DE69011366T2

DE69011366T2 - Stromverstärker.

Info

Publication number: DE69011366T2
Application number: DE69011366T
Authority: DE
Inventors: Pieter Gerrit Blanken; Johannes Petrus Ma Verdaasdonk
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2010-03-10
Also published as: DE69011366D1; KR0149650B1; US5038114A; JPH02274109A; EP0387951B1; EP0387951A1; KR900015441A; HK44296A; JP2869664B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromverstärker mit einer Eingangsklemme zum Empfangen eines Eingangsstroms, einer ersten und zweiten Ausgangsklemme zum Abgeben eines ersten bzw. zweiten Ausgangsstroms, einem ersten Transistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen der ersten Ausgangsklemme und der Eingangsklemme angeordnet ist und dessen Basis mit einer Vorspannungsklemme zum Empfangen einer Vorspannt gekoppelt ist, einem ersten Stromspiegel mit einer Eingangsklemme, einer Ausgangsklemme und einer gemeinsamen Klemme, die jeweils mit der Eingangsklemme des Stromverstärkers, der zweiten Ausgangsklemme des Stromverstärkers bzw. einer Versorgungsanschlußklemme gekoppelt sind, wobei die Eingangsklemme des ersten Stromspiegels mit der gemeinsamen Klemme über mindestens zwei in Reihe geschaltete Halbleiterübergänge gekoppelt ist.
Ein solcher Stromverstärker ist aus der europäischen Patentschrift EP 0.055.724, Fig. 2, bekannt. In diesem bekannten Stromverstärker verzweigt sich der an die Eingangsklemme des Stromverstärkers gelegte Eingangsstrom in zwei Teile. Der erste Teil fließt zur ersten Ausgangsklemme über die Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors. Der zweite Teil fließt zur Eingangsklemme des ersten Stromspiegels. Der Ausgang des ersten Stromspiegels ist mit der zweiten Ausgangsklemme des Stromverstärkers verbunden. Eine geeignete Last wird mit den Ausgangsklemmen verbunden, um den ersten und den zweiten Ausgangsstrom des Stromverstärkers zu erhalten. Wenn der Eingangsstrom null ist, wird die Größe der in der ersten und der zweiten Ausgangsklemme fließenden Ruheströme durch die Vorspannung an der Vorspannungsklemme bestimmt, die mit der Basis des ersten Transistors gekoppelt ist, und durch die Stromübertragung des ersten Stromspiegels. Die Emitterleitung des ersten Transistors und die in Reihe geschalteten Halbleiterübergänge des ersten Stromspiegels enthalten Widerstände, aber diese Widerstände begrenzen den Aussteuerbereich des ersten und des zweiten Ausgangstroms. Wird der Eingangsklemme des Stromverstärkers ein zunehmender positiver Eingangstrom zugeführt, dann steigt die Spannung an dieser Eingangsklemme infolge eines zunehmenden Spannungsabfalls am Widerstand in den in Reihe geschalteten Halbleiterübergängen. Da die Vorspannung an der Basis des ersten Transistors konstant ist, führt der Spannungsanstieg an der Eingangsklemme des Stromverstärkers dazu, daß der durch den ersten Transistor fließende Strom abnimmt. Für einen bestimmten Wert des Eingangsstroms wird der Strom durch den ersten Widerstand, und damit der erste Ausgangsstrom des Stromverstärkers null. Dagegen wird im Falle eines ansteigenden negativen Eingangsstroms die Spannung an der Eingangsklemme des Stromverstärkers infolge eines zunehmenden Spannungsabfalls am Widerstand in der Emitterleitung des ersten Transistors abnehmen. Schließlich verursacht die Spannungsabnahme an der Eingangsklemme des Stromverstärkers ein Abschalten der in Reihe geschalteten Halbleiterübergänge des Stromspiegels, so daß der zweite Ausgangsstrom des Stromverstärkers null wird. Der Aussteuerbereich des ersten und des zweiten Ausgangsstroms hat durch Verringerung der Werte der genannten Widerstände oder durch Kurzschluß dieser Widerstände zugenommen. Wenn die Widerstände vollständig kurzgeschlossen sind, ist der Aussteuerbereich maximal, aber die Teile des Eingangsstroms, die zum Emitter des ersten Transistors und zum Eingang des ersten Stromspiegels verzweigen, sind dann nicht gleich. Demzufolge sind die relativen Stromänderungen in dem ersten Ausgangsstrom des Stromverstärkers infolge einer Eingangsstromänderung wesentlich größer als die relativen Stromänderungen in dem zweiten Ausgangsstrom des Stromverstärkers. Bei genügender Aussteuerung kann der Minimalwert des ersten Ausgangsstroms so weit abnehmen, daß die Bandbreite des ersten Ausgangsstroms abnimmt, da die Transitfrequenz des ersten Transistors für kleine Ströme abnimmt. Die Signalverzerrung im ersten Ausgangsstrom infolge der abnehmenden Bandbreite begrenzt den effektiven Aussteuerbereich des ersten Ausgangsstroms und demzufolge den Aussteuerbereich des gesamten Stromverstärkers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromverstärker der eingangs erwähnten Art mit verbessertem Aussteuerbereich zu verschaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Stromverstärker der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von in Reihe geschalteten Halbleiterübergängen zwischen den Emitter des ersten Transistors und die Eingangsklemme des Stromverstärkers geschaltet ist, wobei diese Anzahl kleiner ist als die Anzahl in Reihe geschalteter Halbleiterübergänge zwischen der Eingangsklemme des ersten Stromspiegels und der gemeinsamen Klemme.
Durch Schaltung der Halbleiterübergänge, die geeigneterweise die Basis- Emitter-Übergänge der als Diode geschalteten Transistoren sind, in die Emitterleitung des ersten Transistors wird der Eingangsstrom so verzweigt, daß das Produkt aus den Momentanwerten des ersten und des zweiten Ausgangsstroms des Stromverstärkers nahezu konstant bleibt. Die relativen Stromänderungen im ersten Ausgangsstrom stimmen jetzt besser mit denen des zweiten Ausgangsstroms überein. Beide Ausgangsströme haben jetzt eine vergleichbare Bandbreite und Signalverzerrung. Daher kann im Vergleich zu dem bekannten Stromverstärker dem Eingang des erfindungsgemäßen Stromverstärkers ein größerer Strom zugeführt werden, ohne daß Verzerrung des ersten und zweiten Ausgangsstroms auftritt.
Der erste Stromspiegel kann, je nach den Anforderungen an den Stromverstärker, auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein. Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromverstärkers ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemme des ersten Stromspiegels mit der gemeinsamen Klemme über eine Reihenschaltung aus dem Basis-Emitter-Übergang eines zweiten Transistors und der Kollektor-Emitter- Strecke eines als Diode geschalteten dritten Transistors und auch über die Kollektor- Emitter-Strecke eines vierten Transistors, dessen Basis mit der Basis des dritten Transistors gekoppelt ist, gekoppelt ist, wobei die Ausgangsklemme des ersten Stromspiegels mit dem Kollektor des zweiten Transistors gekoppelt ist, und daß der Emitter des ersten Transistors mit der Eingangsklemme des Stromverstärkers über den Basis-Emitter-Übergang eines als Diode geschalteten fünften Transistors gekoppelt ist.
Der zweite, der dritte und der vierte Transistor bilden einen Stromspiegel mit ausreichenden Hochfrequenzeigenschaften und auch genügender Genauigkeit, so daß er für die Verwendung in dem Stromverstärker sehr geeignet ist.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromverstärkers ist dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Ausgangsklemme des Stromverstärkers mit einer Eingangsklemme bzw. einer Ausgangsklemme eines zweiten Stromspiegels gekoppelt sind.
Durch Hinzufügen des zweiten Stromspiegels ist der an der zweiten Ausgangsklemme verfügbare Differenzstrom linear proportional zum Eingangsstrom, wenn die Stromspiegel die gleiche Stromübertragung haben.
Die Vorspannung an der Basis des ersten Transistors bestimmt die Ruheströme an der ersten und der zweiten Ausgangsklemme. Die Vorspannungsquelle sollte die Wechselstromimpedanz an der Basis des ersten Transistors minimieren, um zu verhindern, daß die Hochfrequenzeigenschaften dieses Transistors, der in Basisschaltung betrieben wird, beeinträchtigt werden. Hierzu ist eine Ausführungsform des erfindungsgemaßen Stromverstärkers dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverstärker weiterhin eine Vorspannungsquelle umfaßt, die einen dritten Stromspiegel mit einer mit der Vorspannungsklemme gekoppelten Eingangsklemme, mit einer Ausgangsklemme und einer mit der Versorgungsanschlußklemme gekoppelten gemeinsamen Klemme umfaßt sowie einen sechsten Transistor, dessen Emitter mit der Vorspannungsklemme gekoppelt ist und dessen Basis mit einer Stromquelle und der Ausgangsklemme des dritten Stromspiegels gekoppelt ist, wobei eine Anzahl Halbleiterübergänge in Reihe in dem dritten Stromspiegel zwischen der Eingangsklemme des dritten Stromspiegels und der gemeinsamen Klemme angeordnet ist, und diese Anzahl gleich der Summe aus der Anzahl Halbleiterübergänge zwischen der Vorspannungsklemme und der Eingangsklemme des Stromverstärkers und zwischen der Versorgungsanschlußklemme und der Eingangsklemme des Stromverstärkers ist.
Der zur Eingangsklemme des dritten Stromspiegels fließende Strom ist dem aus der Stromquelle stammenden Strom proportional. Da die Anzahl Basis-Emitter- Übergänge zwischen der Versorgungsanschlußklemme und der Vorspannungsklemme in der Vorspannungsquelle und in dem Stromverstärker gleich ist, sind die Ruheströme in dem ersten und dem zweiten Ausgangsstrom auch diesem Strom proportional. Die Ausgangsimpedanz an der Vorspannungsklemme ist niedrig, da Spannungsänderungen am Emitter des sechsten Transistors über den dritten Stromspiegel durch entgegengesetzt gerichtete Spannungsänderungen an der Basis des sechsten Transistors entgegengewirkt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Stromverstärkers, und
Fig. 3 Beispiele für Vorspannungsquellen eines erfindungsgemäßen Stromverstärkers.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromverstärkers. Eine Reihenschaltung der Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren T5 und T1 verbindet die Eingangsklemme mit einer ersten Ausgangsklemme 2 des Stromverstärkers. Der Transistor T5 ist als Diode geschaltet, indem sein Kollektor und seine Basis miteinander verbunden sind. Die Basis des Transistors T1 ist mit einer Vorspannungsklemme 3 gekoppelt, die mit einer Vorspannungsquelle 4 verbunden ist. Die Eingangsklemme 1 ist auch mit einer Eingangsklemme 5 eines ersten Stromspiegels 6 gekoppelt, der eine mit einer zweiten Ausgangsklemme 8 des Stromverstärkers gekoppelte Ausgangsklemme 7 hat. Der erste Stromspiegel 6 umfaßt die Transistoren T2, T3 und T4. Die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren T2 und T3 sind zwischen der Ausgangsklemme 7 des ersten Stromspiegels 6 und einer Versorgungsanschlußklemme 9 in Reihe geschaltet. Die Basis des Transistors T2 ist mit der Eingangsklemme 5 des ersten Stromspiegels 6 verbunden. Der Kollektor und die Basis des Transistors T3 sind miteinander und auch mit der Basis des Transistors T4 verbunden, dessen Basis-Emitter- Übergang palallel zum Basis-Emitter-Übergang des Transistors T3 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors T4 ist mit der Eingangsklemme 5 des ersten Stromspiegels 6 verbunden. Das Verhältnis zwischen den Emitterflächen der Transistoren T3 und T4 beträgt n:1, was die Stromübertragung des Stromspiegels 6 festgelegt. Die Stromübertragung ist das Verhältnis zwischen den Strömen in der Ausgangsklemme 7 und der Eingangsklemme 5 des Stromspiegels 6. Die Emitterflächen der Transistoren T1 und T5 werden gleich groß gewählt. Dies gilt auch für die Emitterflächen der Transistoren T2 und T3.
Ein Eingangsstrom Iin wird der Eingangsklemme 1 des Stromverstärkers zugeführt und teilt sich in einen Strom Iout1 zur Ausgangsklemme 2 des Stromverstärkers über die Transistoren T5 und T1 und einen Strom Im zur Eingangsklemme 5 des Stromspiegels 6 auf. Der Strom Im führt zu einem Strom, der an der Ausgangsklemme 7 des Stromspiegels 6 n-mal so groß ist und auch durch die Ausgangsklemme 8 des Stromverstärkers fließt. Es gelten die folgenden Beziehungen:
Iout2 = n * Im (1)
Iin = Im - Iout1 (2)
Wenn der Eingangsstrom Iin gleich null ist, hängt die Größe der zu den Ausgangsklemmen 2 und 8 fließenden Ruheströme von der Vorspannung Vbias aus der Vorspannungsquelle 4 ab. Wenn der Ruhestrom von Iout1 gleich Iq ist, ist der Ruhestrom von Iout2 gleich n * Iq.
Die Beziehung zwischen der Basis-Emitter-Spannung Vbe eines Transistors und dem durch den Transistor fließenden Strom I wird durch die bekannte Gleichung:
Vbe = VT * 1n(I/Ic) (3)
gegeben, wobei VT und Ic Konstanten sind. Ic ist der Sättigungsstrom, der der Emitterfläche des Transistors proportional ist. Bei Vernachlässigung ihrer Basisströme sind die Ströme durch die Transistoren T1 und T5 gleich, so daß ihre Basis-Emitter-Spannungen auch gleich sind. Folglich sind auch die Basis-Emitter-Spannungen der Transistoren T2 und T3 gleich. Die Summe der Basis-Emitter-Spannungen der Transistoren T1, T5, T2 und T3 ist gleich der Vorspannung Vbias:
Vbe1 + Vbe5 + Vbe2 + Vbe3 = Vbias (4)
Mit der Diodengleichung (3) erhält man:
VT * {2 * 1n(Iout1/Ic) + 2 * 1n(Iout2/(n*Ic))} = Vbias (5)
Gleichung (5) kann auf
Iout1 * Iout2 = C (6)
reduziert werden, wobei C eine Konstante ist, die unter der Annahme, daß der Eingangsstrom In gleich null ist, berechnet werden kann. In diesem Fall gilt Iout1 = Iq und Iout2 = n * Iq, so daß
Iout1 * Iout2 = n * Iq * Iq (7)
Folglich ist das Produkt der Ausgangsströme des Stromverstärkers konstant. Wenn beispielsweise Iout1 zehnmal so groß wird, wird Iout2 zehnmal so klein und umgekehrt. Beispielsweise wird angenommen, daß die Stromübertragung des Stromspiegels 6 gleich n = 3 ist und daß die Vorspannung Vbias so gewahlt wird, daß der Ruhestrom Iq in Iout1 1 mA beträgt. Die Ruhestromkomponente in Iout2 beträgt daher 3 mA. Weiter wird angenommen, daß der Eingangsstrom Iin in den Stromverstärker fließt und eine solche Stärke hat, daß Iout2 zehnmal so groß wird wie sein Ruhestrom, d.h. 30 mA. Aus der Gleichung (7) folgt, daß Iout1 zehnmal so klein wird wie sein Ruhestrom, d.h. 0,1 mA. Der Eingangsstrom Iin kann mit Hilfe der Gleichungen (1) und (2) berechnet werden und ist gleich 9,9 mA. Eine gleichartige Berechnung, aber jetzt für einen entgegengesetzt gerichteten Eingangsstrom Iin, der einen Iout2 bewirkt, der zehnmal so klein wie der Ruhestrom von Iout2 ist, d.h. 0,3 mA, liefert einen Wert von 10 mA für den Strom Iout1 und einen Wert von -9,9 mA für den Strom Iin.
Die Bedeutung des als Diode geschalteten Transistors T5 kann jetzt verstanden werden, wenn man in den Gleichungen (4), (5), (6) und (7) Vbe5 weglaßt. Es zeigt sich, daß das Produkt aus Iout1 und dem Quadrat von Iout2 konstant bleibt:
Iout1 * Iout2 * Iout2 = K = n*n*Iq*Iq*Iq (8)
wobei K eine Konstante ist. Wenn man Iout2 zehnmal so groß macht, führt dies dazu, daß Iout1 auf Einhunderdstel verkleinert wird. Wenn Iout2 auf 30 mA zunimmt, verringert sich Iout1 für einen Eingangsstrom Iin von ungefähr 10 mA auf 0,01 mA. Ein 10 entgegengesetzt gerichteter Eingangsstrom Iin von -10 mA bewirkt einen Strom Iout1 von ungefähr 10 mA und einen Strom Iout2 von ungefähr 0,95 mA. Es hat sich gezeigt, daß ohne den Transistor T5 eine bestimmte Veränderung von Iin, der im vorliegenden Beispiel ungefähr + 10 mA ist, zu einer wesentlich größeren Stromänderung von Iout1 als von Iout2 führt. Ohne den Transistor T5 ist die minimale Stromstärke von Iout1 unter gleichen Eingangsstrombedingungen von Iin wesentlich kleiner (im vorliegenden Beispiel ungefähr zehnmal kleiner) als für den Fall mit dem Transistor T5. Die Änderungen des minimalen Wertes von Iout2 sind wesentlich kleiner (im vorliegenden Beispiel ungefähr dreimal kleiner). Der durch den Transistor T1 fließende minimale Strom wird relativ zu dem minimalen Strom durch die Transistoren T2 und T3 so klein, daß die Abnahme der Transitfrequenz infolge des abnehmenden Kollektorstroms in dem Transistor T1 in dem Ausgangsstrom Iout1 merkbar wird. Die Bandbreite des Ausgangsstroms Iout1 nimmt ab, und führt so zu einer Signalverzerrung, was beim Ausgangsstrom Iout2 noch nicht der Fall ist.
Durch Hinzufügung des als Diode geschalteten Transistors T5 werden die relativen Stromänderungen im Transistor T1 wesentlich geringer und stimmen mit denen in den Transistoren T2 und T3 besser überein. Die Verhältnisse zwischen den Extremwerten und dem Ruhewert sind jetzt in beiden Ausgangsströmen gleich, so daß diese Ströme auch ein gleichartiges Hochfrequenzsignalverhalten aufweisen werden. Wenn im übrigen die Eingangsstrombedingungen die gleichen sind, ist die Verzerrung im Ausgangsstrom Iout1 dann kleiner. Es ist jedoch auch möglich, bei im übrigen gleicher Hochfrequenzsignalverzerrung von Iout1 den Ruhestrom Iq zu verkleinern und so den Stromverbrauch des Stromverstärkers zu verringern.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Stromverstärker. In dieser Figur haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1. Ein zweiter Stromspiegel 20, der von beliebiger Art sein kann, ist mit den Ausgangsklemmen 2 und 8 des Stromverstärkers aus Fig. 1 gekoppelt. Der zweite Stromspiegel 20 hat eine mit der Ausgangsklemme 2 gekoppelte Eingangsklemme 21 und eine mit der Ausgangsklemme 8 gekoppelte Ausgangsklemme 22. Die Kopplung kann unmittelbar oder über eine geeignete Impedanz erfolgen. Der zweite Stromspiegel 20 umfaßt außerdem eine gemeinsame Klemme 23 zur Zuführung einer geeigneten Versorgungsspannung. An einer Ausgangsklemme 24, die mit der Ausgangsklemme 22 des zweiten Stromspiegels 20 verbunden ist, ist ein Differenzstrom Id verfügbar, dessen Größe gleich n * Iin ist, wenn die Stromübertragung des zweiten Stromspiegels 20 gleich der des ersten Stromspiegels 6 gewählt wird. Für den Differenzstrom Id gilt nämlich:
Id = N * Iout1 - Iout2 (9)
Mit der Gleichung (2), unter Benutzung der Gleichung (1), kann das Verhältnis Id/In jetzt folgendermaßen geschrieben werden:
Id/Iin = (n*Iout1 - Iout2)/((Iout2/n) - Iout1) = n (10)
Der in Fig. 2 gezeigte Stromverstärker hat eine lineare Stromverstärkung Id/In, die unabhängig von der Stromverzweigung an der Eingangsklemme 1 ist. Wieder begrenzt der als Diode geschaltete Transistor T5 die Stromänderung im Transistor T1 und trägt zu einem größeren linearen Aussteuerbereich ohne Verlust an Bandbreite bei Iout1 und n Iout1 und damit beim Differenzstrom Id bei. Daher ist diese Ausführungsform sehr geeignet für eine Verwendung als Klasse-AB-Stromverstärker mit kleinem Ruhestrom, großem Aussteuerbereich und großer Bandbreite.
Fig. 3 gibt zwei Beispiele für eine Vorspannungsquelle 4. In dieser Figur haben Fig. 1 entsprechende Bezugszeichen gleiche Bedeutung. In dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel ist der Emitter eines Transistors T6 mit der Vorspannungsklemme 3 und mit einer Eingangsklemme 11 eines dritten Stromspiegels aus den Transistoren T7 bis T11 gekoppelt. Die Eingangsklemme 11 ist mit dem kurzgeschlossenen Kollektor-Basis- Übergang des Transistors T8 verbunden, dessen Basis-Emitter-Übergang parallel zu dem des Transistors T7 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors T7 ist mit einer Ausgangsklemme 13 des dritten Stromspiegels verbunden, der wieder mit der Basis des Transistors T6 und mit einer Stromquelle 14 verbunden ist. Der Kollektor von T6 und die Stromquelle 14 sind mit einer weiteren Versorgungsanschlußklemme 10 verbunden. Der Knotenpunkt, mit dem die Emitter der Transistoren T7 und T8 gekoppelt sind, ist mit einer gemeinsamen Klemme 12 des dritten Stromspiegels über eine Anordnung aus drei als Diode geschalteten Transistoren T9, T10 und T11 verbunden. Die gemeinsame Klemme 12 ist mit der Versorgungsanschlußklemme 9 verbunden. Die Anzahl Basis- Emitter-Ubergänge zwischen der Vorspannungsklemme 3 und der Versorgungsanschlußklemme 9 beträgt vier. Diese Anzahl ist die gleiche wie in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung. Diese Transistorkonfiguration macht es möglich, daß die Ruheströme in den Ausgangsklemmen 2 und 8 der in Fig. 1 gezeigten Schaltung nahezu temperaturunabhängig und proportional zu dem aus der Stromquelle 14 stammenden Strom I sind.
Der Transistor T1 des Stromverstärkers aus Fig. 1 wird in Basisschaltung betrieben. Eine niedrige Impedanz an der Vorspannungsklemme fördert die Hochfrequenzeigenschaften des Transistors T1. Die Ausgangsimpedanz der Vorspannungsquelle 4 sollte daher möglichst klein sein. In der in Fig. 3a gezeigten Schaltung wird dies erreicht mit einer Gegenkopplungsschleife vom Emitter des Transistors T6 zur Basis von T6 über die Transistoren T8 und T7. Eine Spannungszunahme am Emitter von T6 führt zu einer Zunahme des Kollektorstroms im Transistor T8. Der resultierende Kollektorstromzunahme im Transistor T7 bewirkt eine Abnahme der Spannung an der Basis des Transistors T6, wodurch dem Spannungsanstieg am Emitter von T6 entgegengewirkt 20 wird.
Die Vorspannungsquelle 4 in Fig. 3b ist eine Abwandlung derjenigen von Fig. 3a, wobei gleiche Teile gleiche Bezugszeichen haben. Die Anordnung aus drei als Diode geschalteten Transistoren T9, T10 und T11 ist jetzt zwischen den Emitter des Transistors T6 und den Kollektor des Transistors T8 geschaltet statt zwischen den gemeinsamen Knotenpunkt zwischen den Emittern von T7 und T8 und der gemeinsamen Klemme 12. Die Schaltung arbeitet in gleicher Weise wie die in Fig. 3a gezeigte.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen. Anstelle der abgebildeten npn-Transistoren können auch pnp-Transistoren verwendet werden. Wenn der erste Stromspiegel 6 der Stromverstärker in den Fig. 1 und 2 von einer Art ist, bei der die Anzahl Basis-Emitter-Übergänge zwischen der Eingangsklemme 5 und der Versorgungsanschlußklemme 9 größer ist als die abgebildeten zwei, dann sollte eine gleiche Anzahl zusätzlicher als Diode geschalteter Transistoren in Reihe mit dem Transistor T5 angeordnet werden, um die günstige Stromverzweigung an der Eingangsklemme 1 zu erhalten. In diesem Fall sollte die Anzahl der als Diode geschalteten Transistoren zwischen der Vorspannungsklemme 3 und der gemeinsamen Klemme 12 in der Vorspannungsquelle 4 auch angepaßt werden, so daß die Anzahl Basis-Emitter-Übergänge zwischen den Klemmen 3 und 9 in der Vorspannungsquelle die gleiche ist wie in den in Fig. 1 und 2 gezeigten Stromverstärkern.
Der dritte Stromspiegel T7-T11 in der Vorspannungsquelle 4 kann auch in anderer Weise realisiert werden. Dies ist beispielsweise mit Hilfe eines Stromspiegels der gleichen Art wie der in Fig. 1 und 2 gezeigte erste Stromspiegel 6 möglich. In diesem Fall sollte die Anordnung aus als Diode geschalteten Transistoren um eins verringert werden, um die Anzahl Basis-Emitter-Übergänge zwischen der Eingangsklemme 11 und der gemeinsamen Klemme 12 des dritten Stromspiegels konstant zu halten.
Der Transistor T6 kann auch ein zusammengesetzter Transistor sein, beispielsweise ein Darlington-Transistor. Es ist auch möglich, einen unipolaren Transistor (FET) als Transistor T6 zu verwenden. Außerdem kann eine impedanz zwischen dem Emitter des Transistors T6 und der Vorspannungsklemme 3 angeordnet werden.
Der Stromspiegel 20 braucht keine Transistoren vom gleichen Typ zu enthalten wie der Rest des Stromverstärkers. Es ist beispielsweise auch möglich, MOS- Transistoren zu verwenden. Außerdem kann die Vorspannungsquelle 4 in beliebig anderer bekannter Weise ausgeführt werden.

Claims

1. Stromverstärker mit einer Eingangsklemme (1) zum Empfangen eines Eingangsstroms, einer ersten (2) und zweiten (8) Ausgangsklemme zum Abgeben eines ersten bzw. zweiten Ausgangsstroms, einem ersten Transistor (T1), dessen Kollektor- Emitter-Strecke zwischen der ersten Ausgangsklemme (2) und der Eingangsklemme (1) angeordnet ist und dessen Basis mit einer Vorspannungsklemme (3) zum Empfangen einer Vorspannung gekoppelt ist, einem ersten Stromspiegel (6) mit einer Eingangsklemme (5), einer Ausgangsklemme (7) und einer gemeinsamen Klemme, die jeweils mit der Eingangsklemme (1) des Stromverstärkers, der zweiten Ausgangsklemme (8) des Stromverstärkers bzw. einer Versorgungsanschlußklemme (9) gekoppelt sind, wobei die Eingangsklemme (5) des ersten Stromspiegels mit der gemeinsamen Klemme über mindestens zwei in Reihe geschaltete Halbleiterübergänge gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von in Reihe geschalteten Halbleiterübergängen zwischen den Emitter des ersten Transistors (T1) und die Eingangsklemme (5) des Stromverstärkers geschaltet ist, wobei diese Anzahl kleiner ist als die Anzahl in Reihe geschalteter Halbleiterübergänge zwischen der Eingangsklemme (5) des ersten Stromspiegels und der gemeinsamen Klemme.

2. Stromverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemme (5) des ersten Stromspiegels mit der gemeinsamen Klemme über eine Reihenschaltung aus dem Basis-Emitter-Übergang eines zweiten Transistors (T2) und der Kollektor-Emitter-Strecke eines als Diode geschalteten dritten Transistors (T3) und auch über die Kollektor-Emitter-Strecke eines vierten Transistors (T4), dessen Basis mit der Basis des dritten Transistors (T3) gekoppelt ist, gekoppelt ist, wobei die Ausgangsklemme (7) des ersten Stromspiegels mit dem Kollektor des zweiten Transistors (T2) gekoppelt ist, und daß der Emitter des ersten Transistors (T1) mit der Eingangsklemme (1) des Stromverstärkers über den Basis-Emitter-Übergang eines als Diode geschalteten fünften Transistors (T5) gekoppelt ist.

3. Stromverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (2) und die zweite (8) Ausgangsklemme des Stromverstärkers mit einer Eingangsklemme bzw. einer Ausgangsklemme eines zweiten Stromspiegels gekoppelt sind.

4. Stromverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromspiegel (6) und der zweite Stromspiegel nahezu die gleiche Stromübertragung von der Eingangsklemme zur Ausgangsklemme haben.

5. Stromverstärker nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverstärker weiterhin eine Vorspannungsquelle (4) umfaßt, die einen dritten Stromspiegel mit einer mit der Vorspannungsklemme (3) gekoppelten Eingangsklemme (11), mit einer Ausgangsklemme (13) und einer mit der Versorgungsanschlußklemme (9) gekoppelten gemeinsamen Klemme (12) umfaßt sowie einen sechsten Transistor (T6), dessen Emitter mit der Vorspannungsklemme (3) gekoppelt ist und dessen Basis mit einer Stromquelle (14) und der Ausgangsklemme (13) des dritten Stromspiegels gekoppelt ist, wobei eine Anzahl Halbleiterübergänge in Reihe in dem dritten Stromspiegel zwischen der Eingangsklemme (11) des dritten Stromspiegels und der gemeinsamen Klemme (12) angeordnet ist, und diese Anzahl gleich der Summe aus der Anzahl Halbleiterübergänge zwischen der Vorspannungsklemme (3) und der Eingangsklemme (1) des Stromverstärkers und zwischen der Versorgungsanschlußklemme (9) und der Eingangsklemme (1) des Stromverstärkers ist.

6. Stromverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemme des dritten Stromspiegels mit dem Kollektor eines siebten Transistors (T7) gekoppelt ist, dessen Basis-Emitter-Übergang parallel zum Basis-Emitter-Übergang eines als Diode geschalteten achten Transistors (T8) geschaltet ist, dessen Kollektor mit der Eingangsklemme (11) des dritten Stromspiegels gekoppelt ist, wobei ein gemeinsamer Knotenpunkt zwischen den Emittern des siebten und des achten Transistors mit der gemeinsamen Klemme (12) des dritten Stromspiegels gekoppelt ist.

7. Stromverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Knotenpunkt mit der gemeinsamen Klemme (12) des dritten Stromspiegels über eine Anordnung aus einer Anzahl in Reihe geschalteter Kollektor-Emitter-Strecken von als Diode geschalteten Transistoren gekoppelt ist.

8. Stromverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des achten Transistors (T8) mit der Eingangsklemme (11) des dritten Stromspiegels über eine Anordnung aus einer Anzahl von in Reihe geschalteter Kollektor-Emitter- Strecken von als Diode geschalteten Transistoren gekoppelt ist.

9. Stromverstärker nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Anzahl drei ist.