DE953441C - Transistor-Oszillatorschaltung fuer sehr hohe Frequenzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einem Transistor, einer kapazitiven und einer induktiven Impedanz. Sie bezweckt, eine Oszillatorschaltung zu schaffen, die eine hohe Oszillatorfrequenz erzeugt, welche die Grenzfrequenz des Transistors überschreitet. Unter »Grenzfrequenz« wird dabei die Frequenz verstanden, bei welcher der Stromverstärkungsfaktor des .Transistors auf etwa 1/ ]/T seines Anfangswertes gesunken ist.

Gemäß der Erfindung oszilliert der Transistor oberhalb seiner Grenzfrequenz, da die kapazitive Impedanz zwischen der Emissions- und der Kollektorelektrode und die induktive Impedanz zwischen der Kollektor- und der Basiselektrode eingeschaltet sind, wobei diese Impedanzen gemeinsam, von der Kollektorelektrode aus gesehen, einen annähernd auf die Oszillatorfrequenz abgestimmten Parallelschwingungskreis bilden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. ι zeigt ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 und 3 sind zwei Abarten der Ausführung nach g;

Fig. 4 zeigt den Verlauf der Stromverstärkung als Funktion der Frequenz.

Nach Fig. 1 enthält die Oszillatorschaltung einen Transistor 1, insbesondere einen Spitzentransistor mit einer Emissionselektrode e, einer Kollektorelektrode c

und einer Basiselektrode b und weiter eine Kapazität C die zwischen den Elektroden e und c, und eine Induktivität L, die zwischen den Elektroden c und b eingeschaltet ist, so daß der Transistor oberhalb seiner Grenzfrequenz bei einer Oszillatorfrequenz f₀ oszillieren kann, die etwa gleich

to ist. Die gegebenenfalls parallel zur Induktivität L auftretende Streukapazität C₃, muß Iabei der Kapazität C zugerechnet werden. Es wird dabei bemerkt, daß die Induktivität L mit der Kapazität C, gegebenenfalls zuzüglich C₃,, von der Kollektorelekt5 trode c aus gesehen, als ein annähernd auf die Oszillatorfrequenz f₀ abgestimmter Parallelresonanzkreis betrachtet werden darf, da der emitterseitige Anschluß des Kondensators C und der basisseitige Anschluß der Induktivität L über eine nahezu vernachlässigbare Impedanz miteinander verbunden sind, die durch den Innenwiderstand zwischen der Emissions- und der Basiselektrode des Transistors ι gebildet wird. Die Erfindung gründet sich auf Messungen an einem Transistor, aus denen hervorgeht, daß der Stromverstärkungsfaktor α in der Nähe der Grenzfrequenz nicht nur stark abnimmt, sondern auch eine große Phasenverschiebung φ zeigt, die bei den üblichen Oszillatorschaltungen das Schwingen beeinträchtigt, aber bei der vorliegenden Schaltungsanordnung gerade einen Vorteil ergibt.

In Fig. 4 sind dieser Stromverstärkungsfaktor a (der als das Verhältnis zwischen dem Kollektorstrom i_c und dem Emissionsstrom i_e bei konstanter Kollektorspannung definiert ist) und die Phasenverschiebung φ zwischen dem Kollektor-strom i_c und dem Emissionsstrom i_e als Funktion der Frequenz dargestellt. Bei der Grenzfrequenz f_x, bei der | α | (d. h. der absolute Wert von α) auf etwa 1/ ] Γ seines ursprünglichen Wertes gesunken ist, findet man bereits eine Phasenverschiebung von etwa 45° und bei einer Frequenz f₀ gleich dem Zwei- bis Dreifachen der Grenzfrequenz Y₁ eine Phasenverschiebung von 90⁰. Da nun die Impedanzen L und C, von der Kollektorelektrode c aus gesehen, einen annähernd auf die Oszillatorfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreis bilden, wird an dieser Kollektorelektrode c eine hohe Spannung annähernd gleichphasig mit dem Kollektorstrom i_c erzeugt. Die Phase des Stroms i_e, der somit durch den Kondensator C der Emissions-

elektrode e zufließt und der durch Aufschaukelung ' des Kreises LC wesentlich größer ist als der Kollektorstrom i_c, ist außerdem wesentlich gegenüber diesem Strom i_c verschoben, z. B. bei der Resonanz des Kreises LC gerade um 90⁰. Infolge der Phasenverschiebung φ des Stromverstärkungsfaktors α liefert jedoch der auf diese Weise erzeugte Emissionsstromi_e den Kollektorstrom i_c wieder mit der ursprünglichen Phase zurück, so daß die Oszillationsbedingung erfüllt ist.

Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist die Kollektorelektrode an eine Anzapfung 6 der Induktivität L angeschlossen, wodurch die Spannung an dieser Induktivität L hinauftransformiert und das Oszillieren häufig erleichtert wird.

Nach Fig. 3 ist der Kondensator C nach Fig. 1 in zwei Kondensatoren C₁ und C₂ aufgeteilt, deren Vör-bindungsleitung nach der Kollektorelektrode c führt. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schaltung derjenigen nach Fig. 1 ähnlich.

Als zahlenmäßiges Beispiel sei hier ein Transistor erwähnt, bei dem der Emissionsinnenwiderstand r_e = 50 Ohm, der Kollektorinnenwiderstand r_c = 10 kOhm, der Basisinnenwiderstand r_t = 200 Ohm, a₀ = α für niedrige Frequenzen = 2,5, /Ί == 7 MHz, L = 18 μΆ, C₃, = 2 pF, C = 5 pF, f₀ = 15 MHz, entsprechend dem üblichen Ersatzdiagramm. Der Kreis LC muß eine hohe Kreisgüte haben, um eine gute Frequenzstabüität der Oszülatorfrequenz f₀ zu sichern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einem Transistor, einer kapazitiven und einer induktiven Impedanz, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Impedanz zwischen der Emissions- und der Kollektorelektrode und die induktive Impedanz zwischen der Kollektor- und der Basiselektrode eingeschaltet ist, wobei diese Impedanzen, von der Kollektorelektrode aus gesehen, gemeinsam einen Parallelresonanzkreis bilden, der annähernd auf die oberhalb der Grenzfrequenz des Transistors liegende Oszillatorfrequenz abgestimmt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode an eine-Anzapfung des durch die kapazitive und die induktive Impedanz gebildeten Parallelresonanzkreises angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609528/373 5.56 (609 694 U. 56)