Anmelder zum Zeitpunkt der Einreichung vorliegender Anmeldung die Beschränkung des beanspruchten Schutzbereichs durch die folgenden Ansprüche gewählt hat, ist nicht als Disclaimer alternativer erfinderischer Konzepte anzusehen, die im Inhalt der Anmeldung enthalten sind und durch Ansprüche definiert werden könnten, die vom Rahmen der folgenden Ansprüche abweichen und nachfolgend während des Verfahrens aufgestellt werden können, beispielsweise für die Zwecke einer Ausscheidungsanmeldung.

Claims

1. Differentialschaltungseinrichtung, die einen gesteuerten Strom erzeugt, mit einer Eingangsstrom-Zuführungseinrichtung (20) zum Führen eines der Steuerung durch die Einrichtung zu unterziehenden Eingangsstroms (Iin), einer mit einer Spannungsquelle (16) gekoppelten Steuerspannungs-Zuführungseinrichtung (12) zum Zuführen einer Steuerspannung, einer Differentialschaltungseinrichtung (10a) mit einem mit der Eingangsstrom-Zuführungseinrichtung (20) gekoppelten gemeinsamen Strompfad, einem mit der Steuerspannungs-Zuführungseinrichtung gekoppelten Steueranschluß und einem Ausgangsanschluß zum Abgeben eines Ausgangsstroms (Ic), der in Abhängigkeit von der Steuerspannung gesteuert ist, einer Referenzspannung-Zuführungseinrichtung (14) und einer Kompensationsspannungs-Erzeugungseinrichtung (10b), die zwischen die Steuerspannungs-Zuführungseinrichtung (12) und die Referenzspannungs-Zuführungseinrichtung (14) gekoppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannungs-Zuführungseinrichtung (14) mit der Spannungsquelle (16) zum Erzeugen einer auf die Spannungsquellenspannung ansprechenden Referenzspannung gekoppelt ist, daß die Kompensationsspannungs-Erzeugungseinrichtung (10b) eine Kompensationsspannung zu der Steuerspannung erzeugt, und daß die Einrichtung weiterhin eine zwischen die Kompensationsspannungs-Erzeugungseinrichtung (10b) und die Referenzspannungs-Zuführungseinrichtung (14) gekoppelte Steuereinrichtung (34) zum Steuern der Kompensationsspannungs-Erzeugungseinrichtung (10b) in Abhängigkeit von einer durch eine Fluktuation der Spannungsquellenspannung hervorgerufenen Veränderung der Referenzspannung aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kompensationsspannungs- Erzeugungseinrichtung (10b) eine zweite Differentialschaltung enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Steuereinrichtung (34) eine zwischen einen gemeinsamen Strompfad der zweiten Differentialschaltung (10b) und die Referenzspannungs-Zuführungseinrichtung (14) gekoppelte Stromspiegelschaltung aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Referenzspannungs-Zuführungseinrichtung ein Paar von Spannungs/Strom-Umsetzeinrichtungen (64a, 64b) zum Umwandeln der Referenzspannung und der Steuerspannung in einen Referenzstrom bzw. einen Steuerstrom aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Referenzspannungs-Zuführungseinrichtung (14) eine einpolig geerdete Gegentakteinrichtung (98, 100) zum Treiben der Differentialschaltungseinrichtung (10a) und der zweiten Differentialschaltungseinrichtung (10b) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kompensationsspannungs- Erzeugungseinrichtung ein Paar von Spannungs/Strom-Umsetzeinrichtungen (76a, 76b) enthält, die mit jedem Differentialelement der Differentialschaltungseinrichtung (10a) gekoppelt sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der die Steuereinrichtung ein Paar von zwischen die Spannungs/Strom-Umsetzeinrichtung (76a, 76b) und die Referenzspannungs-Zuführungseinrichtung (14) gekoppelten Stromspiegelschaltungen (82a, 82b) aufweist.