DE69329045T2 - Leistungsverstärker mit hohem Ausgangsspannungshub und hohem Ausgangssteuerstrom - Google Patents
Leistungsverstärker mit hohem Ausgangsspannungshub und hohem AusgangssteuerstromInfo
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Description
- Die Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, betrifft Verbesserungen bei Leistungsverstärkern, und spezieller Verbesserungen bei Gegentakt-Transistorverstärkern, welche die höchstmögliche Ausgangsspannungsschwingung und den höchstmöglichen Ausgangstreiberstrom für Leistungsverstärker dieses Typs ermöglichen.
- In letzter Zeit ist der Realisierung von Leistungsverstärkern der Klasse AB mit niedriger Verzerrung, die eine niedrige Verzerrung aufweisen und als monolithische integrierte Schaltungsstruktur realisiert werden können, erhöhte Aufmerksamkeit zugewandt worden.
- Hierzu haben beispielsweise Malhi et al. eine Schaltung in "A Low-Voltage Micropower JFET/Bipolar Operational Amplifier", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Band SC-16, Nr. 6, Dezember 1981, vorgeschlagen, die eine Ausgangsstufe hat, in welcher, wenn Strom durch den unteren Ausgangstransistor gesenkt wird, der Strom durch den unteren Ausgangstransistor groß wird und der Strom durch den oberen Ausgangstransistor nahezu Null wird. Dies macht die Ausgangsimpedanz sehr groß und erzeugt Stabilitätsprobleme. Diesem Problem nahmen sich Seevinck u. a. mit einer Schaltung an, die beschrieben ist in "A Low-Distortion Output Stage with Improved Stability for Monolithic Power Amplifiers", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Band 23, Nr. 3, Juni 1988, New York, US, Seiten 794-801, W. Seevinck u. a. "A Low Distortion Output With Improved Stability for Monolithic Power Amplifier", wobei die Ausgangsstufe der Referenz einen Betrieb nur so nahe bei +Vs ermöglicht, wie Vs - Vce sAT - 2Vbe und so nahe an -Vs wie -Vs + Vce SAT. Diese Schaltung hat eine relativ hohe Ausgangsspannungsschwingfähigkeit und sie verwendet keine PNP-Transistoren.
- Ein Nachteil der Schaltung von Seevinck u. a. liegt darin, dass, da der Basisstrom des Ausgangssteuerungstransistors und seines zugeordneten Tasttransistors nur durch einen der Aktivlasttransistoren der Vorspannungssteuerschleife bereitgestellt wird, dann, wenn viel Strom aus dem Ausgangssteuerungstransistor geholt werden soll, dieser Strom durch den Aktivlasttransistor groß genug sein muss. Somit müssen dem Aktivlasttransistor in der Vorspannungssteuerungsschleife große Ströme zugeführt werden.
- Außerdem werden bei der Schaltung von Seevinck u. a. große Kondensatoren benötigt, was die Integration aller Bestandteile der Schaltung schwierig macht.
- Im Lichte des Obigen ist es deshalb ein Ziel, einen verbesserten Leistungsverstärker bereitzustellen.
- Es ist ein weiteres Ziel, eine verbesserte Verstärkerschaltung bereitzustellen, welche eine erhöhte Ausgangsspannungsschwingfähigkeit aufweist.
- Es ist ein weiteres Ziel, eine Quasi-Gegentakt-Transistorleistungsverstärkerschaltung bereitzustellen, welche eine höhere Ansteuerung für den Tasttransistor der Ausgangsstufe aufweist.
- Es ist ein weiteres Ziel, eine verbesserte Quasi-Gegentakt-Leistungsverstärkerschaltung bereitzustellen, bei welcher der Treiberstrom zum Tasttransistor der Ausgangsstufe durch eine aktive Vorrichtung bereitgestellt wird.
- Es ist noch ein weiteres Ziel, eine verbesserte Quasi-Gegentakt-Leistungsverstärkerschaltung bereitzustellen, bei der der Treiberstrom zum Tasttransistor der Ausgangsstufe nicht auf einen speziell festgelegten Wert fixiert ist.
- Es ist noch ein weiteres Ziel, einen verbesserten Quasi-Gegentakt-Leistungsverstärker des beschriebenen Typs bereitzustellen, bei dem die Spannungsschwingung an der Basis des Tasttransistors so nahe wie 1Vce SAT von Vdd schwingen kann.
- Es ist noch ein weiteres Ziel, eine verbesserte Leistungsverstärkerschaltung bereitzustellen, die bei verringerten Versorgungsspannungen arbeiten kann, um einen Ausgang zu produzieren, der demjenigen von Verstärkern gemäß dem Stand der Technik äquivalent ist, welche bei höheren Versorgungsspannungen arbeiten.
- Es ist noch ein weiteres Ziel, eine verbesserte Leistungsverstärkerschaltung bereitzustellen, welche verbesserte Phasen- und Verstärkungsgrenzen aufweist.
- Es ist noch ein weiteres Ziel, einen verbesserten Quasi-Gegentakt-Leistungsverstärker mit reduzierten Abmessungen bereitzustellen, welcher einen erhöhten Strom für die Basis des Tasttransistors der Ausgangsstufe bereitstellt.
- Es ist noch ein weiteres Ziel, einen Leistungsverstärker bereitzustellen, der bei hohen Strömen stabil ist.
- Diese und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden für Fachleute auf diesem Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen und den anhängenden Ansprüchen gelesen wird.
- Gemäß einem breiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsverstärker bereitgestellt, der aufweist:
- eine Signaleingangsstufe, die einen Eingang für ein Eingangssignal und einen Ausgang für ein Eingangsstufen-Ausgangssignal hat;
- eine Verstärkungsschaltung, die aufweist:
- eine Stromquelle; und
- einen Verstärkungstransistor, der einen Emitter, eine Basis, um das Eingangsstufen-Ausgangssignal zu empfangen, und einen Kollektor hat, der an einen Verstärkungsschaltungsausgang zu der Stromquelle angeschlossen ist, so dass der Kollektor-Emitter-Pfad von dem Verstärkungstransistor und der Stromquelle in Serie zwischen einer Spannungszufuhr und einer Bezugsspannung angeschlossen sind;
- eine Quasi-Gegentakt-Signalausgangsstufe, die erste und zweite Transistoren hat, wobei der erste Transistor einen Strompfad hat, der zwischen der Zufuhrspannung und einem Leistungsverstärker-Ausgangsknoten angeschlossen ist, und der eine Basis hat, die an den Verstärkungsschaltungsausgang angeschlossen ist, um einen veränderlichen Treiberstrom davon zu empfangen, wobei der zweite Transistor einen Strompfad hat, der zwischen der Bezugsspannung und dem Ausgangsknoten angeschlossen ist; gekennzeichnet durch:
- eine Vorspannungssteuerschaltung, um den zweiten Transistor mit einer Vorspannung zu beaufschlagen, wobei die Vorspannungssteuerschaltung ein Differenzialpaar hat, und betrieben wird, um die Vorspannung zu dem zweiten Transistor einzustellen, um ein Ungleichgewicht der Ströme von dem Paar auszugleichen.
- Der Leistungsverstärker kann ebenfalls eine gemeinsame Vorspannungsschaltung umfassen, die angeschlossen ist, um den ersten und den zweiten Transistor zum Klasse-AB-Betrieb mit einer Vorspannung zu beaufschlagen und der Eingangsstufenausgang kann einen Signalbasistreiberstrom für den ersten Transistor bereitstellen, und zwar separat von der gemeinsamen Vorspannungsschaltung.
- Durch die direkte Verbindung des Strompfades des ersten Transistors zwischen der Zufuhrspannung und dem Ausgangsknoten und seiner Basisverbindung mit dem Ausgang des Eingangssignalverstärkers kann die Spannung auf der Basis des ersten Transistors in die Lage versetzt werden, auf 1Vce SAT von der Zufuhrspannung zu schwingen.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 eine elektrische Schemadarstellung eines Leistungsverstärkers, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist;
- Fig. 2 eine elektrische Schemadarstellung eines Leistungsverstärkers gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
- Fig. 3 eine elektrische Schemadarstellung eines Leistungsverstärkers gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
- In den verschiedenen Zeichnungsfiguren werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
- Eine elektrische Schemadarstellung eines Leistungsverstärkers 10 ist in Fig. 1 gezeigt, und zwar gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Leistungsverstärker 10 umfasst eine Eingangssektion 11, die eine Differenzialsignal-Eingangsschaltung 12, eine erste Verstärkungsstufe 13 und eine zweite Verstärkungsstufe 14 umfasst. Der Ausgang aus dem Eingangsverstärker wird einem Knoten "a" an dem Kollektor eines PNP-Transistors Q16 zugeführt.
- Die Differenzial-Eingangssignale, welche auf die jeweiligen Basen der beiden PNP-Transistoren Q22 und Q23 aufgebracht werden, werden zu den Emittern aktiver Vorrichtungen übergeben, die jeweils durch NPN-Transistoren Q19 und Q20 bereitgestellt werden. Die PNP-Transistoren Q25 und Q26 dienen als Aktivlastvor richtungen für die Aktivtransistoren Q19 und Q20 der ersten Verstärkungsstufe 13. Die zweite Verstärkungsstufe 14 umfasst einen NPN-Transistor Q27 und PNP- Transistoren Q21 und Q16. Ein Kompensationskondensator CC ist zwischen den Kollektor von Q28 und dem Ausgangsknoten "a" eingebunden. Außerdem ist ein Optimalwertkondensator CF zwischen den Kollektor des PNP-Transistors Q26 der ersten Verstärkungsstufe 13 und der Basis des Ausgangstransistors Q16 der zweiten Verstärkungsstufe 14 zur Erhöhung der Hochfrequenzleistung eingebunden. Der NPN-Transistor Q27 und der PNP-Transistor Q21 der zweiten Verstärkungsstufe 14 dienen als Pegelverschieber und der NPN-Transistor Q16 dient als die aktive Vorrichtung der zweiten Verstärkungsstufe 14.
- An diesem Punkt ist festzustellen, dass der Leistungsverstärker 10 ein Quasi-Gegentakt-Transistorverstärker ist und zwei Ausgangs-NPN-Transistoren Q2a und Q 1 aufweist. Der obere Ausgangstransistor oder "Tast"-Transistor Q2a hat seinen Kollektor direkt mit der Zufuhrspannung auf Leitung 20 verbunden und sein Emitter ist direkt mit dem Ausgangsknoten 21 verbunden, um einen Strompfad dazwischen bereitzustellen. Die Basis des "Tast"-Transistors Q2a ist direkt mit dem Knoten "a" an dem Kollektor des PNP-Transistors Q16 an dem Ausgang der zweiten Verstärkungsstufe 14 verbunden.
- In gleicher Weise ist der untere Ausgangstransistor oder "Stell"-Transistor mit einem Kollektor versehen, der mit dem Ausgangsknoten 21 verbunden ist und sein Emitter ist mit einer Referenzspannung verbunden oder mit Erde, und zwar auf Leitung 23, um, wie gezeigt, einen Strompfad dazwischen auszubilden. Die Basis des unteren Ausgangstransistors Q1 ist mit dem Emitter des Transistors Q15 verbunden, der als Ausgang einer zweiten Pufferstufe 25 dient, von welcher er seinen Basistreiberstrom erhält.
- Eine Stromabtastung im oberen Transistor Q2a wird durchgeführt durch die NPN- Transistoren Q2b und Q8. Der Kollektor des Abtasttransistors Q2b ist mit dem Emitter des Last-Abtasttransistors Q8 verbunden und der Emitter des Abtasttransistors Q2b ist mit dem Ausgangsknoten 21 verbunden. Die Basis des Abtasttransistors Q2b ist mit dem Knoten "a" an den Kollektor des Ausgangstransistors Q 16 der zweiten Verstärkungsstufe 14 verbunden. Andererseits sind der Kollektor und die Basis des Last-Abtasttransistors Q8 mit der Zufuhrspannung auf Leitung 20 verbunden.
- Das Verhältnis der Emittergrößen des oberen Ausgangstransistors Q2a und des Abtasttransistors Q2b wird mit "n" bezeichnet. Somit ist der Strom, der in dem Strompfad fließt, der durch den Kollektor und den Emitter des Abtasttransistors Q2b bereitgestellt wird, gleich dem Strom, der in dem oberen Ausgangstransistor Q2a fließt (mit Ip bezeichnet), geteilt durch das Emittergrößenverhältnis "n".
- Im Gegensatz hierzu wird der Strom, der durch den unteren Ausgangstransistor Q1 strömt (bezeichnet mit "In") abgetastet durch einen Stromspiegel, der durch den NPN-Transistor Q9 bereitgestellt wird, in Kombination mit dem NPN- Lasttransistor Q3. Die Basis des Transistors Q9 ist mit der Basis des unteren Stelltransistors Q1 verbunden. Der Emitter des Stromspiegeltransistors Q9 ist mit einer Bezugsspannung oder mit Erde auf Leitung 23 verbunden und der Kollektor ist mit dem Emitter des Stromspiegel-Lasttransistors Q3 verbunden. Der Stromspiegel-Lasttransistor Q3 hat seinen Kollektor und seine Basis verbunden mit der Zuführspannung auf Leitung 20. Der Emitter des unteren Stelltransistors Q1 wird hinsichtlich des Stromspiegeltransistoremitters so bemessen, dass er ein Verhältnis von "n" aufweist, dasselbe Verhältnis, wie es der Emitter des oberen Stelltransistors Q2a hinsichtlich seines Tasttransistors Q2b hat; deshalb ist der Strom, der in dem Stromspiegeltransistor Q9 fließt, In/n.
- Die oberen und unteren Ausgangstransistoren Q2a und Q1 werden mit einer Gleichtakt-Vorspannungsschaltung 30 mit einer Vorspannung beaufschlagt, um im Klasse-AB-Modus zu arbeiten. Die Vorspannungsschaltung 30 umfasst zwei NPN- Transistoren Q3 und Q8, wie sie oben beschrieben wurden, wobei die Strompfade jeweils die Tastströme der Ströme führen, die in ihren jeweiligen oberen und unteren Ausgangstreibertransistoren Q2a und Q1 fließen. Die Emitter der Transistoren Q3 und Q8 sind jeweils mit den Basen der NPN-Transistoren Q6 und Q7 verbunden. Die Kollektoren und Emitter der jeweiligen NPN-Transistoren Q6 und Q7 sind verbunden, um einen Stromflusspfad zwischen der Zufuhrspannung auf Leitung 20 und dem Knoten "b" auszubilden. Die NPN-Transistoren Q6 und Q7 sind so mit Vorspannung belegt, dass der Strom, welcher durch sie hindurch fließt, sich so aufsummiert, dass er dem Referenzstrom 10 gleicht.
- Außerdem ist eine erste Pufferschaltung vorgesehen, die aktive PNP-Transistoren Q10 und Q11 mit aktiven Lasttransistoren Q12 und Q13 aufweist, die mit einem Stromflussweg zwischen der Bezugsspannung oder der Erdeleitung 23 und der Zufuhrspannung auf Leitung 20 verbunden sind. Die Basis des PNP-Transistors Q10 ist mit dem Knoten "b" verbunden. Andererseits stellen zwei NPN-Transistoren Q4 und Q5 eine Bezugsspannung am Knoten "c" bereit. Die Transistoren Q4 und Q5 sind so mit Vorspannung beaufschlagt, dass ein Strom gleich dem Referenzstrom, 10, in ihrem Stromflussweg fließt. Somit ist der Emitter des Transistors Q5 am Knoten "c" mit der Basis des PNP-Transistors Q11, der oben beschrieben wurde, verbunden.
- Der Betrieb der Gleichtakt-Vorspannungsschaltung ist ein solcher, dass, wenn der Strom Ip, der in dem oberen Ausgangstransistor Q2a als Reaktion auf ein Signal auf den Knoten "a" strömt, dazu neigt, den Strom aus dem Gleichgewicht zu bringen, welcher durch die Transistoren Q6 und Q7 strömt, eine Spannungsänderung am Knoten "b" durch den ersten Puffer verstärkt und durch die zweiten Puffertransistoren Q14 und Q15 zur Basis des unteren Ausgangstransistors Q1 reflektiert wird.
- Im Gegensatz zu Schaltungen gemäß dem Stand der Technik wird die Basis des oberen Ausgangstransistors Q2a getrieben durch den Strom, der durch einen PNP- Transistor Q16 an dem Ausgang des Eingangsverstärkers bereitgestellt wird oder, genauer gesagt, an dem Kollektor von Q16 am Knoten "a" am Ausgang der zweiten Verstärkungsstufe 14. Somit kann der PNP-Transistor Q16 direkt von der Stromquelle auf Leitung 20 ausreichend Strom bereitstellen, um die Basis des Ausgangstransistors Q2a zu betreiben; tatsächlich stellt bei Anwendungen, bei denen der obere Ausgangstransistor Q2a höhere Ausgangsströme bereitstellen muss, die dargestellte Verbindung den höchstmöglichen Treiberstrom für die Basis des oberen Ausgangstransistors Q2a zur Verfügung. Darüber hinaus muss im Gegensatz zu Schaltungen gemäß dem Stand der Technik der Ausgang des Transistors Q16 den Treiberstrom nicht für irgendwelche anderen Schaltungen in dem Leistungsverstärker 10 bereitstellen, was weiter sicherstellt, dass der höchstmögliche Treiberstrom für den Ausgangstransistor Q2a bereitgestellt werden kann.
- Zusätzlich zum Vorhergehenden ist zu bemerken, dass die Spannungsschwingung, welche durch die direkte Verbindung des Hochausgangstransistors Q2a zwischen dem Ausgangsknoten 21 und der Stromzufuhrleitung 20 ermöglicht wird, ohne zusätzlich eingreifende Treibertransistoren, es für die Spannungsschwankung, welche durch den oberen Ausgangstransistor Q2a bereitgestellt werden kann, ermöglicht, innerhalb von 1Vbe + 1Vce SAT zu bleiben, und zwar von der Zufuhrspannung auf Leitung 20. Somit ist der 1Vbe-Abfall aus den Schaltungen gemäß dem Stand der Technik eliminiert worden.
- Schließlich und zusätzlich zum Obigen existieren die Probleme gemäß dem Stand der Technik bei der Erzeugung hoher Ausgangsimpedanzen und Hochstrombedingungen nicht, da die oben beschrieben Schaltungsanordnung den Strom durch den unteren Ausgangstransistors nicht auf Null herabzwängt, wenn ein hoher Strom am oberen Ausgangstransistor vorliegt. Somit liegt eine harmonische mittlere Klasse- AB-Stromregelung über fast dem gesamten Betriebsbereich des Leistungsverstärkers 10 vor.
- Natürlich versteht es sich ohne weiteres, dass eine Schaltung, die gemäß der Schemadarstellung der Fig. 1 hergestellt wurde, ohne weiteres als monolithische integrierte Schaltungsstruktur realisiert werden kann.
- Wie nunmehr aus Fig. 2 hervorgeht, ist dort eine elektrische Schemadarstellung eines Leistungsverstärkers 40 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Leistungsverstärker 40 ist ähnlich wie der Leistungsverstärker 10 aufgebaut, der oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben wurde, mit Ausnahme der Gleichtakt-Vorspannungsschaltung 45 und der Änderung der Schaltung zum Abtasten des Stromes im oberen Ausgangstreibertransistor Q2.
- Die NPN-Transistoren Q3 und Q2 (zusammen mit Q5 bis Q8) werden verwendet, um die In- und Ip-Ströme abzutasten und an den Knoten "b" und "c" eine Differenzialspannung zu entwickeln, welche ihre Gleichtaktvariationen misst. Somit ändert die Spannung Vb - Vc den Abgleich der aktiven PNP-Transistoren Q10 und Q11 der ersten Pufferstufe. Der Strom, der in der ersten Pufferstufe am Kollektor des PNP-Transistors Q11 fließt, wird verbunden mit der zweiten Pufferstufe, zur Aufbringung an die Basis des unteren Ausgangstransistors Q1. Es ist zu bemerken, dass die Transistoren Q4, Q5, Q6 und Q7 eine Pegelverschiebung in der Schaltung durchführen, wobei die NPN-Transistoren Q4 und Q5 die Emitter der NPN- Transistoren Q6 und Q7 auf dem richtigen Pegel halten. In jedem Fall wird wiederum der Treiberstrom für den oberen Ausgangstransistor Q2 durch den PNP- Transistor Q16 der zweiten Verstärkungsstufe 14 bereitgestellt. Somit kann bewirkt werden, dass die Spannungsschwingung, welche bei dem Betrieb des oberen Ausgangstransistors Q2 gestartet ist, innerhalb von 1Vbe + 1Vce SAT von der Zufuhrspannung auf Leitung 20 liegt. Auch kann der Treiberstrom für Q2 sehr hoch gemacht werden, da Q16 primär mit dem Basistreiberstrom des Ausgangstransistors Q2 beschäftigt wird.
- Wiederum ist der Verstärker 40 so ausgebildet, dass, wenn ein hoher Strom in dem unteren Ausgangstransistor Q1 fließt, der Treiberstrom in dem oberen Ausgangstransistor Q2 nicht zum Erlöschen gebracht wird. Deshalb zeigt die Schaltung 40 nicht eine hohe Ausgangsimpedanz bei höheren Strompegeln und die Stabilitätsprobleme, die sich hieraus ergeben, sind eliminiert worden.
- Eine elektrische, schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Leistungsverstärkers 50 ist in Fig. 3 gezeigt. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 wird der Ausgang aus der zweiten Verstärkungsstufe 14 des Transistors Q16' am Knoten "a" erhalten, der mit dem Kollektor verbunden ist; jedoch ist bei dieser Ausführungsform der Fig. 3 der Transistor Q16' ein NPN- Transistor. Als Resultat ist, obwohl Vorteile hinsichtlich der Spannungsschwingung, der Impedanz und Stabilität mit der Schaltung nach Fig. 3 erzielt werden können, das Abtasttreiberstromresultat nicht ebenso vorteilhaft. Es ist zu sehen, dass die Schaltung nach Fig. 3 im Wesentlichen dieselbe ist wie diejenige nach Fig. 2, mit der Ausnahme der Eingangsverstärkungssektion und speziell ihrer zweiten Verstärkungsstufe. Die Schaltung nach Fig. 3 erhält ihren primären Vorteil aus der Einfachheit der Komponenten und einer geringeren Anzahl von Teilen, die für ihre Realisierung benötigt wird. Der Ausgangsabschnitt der Schaltung 50 ist im Wesentlichen derselbe wie der Ausgangsabschnitt der Leistungsverstärkerausführungsform 40 nach Fig. 2, einschließlich der ersten und zweiten Pufferstufen und der Gegentakt-Ausgangsstufe.
- Obwohl die Erfindung bis zu einem gewissen Grad im Einzelnen beschrieben und dargestellt wurde, versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung nur zu Beispielszwecken gemacht wurde und dass viele Veränderungen in der Kombination und Anordnung der Teile durch Fachleute durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie sie im Weiteren beansprucht wird.
Claims (10)
1. Leistungsverstärker, der aufweist:
eine Signaleingangsstufe (12), die einen Eingang für ein Eingangssignal und
einen Ausgang für ein Eingangsstufen-Ausgangssignal hat;
eine Verstärkungsschaltung (13, 14), die aufweist:
eine Stromquelle; und
einen Verstärkungstransistor (Q16), der einen Emitter, eine Basis, um das
Eingangsstufen-Ausgangssignal zu empfangen, und einen Kollektor hat, der an
einen Verstärkungsschaltungsausgang zu der Stromquelle angeschlossen ist, so dass
der Kollektor-Emitter-Pfad von dem Verstärkungstransistor (Q16) und der
Stromquelle in Serie zwischen einer Spannungszufuhr (20) und einer Bezugsspannung
(23) angeschlossen sind;
eine Quasi-Gegentakt-Signalausgangsstufe (10), die erste (Q2a) und zweite
(Q1) Transistoren hat, wobei der erste Transistor (Q2a) einen Strompfad hat, der
zwischen der Zufuhrspannung (20) und einem Leistungsverstärker-Ausgangsknoten
(21) angeschlossen ist, und der eine Basis hat, die an den
Verstärkungsschaltungsausgang angeschlossen ist, um einen veränderlichen Treiberstrom davon zu
empfangen, wobei der zweite Transistor (Q1) einen Strompfad hat, der zwischen der
Bezugsspannung (23) und dem Ausgangsknoten (21) angeschlossen ist;
gekennzeichnet durch,
eine Vorspannungssteuerschaltung, um den zweiten Transistor mit einer
Vorspannung zu beaufschlagen, wobei die Vorspannungssteuerschaltung ein
Diffe
rentialpaar (Q6, Q7) hat, und betrieben wird, um die Vorspannung zu dem zweiten
Transistor (Q1) einzustellen, um ein Ungleichgewicht der Ströme von dem Paar
auszugleichen.
2. Leistungsverstärker nach Anspruch 1, wobei die
Vorspannungssteuerschaltung (30) den ersten und den zweiten Transistor (Q2a, Q1) für einen Betrieb der
Klasse AB vorspannt.
3. Leistungsverstärker nach Anspruch 2, wobei die
Vorspannungssteuerschaltung (30) eine Abtastschaltung (Q2b, Q3, Q8, Q9) aufweist, um Ausgangsströme
der ersten und zweiten (Q2a, Q1) Transistoren zu erfassen; und
eine Pufferschaltung, die an das Differentialpaar (Q6, Q7) angeschlossen
ist, um einen Basisstrom für den zweiten Transistor (Q1) zu steuern.
4. Leistungsverstärker nach Anspruch 3, wobei der Eingangsstufenausgang
einen Signalbasistreiberstrom für den ersten Transistor (Q2a) getrennt von der
Vorspannungssteuerschaltung zur Verfügung stellt.
5. Leistungsverstärker nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die
Eingangstufe (12) einen Differentialeingang empfängt.
6. Verstärker nach Anspruch 1, der ferner aufweist, eine weitere
Verstärkungsstufe (13), die ein Paar von Lasten (Q25, Q26) und ein Paar von
angeschlossenen aktiven Einrichtungen (Q19, Q20) hat, an die der Eingangsstufenausgang
angelegt ist, um einen Stufenausgang von zumindest einer der aktiven
Einrichtungen zu erzeugen, wobei der Stufenausgang an die Verstärkungsstufe (14) angelegt
wird.
7. Verstärker nach Anspruch 6, wobei der Ausgang des
Verstärkungstransistors (Q16) einen veränderlichen Treiberstrom für eine Basis des ersten Transistors
(Q2a) zur Verfügung stellt.
8. Verstärker nach Anspruch 6, wobei der Verstärkungstransistor ein PNP-
Transistor ist.
9. Verstärker nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine
Spannung über den ersten Transistor (Q2a) innerhalb von Vcesat der zugeführten
Spannung (20) schwingt.
10. Verfahren zum Betreiben einer Quasi-Gegentakt-Signalausgangsstufe (10)
eines Leistungsverstärkers, wobei die Ausgangsstufe erste (Q2) und zweite (Q1)
Transistoren hat, welches aufweist:
eine Basisansteuerung wird für den zweiten Transistor (Q2a) von dem
Eingangsknoten (a) zur Verfügung gestellt;
ein Strom wird in dem zweiten Transistor erfasst und der erfasste Strom
wird an einen Eingang eines Differentialpaares (Q6, Q7) angelegt;
ein Vorstrom bzw. Vorspannungsstrom wird für den ersten Transistor von
der gemeinsamen Elektrode des Differentialpaares (Q6, Q7) erhalten, bzw.
entwickelt; und
ein Strom wird in dem ersten Transistor (Q1) erfasst und der erfasste Strom
wird dem zweiten Eingang des Differentialpaares (Q6, Q7) zugeführt, wodurch der
erste und der zweite Transistor einer harmonischen mittleren Stromvorspannung
der Klasse AB ausgesetzt werden, so dass der erste Transistor aktiv bleibt.
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