NL8200890A - Versterker. - Google Patents

Description

i 2 VO 31½

Betr.: Versterker. ·

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een versterker en meer in het bijzonder op een versterker, die gereduceerde ingangsrust-stromen aan het ingangssignaal vereist zonder dat de hoogfrequentiewer-king van de versterker in hoofdzaak wordt beïnvloed.

5 Er zijn verschillende versterkers bekend om te worden toegepast in stelsels voor het verwerken van elektrische signalen. Dikwijls worden deze versterkers gebruikt bij terugkoppelstelsels, waarbij het gewenst is te voorzien in een ingangsversterkertrap·, welke een zo gering mogelijke rust stroom uit het ingangssignaal van de trap trekt, terwijl de lusover-TQ dracht zo groot mogelijk wordt gehouden teneinde een stabiliteit van het terugkoppelstelsel te verzekeren. Zo vereisten bijvoorbeeld ingangsver-sterkertrappen voor instrumentatieversterkers, operationele versterkers en spanningsbestuurde stroomversterkers meer in het bijzonder dergelijke karakteristieken. Dikwijls is de begrenzende overweging bij de stabili-15 teit van het terugkoppelstelsel de frequentieresponsie van de versterker-transistoren. Wanneer deze transistoren van het bipolaire type zijn, is in het algemeen, naarmate de collectorstroom van deze transistoren groter is, de frequentieresponsie van de versterker beter. Wanneer de collectorstroom evenwel wordt vergroot neemt de basisstroom toe. Dikwijls 20 zijn basisstromen van dergelijke transistoren aan de ingangen van deze versterkers aanwezig. Een benadering om de mate van ruststroom, afgenomen uit het ingangssignaal, te reduceren, brengt het gebruik van veldeffect-transistoren (FETs) in de versterker met zich mede, terwijl bij een andere benadering gebruik wordt gemaakt van super-beta-transistoren in de 25 trap. Bij de opkomst van geïntegreerde ketens (iCs) doen zich bepaalde problemen bij tenminste sommige IC-methoden voor wanneer FET’s en bipolaire transistoren op eenzelfde plaatje met elkaar worden gecombineerd', aangezien de vervaardiging van een dergelijk plaatje dan duurder wordt.

Ook de vervaardiging van de beta-transistoren is lastig aangezien derge-30 lijke transistoren de neiging hebben om zeer fragile te zijn.

De uitvinding stelt zich derhalve ten doel een verbeterde versterker te verschaffen, die relatief geringe ingangsruststromen uit het in-gangsinformatiesignaal vereist zonder dat de hoogfrequentiewerking van de versterker wordt beïnvloed.

35 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeter- 8200890 - 2 - £ . ♦ de versterkers die een relatief geringe ingangsruststroom uit het ingangssignaal vereist zonder dat de hoogfrequentiewerking van de versterker wordt beïnvloed en waarbij slechts transistoren van het bipolaire type . worden toegepast..

5 Naast het bovenstaande omvat de frequentieresponsie "roll-off" of overdrachtsfunctie van sommige versterkertrappen van het hier beschreven type meer in het bijzonder tenminste êén pool (waarbij een pool wordt gedefinieerd als de waarde van de complexe frequentie» waarbij de overdrachtsfunctie van de keten oneindig groot wordt). Ofschoon dergelijke 10 polen in sommige gevallen van nut kunnen zijn, kunnen in andere gevallen : dergelijke polen tot problemen leiden. Zo kunnen zich bijvoorbeeld problemen voordoen bij bepaalde terugkoppelconfiguraties om de trap, zoals dié,, beschreven in de Nederlandse octrooi-aanvrage ... , waarbij in de terugkoppelbaan van een trap transistoren aanwezig zijn om signalen 15 als een functie van de logarithme van het ingangssignaal van de trap te verschaffen. Een dergelijke terugköppelconfiguratie zelf kan tot een faze-verschuiving van 90° leiden. Deze fazeverschuiving is tezamen met de faze-verschuiving, die bij de ingangstrappolen behoort, ongewenst.

Voorts is de versterker van het differentiaaltype, dat in sommige 20 gevallen kan leiden tot een te grote signaalversterking bij een of meer frequenties.

Een ander doel. van de uitvinding is derhalve het verschaffen van een voorafbepaalde frequentieresponsie van de versterker, waarbij de invloed van een eventuele negatieve fazeverschuiving, die door een pool in de 25 terugkoppellus wordt geïntroduceerd, wanneer de trap met een terugkoppel-configuratie van het beschreven type wordt gebruikt, wordt gereduceerd.

Deze en andere oogmerken van de uitvinding worden verkregen met een verbeterde differentiaalversterker, die van een differentiaal-paar transistoren is voorzien. Volgens een aspect van de uitvinding zijn tussen de 30 ingangsklem van de versterker en het differentiaalpaar transistoren bipolaire transistororganen gekoppeld. De trap omvat organen voor het opwekken van een compenserende ruststroom over de bipolaire transistororganen teneinde de grootte van de ruststroom, die uit het ingangssignaal op de ingangsklem van de versterker wordt afgenomen, te reduceren zonder dat de 35 hoogfrequentieresponsie van de versterker wordt beïnvloed. Andere aspecten van de uitvinding omvatten de aanwezigheid van organen om de responsie van de versterker zodanig te modifiëren, dat een nulpunt (waarbij het nul- 8200890 X i - 3 - punt -wordt gedefinieerd als de waarde van de complexe frequentie, waarbij de overdrachtsfunctie van de keten gelijk aan nul wordt), wordt geïntroduceerd teneinde de invloed van de fazeverschuiving van 90° wanneer de trap in een bepaalde terugkoppelconfiguratie van het hier beschreven , 5 type wordt gebruikt, tot een minimum terug te brengen.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont : fig. 1 een bekend type keten, dat gedeeltelijk schematisch en gedeeltelijk in blokschemavorm is weergegeven; 10 fig. 2 een schema van een voorkeursuitvoeringsvorm van' een verster ker volgens de uitvinding, waarvan een ingang is geaard; en fig. 3 een schema van een voorkeursuitvoeringsvorm van een diffe-rentiaalingangstrap volgens de uitvinding aan de beide ingangen waarvan een ingangssignaal kan worden toegevoerd.

15 Opgemerkt wordt, dat in de tekening voor het aangeven van soortge^ lijke of overeenkomstige onderdelen dezelfde verwijzingen zijn gebruikt.

De in fig. 1 van de tekening af geheelde keten is een ingangstrap, waarvan éên ingang is geaard. Meer in het bijzonder is de ingangsklem 10 van de versterker 1^· verbonden met het verbindingspunt 16, dat een in-20 gang vormt voor het differentiaalpaar transistoren 20 en 22, terwijl de andere ingangsklem 18 met aarde van het stelsel is verbonden. Van het paar transistoren 20 en 22 zijn de respectieve bases met. het overeenkomstige verbindingspunt 16 én de klem 18 verbonden. De transistoren 20 en 22 zijn weergegeven als ÏÏPI-transistoren, waarvan de emitters respectie-25 velijk via identieke weerstanden 2k en 26 met een verbindingspunt 28 zijn verbonden. Dit laatste punt is met de stroombron 30 verbonden. De collector van de transistor 20 is verbonden met de emitter van de transistor 32 waarvan de collector op zijn beurt met de uitgangsklem 36 van de versterker en met de uitgang van de stroomspiegel 3^ is verbonden. De ingang 30 van de stroomspiegel 3¼ is met de collector van de transistor 22 verbonden.

De transistor 32 en de verdere transistoren 38 en ^0 verschaffen tezamen met de transistor 20 een campensatiestroom, die aan de ingang van de differentiaalversterker wordt toegevoerd. De transistoren 38 en ^0 35 zijn PÏIP-transistoren, waarvan de bases respectievelijk met de overeenkomstige bases van de transistoren 32 en 20 zijn verbonden. De emitter van de transistor 38 is verbonden met een geschikte gelijkspanningsbron 8200890 « * - U - k2, terwijl de collector met de emitter van de transistor ^-0 is verbonden. Van deze laatste is de collector op zijn beurt met aarde van bet stelsel verbonden. Ofschoon de transistoren 20, 22 en 32 zijn weergegeven als NPH-transistoren en de transistoren 38 en kO zijn weergegeven als PNP-5 transistoren, kunnen alle transistoren van tegengesteld type zijn, waarbij die met hetzelfde geleidingstype dezelfde stroom-versterkings- (beta) karakteristieken bezitten.

In het algemeen leveren de stroombron 3Q en de stroomspiegel 3¼ een . rust stroom over de beide zijden van de diff er ent iaalver sterker, d.w.z.

10 over de collector en emitter van de transistoren 20 en 32 enerzijds en de collector en emitter van de transistor 22 anderzijds. De stroom van de transistor 32 is bij benadering gelijk aan de collectorstroom van de transistor 20. Aangezien de transistoren 29 en 32 in het ideale geval aan elkaar zijn aangepast, zullen de resulterende basisruststromen van 15 deze transistoren bij benadering aan elkaar gelijk zijn. Aangezien de - basis van de transistor 38 met. de basis van de transistor 32 is gekoppeld, zullen hun basisstromen aan elkaar gelijk zijn. De resulterende basis- - stroom van de transistor 38 levért een collectorstroom over deze transis- · tor, welke leidt tot een bij benadering gelijke collectorstroom in de 20 transistor U0. Omdat de transistoren 38 en ^0 theoretisch aan elkaar zijn aangepast, zullen de basisstromen in de transistoren 1+0 en 38 bij benader v.' ring aan elkaar gelijk zijn. Aangezien de basis van de transistor 1+0 is verbonden met de basis van de transistor 20, zal de basisstroom van de transistor 1+0 in het ideale geval de basisstroom van de transistor 20 2? leveren. .Indien alle transistoren van hetzelfde geleidingstype aan elkaar zijn aangepast, zal de door de transistor 20 vereiste basisstroom ongeveer gelijk zijn aan die, welke door de transistor 1+0 wordt geleverd, waardoor het praktisch niet nodig is, dat stroom uit de klem 10 wordt afgenomen.

30 Resumerende zijn derhalve onder voorspanningsomstandigheden de basis stromen van de transistoren 20, 32, 38 en 1+0 alle aan elkaar gelijk en is de stroom uit de ingangsklem theoretisch gelijk aan nul. Zolang derhalve de bedrijfskarakteristieken van de transistoren bij benadering hetzelfde blijven, en de basisstromen alle aan elkaar gelijk blijven, zal de stroom, 35 die via het verbindingspunt 16 uit de basis van de transistor kO naar de basis van de transistor 20 wordt gevoerd, de stroom uit de klem 10, veel kleiner zijn dan normaal nodig is.

8200890 ♦ » - 5 -

Meer in het "bijzonder kan zich, ofschoon de door de transistoren 20, 32, 38 en 40 opgewekte eompensatiestroom theoretisch de noodzaak van een rust stro om uit de klem 10 elimineert, een probleem voordoen, indxen er een onjuiste aanpassing bestaat in de bedrijfskarakteristieken van de 5 transistoren 20, 32, 38 en 1+0. Meer in het bijzonder kan, waar de basis-collectorspanningen van overigens aangepaste transistoren op verschillende niveaus liggen, een stroomversterking (beta) van de transistoren variëren, gerelateerd met een verschijnsel, dat bekend staat als het Early-effect. Er"zal derhalve geen honderd procent correctie aanwezig zijn.

10 Indien men de emitterstroom van de transistor 20 reduceert teneinde de ingangsruststroom te reduceren om·de onjuiste aanpassing met correctie op 'een toelaatbaar niveau te brengen, kan men de hoogfrequentiewerking van de versterker beïnvloeden.

Volgens de uitvinding zijn tussen de ingangsklem 10 en het verbin-15 dingspunt 16 bipolaire transistororganen gekoppeld om de klem 10 vanuit . het verbindingspunt 16 te bufferen en de grootte van de ruststromen, welke uit het ingangssignaal worden afgenomen, te reduceren zonder dat de hoogfrequentiewerking van de versterker wordt beïnvloed.

Meer in het bijzonder is, zoals uit fig. 2 blijkt, de ingangsklem 20 10 verbonden met de basis van een bipolaire transistor 50. De emitter van de transistor 50 is verbonden met het verbindingspunt 16, terwijl de collector is verbonden met de gemodifieerde compensatie-organen 52, welke dienen om een compensatiesignaal voor de bipolaire transistor 50 op te wekken. De versterker 1 b-A en de compensatie-organen 52 zijn modificaties 25 van de overeenkomstige delen van de keten volgens fig. 1, teneinde andere aspecten en principes volgens de uitvinding te incorporeren.

Verwijzende naar de compensatie-organen 52 blijkt, dat de bases van de transistoren 50 en 58 met elkaar zijn verbonden. Op een soortgelijke wijze zijn de bases van de transistoren 5¾ en 5^ met elkaar verbonden. De 30 basis van de transistor 62 is als een diode met de collector van deze transistor verbonden en op een soortgelijke wijze is de basis van de transistor 60 op de wijze van een diode met de collector van deze transistor verbonden. De emitter van de transistor 5*+ is verbonden met de collector van de transistor 50. De emitter van de transistor 58 en de collector'van 35 de transistor 56 zijn met elkaar verbonden en de emitter van de transistor 62 en de collector van de transistor 60 zijn met elkaar verbonden.

De collector van de transistor 5h is verbonden met de basis en de collec- 8200890 * - » - 6 - tor van de transistor 6θ. De emitter van de transistor 60 en de collector van de transistor 58 zijn met elkaar en met aarde van het stelsel verbonden. Tenslotte zijn de collector en de basis van de transistor 62 zowel met de emitter van de transistor 5 6 als met een rust stroombron verbonden, 5 welke laatste is voorzien van transistoren 6k en 66.

Meer in het bijzonder is de collector van de transistor 6h verbonden met het verbindingspunt, gevormd door de basis en de emitter van de transistor 62 en de emitter van de transistor 56, die alle bestemd zijn om via de klem 67 te worden verbonden met een geschikte, niet-afgebeelde 10 stroombron. De emitter van de transistor 6k is verbonden met de emitter van de- transistor 66 en met een voorspanningspunt. De basis en de collector van de transistor 66 zijn met .elkaar en met de basis van de transistor 6k verbonden. De transistoren 50, 5^, 60 en 62 zijn alle HM-transis-toren, die wat betreft hun stroom-versterkingskarakteristieken aan elkaar 15 zijn aangepast en op een soortgelijke wijze zijn de transistoren 56 en 58 beide PÏÏP-transistoren,, die wat betreft hun stroom-versterkingskarakte-ristieken aan elkaar zijn aangepast. Het verbindingspunt 16 is op een geschikte wijze met een stroombron 68 verbonden.

De. in het algemeen bij 15A aangegeven versterker is ten opzichte van 20 de in fig. 1 aangegeven topologie gemodifieerd om redenen,, welke later zullen worden uiteengezet. De stroamspiegel 3^ van de versterker 1UA is meer gedetailleerd weergegeven en omvat PEP-transistoren JO en 72, waarvan de bases met elkaar zijn verbonden. De emitters van de transistoren 70 en 72 zijn via respectieve weerstanden 7^ en 76 met een voorspannings-25 punt verbonden. De basis van de transistor JO is over een condensator j8 met een collector van de transistor verbonden, terwijl de basis van de transistor J2 direkt met de collector daarvan is verbonden. De collectors van de transistoren 70 en 72 vormen respectievelijk de uitgang en de ingang van de stroomspiegel 3¾.

30 De collector van de transistor 72, die de ingang van de spiegel 3^· vormt, is dienovereenkomstig met de collector van de transistor 22 verbonden. De basis van de transistor 22 is verbonden met de andere verster-keringangsklem 18, die op zijn beurt met aarde van het stelsel is verbonden. De emitter van de transistor 22 is verbonden met de toegevoegde, 35 als een diode-verbonden transistor 80, welke laatste wordt gevormd door de basis en de collector van een NPH-transistor met elkaar te verbinden, waarbij de emitter van de transistor met de weerstand 2ÖA is verbonden.

8200890 - 7 - ♦

Laatstgenoemde is verbonden met'het verbindingspunt 28, dat op zijn beurt met de stroombron 30 is verbonden.

De collector van de transistor 70 vormt de uitgang' van de stroom-spiegel 3^ en is via een weerstand 82 met de uitgangsklem 36 van de 5 trap verbonden.· Laatstgenoemde is met de collector van de transistor 20 verbonden. De emitter van de transistor 20 is over een condensator 8k met aarde van het stelsel en via de weerstand 2kA met het verbindingspunt 28 verbonden.

Tijdens het bedrijf wordt door de aanwezigheid van de transistor 10 50 bij de ingangsklem 10 van de versterker tussen de klem en het diffe- rentiaalpaar transistoren 20 en 22 de grootte van de ingangsruststroom, die aan de ingangsklem 10 van de trap wordt af genomen, gereduceerd zonder dat de hoogfrequentiewerking van de versterker wordt beïnvloed. De col-lectorstroom van de transistor 50, die als een emittervolger -is verbonden* 15 kan een kleinere waarde hebben dan de collectorstroom van de transistor 20, zodat geen reductie van de bandbreedte van de versterker nodig is.

Door de collector van de transistor 50 bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 met een kleinere stroom te bedrijven dan de collector van de transistor 20 bij de in fig. .1 afgebeelde bekende keten, vloeit een kleinere hoeveel-20 heid* basisstroam naar de basis van de eerste transistor dan naar de laatste. De basisstroam in de transistor 50 bepaalt dan de ruststroom, die uit de klem 10 wordt afgenomen en reduceert derhalve de uit deze klem af-genomen ruststroom. Aangezien dezelfde stroom door de transistor 20 kan worden onderhouden met een kleinere ingangsruststroom op de klem 10, . 25 blijft de hoogfrequentiewerking van de trap in hoofdzaak onbeïnvloed.

Bij een typerende terugkoppeltoepassing zal de klem 36 een geringe uit gangs stroom leveren en zal de klem 10 zich bij aarde bevinden. De basis-emitter junctie van de transistor 50 brengt het verbindingspunt16 één diodeval onder aarde. De emitter van de transistor 20 bevindt zich ' 30 derhalve twee diodevallen onder aarde. Aangezien de ingangsklem 1.8 zich op aarde van het stelsel bevindt, ligt de emitter van de transistor 22 een diodeval onder aarde. De diode 80 voorziet derhalve in de aanpassende diodeval van de emitter van de transistor 20. Ofschoon een soortgelijke . als een diode verbonden transistor, waarvan de emitter met de basis van 35 ie transistor 22 is verbonden en waarvan de collector-basisbaan met de klem 18 is verbonden, de gewenste symmetrie zou verschaffen, verdient het de voorkeur de als een diode verbonden transistor 80 tussen de emitter 8200890 - a - van de transistor 22 en de bron 30 toe te voegen. Dit laatste beeft, ten opzichte van de eerder beschreven ophouw een voordeel tengevolge van het feit, dat de als een· diode verbonden transistor 80, wanneer deze met de emitter van de transistor 22 is verbonden, bij draagt tot het tot een mi-5 nimum terugbrengen van ruis uit de transistor 22, welke ruis anders zou optreden indien de als een diode verbonden transistor met de basis van de transistor 22 zou zijn verbonden. Voorts werkt de als een diode verbonden transistor 80 op een hoger stroomniveau dan het geval zou zijn, indien deze met de basis van de transistor 20 zou zijn verbonden, waar-10 door de invloed van ruist uit de transistor 80 wordt gereduceerd.

Het is duidelijk, · dat door het aanbrengen van de als een diode verbonden transistor 80 op de aangegeven wijze, bij een gewenste bedrijfs-ruststroom de emitterketenimpedanties van de versterker dienen te zijn gebalanceerd. Meer in het bijzonder dient de emitterimpedantie van de 15 transistor 22 vermeerderd met de diode-impedantie van de transistor 80 . en de impedantie van de weerstand. 2éA gelijk te zijn aan de emitterimpedantie van de transistor 20 vermeerderd met de impedantie van de weerstand 2kA. Door voor dit evenwicht te zorgen, zal eventuele ruis, die in de stroombron 30 ontstaat, door de balans van de versterker worden ge-20 elimineerd.

Ten aanzien van de campensatie-organen 52 vormen de transistoren 60 en 62 tezamen een spanningsbron voor de transistor 56. Verder wordt de spanningsbron voor de collector van de transistor 5^ verschaft door de verbinding van de emitter van de transistor 62 met de collector van de 25 transistor 60. Zoals reeds is beschreven, zijn de transistoren 50 en 5^+ wat betreft hun stroom-versterkingskarakteristieken aan elkaar aangepast en zijn de transistoren 56 en 58 op een soortgelijke wijze aan elkaar • aangepast. De emitter van de transistor 56 bevindt zich op plus 2 Vbe (twee diodevallen) boven aarde in verband met de transistoren 62 en 60. De basis 30 van de transistor 56 bevindt zich op plus êén Vbe (een diodeval) boven aarde aangezien de basis zich êên diodeval onder de bijbehorende emitter bevindt. Dit leidt ertoe, dat de emitter van de transistor 5^ zich bij benadering op- aarde bevindt. Het ingangsknooppunt bij de basis van de transistor 50 bevindt zich eveneens op aarde van het stelsel en de emitter 35 van de transistor 58 bevindt zich derhalve op plus een Vbe (een diodeval) boven aarde. Zoals reeds is vermeld, zal de stroomversterking van de transistor en met variaties in de basis-collectorspanning van de transistor 8200890 - 9 - variëren.. Indien de. collector van de transistor 5^' direkt met "bijvoorbeeld de positieve spanningslijn was verbonden, zou bet resultaat zijn, dat de basis-collectorspanning van de transistor 5b’zou verschillen van de basis» collectorspanning van de transistor 50. Derhalve zouden zij met verschil-5 lende ontwerpcenterbeta's verken. Door. evenwel de collector van de transistor 5b met de door de als een diode verbonden transistoren 60 en 62 verschafte bron van êén Vbe te verbinden, wordt de basis-collectorspanning ... van de transistor 5b bij benadering ingesteld op een waarde gelijk aan die . van de transistor 50. De emitter van de transistor 56 is verbonden met de . T0 bron van twee Vbe, welke eveneens wordt verschaft’ door de als dioden verbonden transistoren 60 en 62. Derhalve vormt de configuratie, verschaft door de condensatie-organen 52 volgens fig» 2, een verbetering ten opzichte van de eonfiguratie, verschaft door de transistoren 32, 38 en ^0 in fig. 1 aangezien een reductie in fluctuaties ten opzichte van elkaar in de ba- -15 sisstromen van de transistoren tengevolge van het Early-effect optreedt.

Ofschoon elke.poging- kan worden gedaan om de transistoren 56 en 58 en de transistoren 50 en 5b, 60 en 62, wat betreft hun stroom-verster-kingskarakteristieken aan elkaar aan te passen, zullen, wanneer de keten volgens een IC-methode wordt uitgevoerd, onjuiste aanpassingen optreden 20 en zal geen honderd procent compensatie worden verkregen. Derhalve is bij'-de emitter van de transistor 58 een poort 86 aanwezig voor het opnemen van een. uitwendige stroombron 90. Laatstgenoemde bron dient om een stroom aan de emitter van de transistor 58 toe te voegen of daarvan af te trekken teneinde eventuele, onjuiste transistoraanpassing te corrigeren.

25 Haast het bovenstaande is het,, waar de versterkertrap moet worden toegepast in een terugkoppelconfiguratie, zoals deze is’aangegeven en beschreven in de Federlandse octrooiaanvrage ... , gewenst de trap verder zodanig te modifiëren, dat de invloed van de fazeverschuiving van 90°, geïntroduceerd door een pool,, in de frequentieresponsie, verkregen door 30 een condensator 78 zonder de weerstand 82 (wanneer de collector van de transistor 70 direkt met de collector van de transistor 20 is verbonden), tot een.minimum terug te brengen'. Door evenwel de weerstand 82 aan de uitgang van de stroomspiegel 3^· te gebruiken, wordt in de frequentieresponsie bij een hogere frequentie dan de pool een nulpunt geïntroduceerd, 35 zoals gewenst is om de invloed van de door de pool geïntroduceerde fazeverschuiving van 90° tot een minimum terug te brengen.

Verder kan de differentiaalversterker ik volgens fig. 1 een te gro- 8200890 - 10 - te versterking verschaffen. Dit wordt opgelost door de aanwezigheid van de weerstanden 2UA en 2éA evenals de diode 80 als een impedantie-element, dat dient om. de versterking van de versterker te reduceren. Het toevoegen van de diode 80 en de weerstanden 2hA en 2ÖA hij de emitters van de tran-5 sistoren 20 en 22 veroorzaakt evenwel een emitterdegeneratie van de tran-sistoren 20 en 22- Dit tezamen met de parasitaire hasis-emittercapaciteit . van de transistor 20 verschaft nog een pool hij relatief hoge frequenties in de overdrachtskarakteristiek van de trap. Door de condensator 8¼ op de aangegeven wijze aan'te brengen treedt evenwel een extra nulpunt in de TO overdrachtskarakteristieken van de trap op, waardoor de invloed van de pool teniet wordt gedaan.

Het principe van de uitvinding, beschreven onder verwijzing naar fig. 2, kan ook worden toegepast op een differentiaaltrap, zoals aangegeven hij de uitvoeringsvorm volgens'fig. 3. Meer in het bijzonder zijn 15 positieve en negatieve ingangsklemmen 10A en 10B van de trap aanwezig voor het ontvangen van twee signalen. De klem 1QA is verbonden met de basis van de transistor 50, waarvan de collector op zijn beurt is verbonden met de compensatie-organen 52 en waarvan de emitter met de ver-sterkeringangsklem 1 6 is verbonden. De klem'IOA wordt op zijn beurt voor-20 gespannen door de stroombron 68. Op een soortgelijke wijze is de tweede ingangsklem 10B verbonden met de basis van de buffertransistor 50A, welke laatste identiek is aan de transistor 50. Van de transistor 50A is de collector verbonden met de compensatie-organen 52A, welke laatste identiek zijn aan de compensatie-organen 52, waarbij van de transistor 25 <ie emitter met de verst erker ingangsklem 18 is verbonden. De klem 18 wordt op geschikte wijze door de stroombron 68a voorgespannen. Derhalve wordt, tengevolge van de buffertransistor 50A en de compensatie-organen 52A de grootte van de rust stroom, die uit de ingangsklem 10B nodig is, gereduceerd. Waar het verbindingspunt 16 en de klem 18 zich op dezelfde 30 potentiaal ten opzichte van aarde bevinden, kan de diode 80 van de versterker lUrA volgens fig. 2 in de versterker 1 UB volgens fig. 3 worden weggelaten en zijn de weerstanden 2k en 26 van dezelfde impedantiewaarde.

De bovenbeschreven versterkers volgens fig. 2 en fig. 3 vormen een verbetering ten opzichte van de bekende inrichting volgens fig. 1 aange-35 zien de ingangsruststromen worden gereduceerd zonder dat de hoogfrequen-tiewerking van de versterker wordt beïnvloed. Door bipolaire transistoren 50 en 50A te gebruiken kan de ketentopologie op eenvoudige wijze worden

820Q89G

- 11 - aangepast aan een IC-realisatie. Voorts verschaft hij-de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 het gebruik van de condensator j8 en de veerstand 82 een nulpunt in de overdrachtskarakteristieken van de versterker 1 h-A. Door de diode 80 met·' de emitter van de transistor 22 te verbinden en de gecom-5 bineerde impedantie van de emitterketen van de transistor 20 en de weerstand 2kk aan de gecombineerde impedantie van de emitterketen van de transistor 22, de diode 80 en de weerstand 2ÖA aan te passen, kan ruis, welke een gevolg 13 van de bron 30 en de transistor 80 worden gereduceerd. Tenslotte wordt door het toevoegen van de condensator 8^ een nulpunt in 10 de overdrachtskarakteristieken van de versterker en de trap geïntroduceerd, welk nulpunt de invloed van de pool, welke wordt geïntroduceerd door de weerstanden 2^A, 2éA en de transistoren 80 en de parasitaire basis-emitter-» capaciteit van· de transistor 20, tot een minimum terugbrengt.

8200890

Claims (6)

1. Versterker, voorzien van tenminste twee ingangsklemmen en een different iaalp aar transistoren, waarbij tenminste een van de ingangsklemmen bestemd is voor bet ontvangen van een ingangssignaal gekenmerkt door bipolaire transistororganen, die tussen de genoemde ene ingangsklem en het 5 differentiaalpaar transistoren zijn gekoppeld om de genoemde ene ingangs--· klem ten opzichte van het differentiaalpaar te bufferen, en compensatie-organen voor het opwekken van een eompensatiestroam voor de bipolaire transistororganen, waarbij de bipolaire transistororganen en de compen-satie-organen de grootte van het voorspanningssignaal, dat uit het in-10 gangssignaal door het differentiaalpaar wordt afgenomen, reduceren ten opzichte van de waarde, welke anders door het differentiaalpaar zou worden afgenomen indien de genoemde ene ingangsklem direkt met het differen-. tiaalpaar zou zijn verbonden. · 2. 'Versterker volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de andere van 15 de genoemde ingangsklemmen met aarde van het stelsel is verbonden. 3. · Versterker volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat de bipolaire transistororganen zijn. voorzien van een eerste bipolaire transistor, waarvan de basis met de genoemde ene ingangsklem is gekoppeld, waarvan de emitter met een van het differentiaalpaar is gekoppeld en waarvan de . 20 collector met de compensatie-organen is gekoppeld teneinde als een emit- tervolger te werken. U. Versterker volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de campensatie-' organen zijn voorzien van tweede, derde en vierde bipolaire transistoren, waarbij' van de tweede transistor de basis met de basis van de eerste 25 transistor is gekoppeld, de collector met aarde van het stelsel is gekoppeld en de emitter met de collector van de vierde bipolaire transistor is gekoppeld, waarbij van de derde bipolaire transistor de baSis met de basis van de vierde bipolaire transistor is gekoppeld, de emitter met de collector van de eerste bipolaire transistor is gekoppeld en de col-30 lector met een voor afbepaalde spanningsbron is verbonden, en waarbij van de vierde bipolaire transistor de emitter met een voorafgekozen spanningsbron is gekoppeld.

5. Versterker volgens conclusie k met het kenmerk, dat de voorafbepaalde spanningsbron een diodeval boven aarde ligt en de voorafgekozen span-35 ningsbron twee diodevallen boven aarde ligt. 8200890 - 13 -

6. Versterker volgens conclusie 5 gekenmerkt door organen cm onjuiste aanpassingen in de strocm-versterkingskarakteristieken van de eerste, ··. tweede, derde en vierde transistoren te corrigeren. J. . Versterker volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat de organen voor 5 het corrigeren van onjuiste aanpassingen zijn voorzien van organen om .een stroom aan de emitter van de tweede transistor en de collector van . de vierde transistor toe te voeren. 8. · Versterker volgens conclusie 3 gekenmerkt door organen om een ge- lijkspanningsverschuiving tussen de bases van de differentiaalparen te reduceren. .10 9* : Versterker volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat het differentiaal- - paan transistoren is voorzien van tweede en derde bipolaire transistoren, 'waarbij de basis van de tweede bipolaire transistor met de eerste bipolaire transistor is gekoppeld en de basis van de derde bipolaire transistor met aarde van het stelsel is gekoppeld, en de organen voor het redu— 15 ceren van de gelijkspanningsverschuiving zijn voorzien van diode-organen, die met de emitter van de derde bipolaire transistor zijn gekoppeld, een eerste weerstand, die de diode-organen met een verbindingspunt koppelt, en een tweede weerstand, welke de emitter van de tweede bipolaire organen 'met het verbindingspunt koppelt, waarbij de waarden van de eerste en twee-20 de weerstanden zodanig zijn ingesteld, dat de ruis over het differentiaalpaar wordt gereduceerd.

10. Versterker volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de diode-organen, de eerste en tweede weerstanden en de tweede bipolaire transistor voorzien in een pool bij een frequentie in de overdrachtskarakteristieken van de 25 versterker, waarbij de versterker verder is voorzien van organen voor het verschaffen van een nulpunt in de overdrachtskarakteristieken bij een frequentie, die in de buurt van de voorafbepaalde frequentie is gelegen.

11. Versterker volgens conclusie 10 met het kenmerk, dat de organen voor het verschaffen van het nulpunt zijn voorzien van capacitieve organen, 30 die tussen de emitter van de tweede bipolaire transistor en aarde van het stelsel zijn gekoppeld.

12. Versterker volgens conclusie 1 gekenmerkt door een stroomspiegel met een paar transistoren, waarvan de bases met elkaar zijn gekoppeld en waarvan de emitters bestemd zijn om met een gemeenschappelijke spanningsbron 35 te worden gekoppeld, een condensator, die tussen de basis en de collector van een van het paar is verbonden en. de basis en de collector van de 8200890 w * - — — andere van het paar met elkaar zijn verbonden, waarbij de condensator voorziet in een pool bij een voorafbepaalde frequentie in de overdrachts-karakteristieken van de trap, en de versterker verder is voorzien van • organen voor het verschaffen van een nulpunt in de overdrachtskarakte- 5 ristieken bij een frequentie, welke boven de voorafbepaalde frequentie is gelegen. 13* Versterker volgens conclusie 10'met het kenmerk, dat de organen voor het- verschaffen van een nulpunt zijn voorzien van resistieve organen, die met dé collector van de genoemde transistor van het paar transistoren zijn 10 gekoppeld. 1U. Differentiaalversterker, voorzien van een stroomspiegel met een paar . transistoren, waarvan de bases met elkaar zijn gekoppeld en bestemd zijn om door een voorspanningsbron in de doorlaatrichting te worden voorge-. spannen, waarbij twee differentiaaltransistoren elk respectievelijk met 15 de uitgang van een verschillende transistor van het paar transistoren zijn,gekoppeld'teneinde het uitgangssignaal van de genoemde transistor van. het paar transistoren te ontvangen en met elkaar zijn gekoppeld in een gemeenschappelijk verbindingspunt teneinde een differentiaalpaar - te vormen gekenmerkt door een eapaciteif element, dat tussen de basis 20 van een van het paar transistoren en de uitgang daarvan is gekoppeld, waarbij de basis van de andere van het paar transistoren met de uitgang daarvan is verbonden teneinde een pool in de overdrachtskarakteristieken van de versterker te verschaffen, en organen voor het verschaffen van een nulpunt in de overdrachtskarakteristieken bij de voorafbepaalde fre-25 quentie. 15* Versterker volgaas conclusie 1¼ met het kenmerk, dat de organen voor het verschaffen van het nulpunt zijn voorzien van een weerstand, die met de uitgang van de genoemde transistor van het paar transistoren is gekoppeld. 8200890