NL8302458A - Stroomstabilisatieschakeling. - Google Patents

Description

« » ‘ ΓΗΝ 10724 1 N.V. Philips' Gloeilanpenfahrieken Strocmstabddisatiesdiakeling

De uitvinding heeft betrekking op een strocmstabilisatie-schakeling bevattende een eerste en een tweede parallelle keten tussen een eerste en een tweede gemeenschappelijke klem, welke eerste keten wordt gevormd door de serieschakeling van de kollektor-emitterweg van 5 een eerste transistor van een eerste geleidingstype en de kollektcr-anitterweg van een tweede transistor van een tweede geleidingstype, welke tweede keten wordt gevormd door de serieschakeling van de kollektor-emitterweg van een derde transistor van het eerste geleidingstype, de kollektcremitterweg van een vierde transistor van het tweede geleidings-10 type en een eerste weerstand, welke eerste en derde transistor een gemeenschappelijke stuurelektrode bezitten en welke tweede en vierde transistor een gemeenschappelijke stuurelektrode bezitten, die wordt aangestuurd door een uitgang van een verschilversterker met een eerste en een tweede ingang, waarvan de eerste ingang is gekoppeld met de 15 eerste keten tussen de eerste en tweede transistor.

Een dergelijke strocmstabilisatieschakeling kan bijvoorbeeld worden toegepast in geïntegreerde filterschakelingen van het type, dat wordt samengesteld uit transconductotsoen condensatoren. Dergelijke filterschakelingen worden bijvoorbeeld beschreven in trrfi Journal of 20 Solid-State Circuits SC-17, 713-722 "Integration of analog filters in a bipolar process".

Een dergelijke strocmstabilisatieschakeling is afgeleid van een algemeen bekend type stroonstabilisator, waarbij de eerste en derde transistor deel uitmaken van een stroomspiegelschakeling, die in het 25 geval van gelijke emitteroppervlakken van deze tranistoren onderling gelijke stromen in de eerste en tweede keten bewerkstelligt. De grootte van deze stromen wordt bepaald door de weerstandswaarde van de eerste weerstand en de verhouding van de emitteroppervlakken van de als diode geschakelde tweede transistor en de vierde transistor. In plaats van 30 gelijke stromen is het ook mogelijk ongelijke stromen in de eerste en tweede keten te handhaven door de verhouding van de emitteroppervlakken van de eerste en derde transistor ongeiijk aan één te kiezen.

Een strocmstabilisatieschakeling van een in de aanhef genoemde 8302458 EHN 10724 2 ' i * * soort is bekend uit fig. 2 van het Amerikaanse octrooischrift 3,914,683. Daarbij wordt de stroomspiegelschakeling gevormd, door een z.g. drieling-stroamspiegel. De eerste transistor is als diode geschakeld. In serie met de kolléktoremitterweg van deze transistor is de kollektoremitterweg van 5 een extra transistor geschakeld, waarvan de stuurelektrode met de kollek-tor van de tweede transistor is verbonden.

Bij deze sch^elingsiscdeiöïeede translator:niet lateidiods i-ls io..a geschakeld maar wordt de basisstroon voor de tweede en vierde transistor geleverd door de uitgang van een verschilversterker, waarvan de ene 10 ingang met de kollektor van de tweede transistor en de andere ingang met cte kollektor van de vierde transitor is verbonden. De verschilversterker zorgt ervoor, dat de kollektorbassisspanningen van de tweede en vierde transistor steeds gelijk zijn, waardoor bij voedingsspanningsvariaties deze kollektorbasisspanningen op gelijke wijze variëren en dus op gelijke 15 wijze op de ::basisemitterspanningen terugwerken (compensatie van Early-effect), zodat de syirmetrie van de schakeling niet wordt beïnvloed en de verhouding van de stromen in de eerste en tweede keten gehandhaafd blijft. Omdat de ingangen van de verschilversterker ode over de kollektor-bas isovergang van de extra transistor van de stroonspiegelschakeling 2Π staan, is ook de kollektorbasisspanning van deze transistor nagenoeg onafhankelijk van variaties in de voedingsspanning.

Een bezwaar van deze bekende strocmstabilisatieschakeling is, dat deze door de voor de extra transistor van de stroomspiegelschakeling benodigde voedingsspanMngsruimte minder geschikt is voor zeer lage 25 voedingsspanningen van ongeveer 1V. Nu is het mogelijk cm de extra transistor weg te laten, zodat alleen de eerste en de derde transitor de stroomspiegelschakeling vormen, waarbij de derde transistor dan als diode geschakeld dient te worden. Een bezwaar daarvan is, dat de basis-stroon voor de eerste en degte transistor aan de tweede keten wordt 30 onttrokken, waardoor de spiegelverhouding van de strocmspiégelschakeling wordt verstoord en de stronen in beide ketens niet meer nauwkeurig aan elkaar gelijk zijn. Een verder bezwaar is dat stroombronnen, die van de strocmstabilisatieschakeling worden afgeleid door trans istoren met hun bas is -emitterover gang parallel aan die van transistor T'-j te plaatsen, 35 niet voor het Early-effekt gekempenseerd zijn.

Het is dan ook het doel van de uitvinding een stroamstabili-satieschakeling aan te geven, die een goede voedingsspanningsonderdrukking vertoont alsook tot bij zeer lage voedingsspanningen zeer nauwkeurig 8302458 * « EHN 10724 3 blijft werken. Een schakeling van een in de aanhef genoemde soort wordt volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de gemeenschappelijke stuur-elektrode van de eerste en derde transistor wordt aangestuurd door een uitgang van een tweede verschil versterker met. een eerste en een tweede 5 ingang, waarvan de eerste ingang is gekoppeld met de tweede keten tussen de derde en vierde transistor, dat een spanningsdeler tussen de eerste en tweede ganeenschappelijke klem is opgenomen, en dat de tweede ingangen aftakpunt van de spanningsdeler. Volgens de uitvinding wordt niet alleen de basis-10 strocm van de tweede en vierde transistor door een verschilversterker geleverd maar ook de basisstroom van de eerste en derde transistor door een verschilversterker, waardoor de invloed van de basisstrcrnen van de eerste en derde transistor op de strocmspiegelwerking sterk wordt verminderd. Doordat van elk van de twee verschilversterkers de ene ingang 15 met een strocmketen en de andere ietgaag met een aftakpunt van de spanningsdeler is gekoppeld woedt bewerkstelligd, dat de kollektorbasisspanningen van de eerste en derde en van de tweede en vierde transistors:: gelijk zijn, zodat bij voedingsspanningsvariaties deze kpllektorbasisspanningen op dezelfde wijze variëren. Hierdoor blijft de symmetrie van de schakeling 20 en daarmee een kanstante verhouding van de stranen in de eerste en tweede keten gewaarborgd.

Van een dergelijke strocmstabilisatieschakeling kan een gestabiliseerde uitgangsstroan bijvoorbeeld worden af genomen van de kollektor van een transistor, waarvan de Lbasisemitterweg parallel aan 25 die van de eerste transistor is geschakeld en van de kollektor van een transistor, waarvan de khaSisemitterweg parallel aan die van de tweede transitor is geschakeld. Dergelijke trans is toren vormen cp deze wijze strocmlxontransistoren voor verdere schakelingen.

Zoals reeds vermeld is een dergelijke stroaiistabilisatiescha-30 keling geschikt cm te worden toegepast in geïntegreerde filterschakelingen, die zijn opgebouwd uit tranconductorscrs en condensatoren. Met deze twee elementen kunnen alle f ilterschakelingen worden gerealiseerd, die ook met weerstanden, condensatoren en spoelen kunnen worden vervaardigd.

De transconductorsors bevatten bij dergelijke filterschakelingen 35 een verschiltrap, die wordt gevormd door twee parallel geschakelde verschiltrappen die zijn ingeklemd tussen de kollektoren van stroanr brantransistoren van het eerste geleidingstype, waarvan de basisemitter-wegen parallel aan die van de eerste transistor zijn geschakeld en de 8302458 » * EHN 10724 4 kollektoren van strocmbrontransistoren van het tweede geleidingstype, waarvan de basisemitterwegen parallel aan die van de tweede transistor zijn geschakeld. Tussen de kollektoren van twee stroombrontransistoren van het tegengestelde geleidingstype bevindt zich dan één basisemitter-5 overgang, waarover één basisemitterspanning staat. Bovendien is telkens êên van de twee ingangen van deze verschiltrap gekoppeld met een punt van de strocmstabilisatieschakeling, dat als fliteraarde voor het signaal dienst doet en een nagenoeg kanstante spanning voert, zoals het punt in de tweede keten tussen de derde en vierde transistor.

10 Doordat bij dergelijke schakelingen tussen de kollektoren van twee strocmbrontransistoren met tegengesteld geleidingstype een basis-enitterovergang is geklemd, zijn de kollektorbasisspanningen van deze stroambrontransistoren verschillend van de kollektorbasisspanningen van de transistoren van de stroamstabilisatieschakeling. Hierdoor variëren 15 de kollektorbasisspanningen van de strocmbrontrans istoren bij voedings-spanningsvariaties op andere wijze dan die van de strccmstabilisatie-schakeling. Door de terugwerking van de variaties op de basisanitter-spamingen is de stroom van de strocmbrontransistoren dan niet meer nauwkeurig gelijk aan de gestabiliseerde strem in de eerste en tweede 20 keten van de strocmstabilisatieschakeling.

Een uitvoeringsvorm van een stroamstabilisatieschakeling, waarmee kan worden bewerkstelligd, dat bij voedingsspanningsvariaties de kollektorbasisspanningen van de afgeleide strcainbrontransistoren op dezelfde wijze variëren als die van de trans istoren van de strocmstabili-25 satieschakeling, wordt gekenmerkt, doordat in ten minste de eerste en tweede keten tussen de kollektoremitterwegen van respéktievelijk de eerste en toaeede transistor en de derde en vierde transistor ten minste êên in voorwaartsrichting geschakelde halfgeleiderovergang is opgenomeni Door deze maatregel is in elke strocamketen een halfgeleiderovergang aan-30 wezig, waardoor de kollektorbasisspannin^nteer gelijk gemaakt kunnen worden. De ingangen, van de eerste en tweede verschilversterker kunnen met de positieve of de negatieve pool van de halfgeleiderovergangen in de eerste en tweede strocmketen zijn gekoppeld. Afhankelijk hiervan dient ook in de spanningsdeler een halfgeleiderovergang te worden opgencmen.

35 Het aantal in de eersteen tweede keten op te nemen halfgeleiderovergangen wordt bepaald door de precieze opbouw van de verschiltrap. De ingangtran-sistoren van deze verschiltrap kunnen namelijk in de vorm van als Darling-tonpaar geschakelde transis toren worden uitgevoerd. In dat geval dienen 8302453 . * .* HBSF 10724 5 in de ketens twee halfgeleiderovergangen te warden aangebracht.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hard van bijgaande tekening, waarin figuur 1a het basisschema van een bekende streamstabilisatie-5 schakeling toont, figuur 1b een van de schakeling van fig. 1a afgeleide békende stroanstabj .1 isatieschakeling toont, figuur 2 het principeschema van een strocmst^hi 1 -i sa-hi pschq-keling volgens de uitvinding toont, w________________. ^-#iguur^ 1 «=n praktische uitvoering van de in fig. 2 getoonde schakeling toont, figuur 4 een filterschakeling voorzien van een eerste uitvoeringsvorm van de strocmstabilisatieschakeling volgens de uitvinding toont, ^ figuur 5 een variant van de eerste uitvoeringsvorm van de strocmstabilisatieschakeling uit fig. 4 toont, figuur 6 een tweede uitvoeringsvorm van een strocmstabilisatieschakeling volgens de uitvinding toont, figuur 7 een variant van de tweede uitvoeringvaan van de on strocKBtabilisatieschakeling uit fig. 6 toont, figuur 8 een filterschakeling voorzien van een derde uitvoeringsvorm van een strocmstabilisatieschakeling volgens de uitvinding toont, en figuur 9 een praktische uitvoering van de in fig. 8 getoonde 25 strocmstabilisatieschakeling tocnt.

In figuur 1a is het basisschema van een bekende stroomstabili-satieschakeling weergegeven. De schakeling bevat tussen een eerste en tweede gemeenschappelijke klem 5 en 6 een eerste en-tweede parallelle keten 1 en 2. De keten 1 wordt gevormd door de serieschakeling van een 30 ENP-transistor en een als diode geschakelde NÏN-transistor T2. De keten 2 wordt gevormd door de serieschakeling van een als diode geschakelde ENP-transistor T^, een NEN-transistor T4 en een weerstand Rj.

De trans is toren T^en die een gesneenschappelij ke basis bezitten, vormen een strocmspiegel. Indien de trans is toren en gelijke emitter- 35 oppervlakken bezitten, zorgt deze strocmspiegel ervoor, dat in beide strocrriketens gelijke stromen vloeien* In dit geval dient hst enitter-oppervlak van' transistor T4 groter te zijn dan dat van transistor T2 cm een gestabiliseerde stroon ongelijk aan nul te maken. De grootte van de 8302458 ΓΗΝ 10724 6

t *. V

gestabiliseerde strocm in beide ketens wordt dan gegeven door I =

KT

—ln n, waarbij k de Boltzmannkonstante, T de absolute temperatuur, q de elementaire lading an n de verhouding van de emitteroppervlakken van de transistoren T, en T2 is. In plaats van gelijke stroman kunnen in 5 beide ketens ook ongelijke stromen lopen door de verhouding van de emitteroppervlakken van de transistoren en Tg ongelijk aan één te kiezen. In dat geval kunnen de transistoren T2 en T4 gelijke anitter-oppervlakken bezitten. Bij deze schakeling blijkt de gestabiliseerde strocm nogal afhankelijk te zijn van voedingsspanningsvariaties doordat 10 deze variaties nagenoeg geheel over de kollektorbasisovergang van de transistoren en T4 kernen te staan, waardoor de symmetrie van de schakeling vrordt verstoord. In figuur 1b is een dergelijk type strocmstabili-sator weergegeven,, die een betere voedingsspanningsonderdrukking vertoont. Gelijke onderdelen zijn net dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Dè-15 stroonspiegelschakeling wordt daarbij gevormd door de transistoren , Tg en Τ^, waarbij de kollektoremitterweg van transistor Tg in serie is geschakeld met die van transistor T^, die nu als diode is geschakeld. Deze strocmspiegelschakeling werkt nauwkeuriger als de in fig. 1a getoonde stroonspiegelschakeling, doordat het onttrekken van de basisstroon voor 20 de transistoren T^ en Tg aan de eerste keten gedeeltelijk wordt gekem-penseerd door de basisstroem van transistor Tg, die aan de tweede keten wordt onttrokken. DebsSi^taKXnvoor de transistoren T2 en T4 wordt geleverd door een verschil versterker 3, waarvan de niet-inverterende ingang met de kollektor van transistor T2 en de inverterende ingang net de 25 kollektor van transistor T4 is verbonden. De verschilversterker 3 zorgt ervoor, dat de kollektorbasisspanningen van de transistoren T2 en T4 steeds gelijk zijn en daarmee op gelijk wijze variëren bij voedingsspanningsvariaties . De verschilversterker' 3 houdt tevens de kollektorbasis-spanning van transistor Tg konstant ongeacht eventuele voedingsspanngngs-30 vaiaties.

Alhoewel deze schakeling een goede voedingsspanningsonderdrukking vertoont, is deze door de benodigde kollektorenütterspanning van transistor Tg minder geschikt voor zeer lage voedingsspanningen. Het weglaten van transistor Tg heeft het bezwaar, dat dan de symmetrie van de schake-35 ling wordt verstoord door het onttrekken van de basisstroem voor de transistoren T^ en Tg aan de tweede keten. Voorts geeft dit problemen met het aankoppelen van stroombronnen met hun bas isemitterweg parallel aan die van transistor .

8302458 EHN 10724 7 * *

In figuur 2 wordt de strocmstabilisatieschakeling volgens de uitatiLnding getoond, die zowel voor zeer lage voedingsspanningen geschikt is, als ock een goede voedingsspanningsonderdrukking vertoont. Gelijke onderdelen zijn met dezelfde verwij zingscijfers als in fig. 1b weerge-5 geven. De basisstroon, voor de transistoren T2 en T4 wordt weer geleverd door de uitgang van een verschilversterker 3, waarvan de niet-inverterende ingang met de kollektor van transistor T2 is gekoppeld. De inverterende Ingang is nu echter gekoppeld met het verbindingspunt 7 van twee weerstanden en R^, die zijn opgenanen tussen het positieve en negatieve 10 voedingsaansluitpunt 5 en 6. De strocmspiegelschakeling wordt gevormd door alleen de transistoren en T3. De basisstrocm voor deze transistoren wordt geleverd door de uitgang van een verschilversterker 4, waarvan de niet-inverterende ingang met de kollektor van transistor Tg is gekoppeld. De inverterende ingang is eveneens met het verbindingspunt 15 7 van de weerstanden en gekoppeld. Doordat zowel de basisstrocm voer dë transistoren T2 en T4 als ook de basisstrocm voor de transistoren T-j en T3 door een verschilversterker wordt geleverd, blijft de synnetrie van de schakeling behouden, zodat in beide ketens van de streamstabili-satieschakeling gelijke stranen vloeien, De verschilversterkers 3 en 4 20 bezitten namelijk een voldoend grote versterking, zodat de spanningen aan beide ingangen van elke versterker gelijk zijn. Hierdoor wordt bewerkstelligd, dat zoals eenvoudig uit de figuur te zien is, de kollektor-basisspanningen van de transistoren en en die van de transistoren T2 en T4 aan elkaar gelijk zijn. Bij variaties van de voedingsspanning 25 variëren de kollektorbasisspanningen van deze transistoren op gelijke wijze, zodat ock de terugwerking van deze variaties op de kol lektors tro-men van deze transistoren gelijk, is. Bij voedingsspanningsvariaties blijft daardoor de synmetrie van de schakeling behouden. In het geval, dat de weerstanden en gelijke weerstandswaarde bezitten, zijn de kolléktar-30 basisspanningen van alle transistoren t/m T4 gelijk. Verder kan de spanningsdeler, die hier gevormd wordt door de weerstanden R2 en R^, ock door andere impedantie-elementen, zoals condensatoren, worden gevormd.

In figuur 3 is een praktische uitvoering van de in fig. 2 getoonde schakeling weergegeven, waarbij gelijke onderdelen met dezelfde 35 verwi j zingscij f ers zijn weergegeven als in fig. 2. De verschilversterker 3 wordt gevormd door twee HIP-trans is tor en Tg en T_,, waarvan in de gemeenschappelijke emitterleiding een stroanhron is cpgenanen, die wordt gevormd door transistor Tg waarvan de basisemitterweg parallel aan die 8302458 « % EHN 10724 8 /Verbonden van transistor is geschakeld. De basis van transistor Tg is'net de kollektor van transistor T2, terwijl de kollektor net het negatieve voedingsaansluitpunt 6 is verbonden. De basis van transistor Ty is verbonden net het verbindingspunt 7 tussen de weerstanden Rg en Rg. De 5 kollektor ervan is d.m.v. een diode D^ net het negatieve voedingsaansluitpunt verbonden, waarbij de anode van diode D^ met de gemeenschappelijke basis van transistor T2 en T4 is verbonden. De diode D^ kan worden uitgevoerd als een transistor met kortgesloten kollektor bas isovergang.

Cm de invloed van de basisstroon van de F!NP—transistor Tg, die aan de 10 eerste keten wordt onttrokken, te verminderen is het emitteroppervlak van transistor T^ twee maal zo groot als dat van transistor Tg en is het emitteroppervlak van de diode D-j gelijk aan een vierde van het emitter-oppervlak van transistor T2< De verschilversterker 4 wordt gevormd door twee NPN-transistoren Tg en T^q, waarbij in de gemeenschappelijke emitter-15 leiding een stroombron is opgenomen, die wordt gevormd door een transistor T^-j, waarbij in de emitterleiding de weerstand R^ is opgenamen, waardoor hoog-frequent instabiliteiten worden tegengegaan. Van transistor T^Q is de basis met de kollektor van transistor Tg en de kollektor met het positieve voedingsaansluitpunt 5 verbonden. De basis van transistor Tg 20 is met het verbindingspunt 7 tussen weerstanden Rg en Rg gekoppeld, terwijl de kollektor via een diode Dg, waarvan de kathode met de gemeenschappelijke basis van trans is toren T^ en Tg is gekoppeld, met het positieve voedingsaansluitpunt 5 is verbonden. Met de gemeenschappelijke emitter aansluiting van de trans is toren Tg en T^ is verder een start-25 weerstand R4 verbonden, die ervoor zorgt, dat bij het aanleggen van de voedingsspanning de schakeling zich instelt op een gestabiliseerde stroan ongelijk aan nul. Tussen de basis van transistor Tg en de gemeenschappelijke basis van de trans is toren T2 en T4 en tussen de basis van transistor T.jq en de gemeenschappelijke basis van de transistoren T^ en Tg is een 30 condensator respektievelijk C2 opgenamen ter vermijding van hoogfrequent instabiliteiten. Opgemerkt wordt, dat deze condensatoren niet strikt noodzakelijk zijn en eventueel weggelaten kunnen worden.

Figuur 4 toont een filterschakeling voorzien van een eerste uitvoeringsvorm van een strocmstabilisatieschakeling volgens de uitvinding. 35 Gelijke onderdelen zijn met dezelfde verwijzingscijfers als in fig. 2 weergegeven.

In de stroamstabilisatiescnakeling is in de eerste keten tussen de kolléktoren van de transistoren T^ en T2, een diode Dg opgenamen, 8302458 I " ♦ EEN 10724 9 waarbij de niefcdrraerterende ingang van de versterker 3 met de kathode van de diode Dg gekoppeld. Evenzo is in de tweede keten tussen de kollek-toren van de transistoren Tg en T4 een diode Dg qpgencmen, waarbij de rdet-inverterende ingang van de versterker 4 met de anode van diode Dg 5 is gekoppeld. In de spanningsdeler is tussen de weerstanden en een diode Dy opgencmen, zodanig dat de inverterende ingangen van versterkers 3 en 4 zijn gekoppeld met respektievelijk de kathode en anode van diode Dy. De dioden Dg, Dg en Dy kunnen gevormd worden door transistonen met kortgesloten basiskollektorovergangen. De filterschakeling wordt in 10 dit voorbeeld gevormd door een gyrator-resonantiékring, die twee trans-conductantiesciiakelingen bevat, die elk op dezelfde wijze zijn opgebauwd en waarbij met de eerste transconduetantieschakeling overeenkomende elementen van de tweede transcxjnductantieschakeling met een accentteken zijn aangegeven. De eerste transconductantieschakeling wordt gevormd 15 door een door de transistoren T22 en gevormde verschiltrap, waarbij de transistoren T22 en ..ongelijke emitteroppervlakken bezitten.

Parallel aan de eerste verschiltrap is een tweede verschiltrap geschakeld, die vnrdt gevormd door de transistoren T2g en T2g. De verhouding van de emitteroppervlakken van de transistoren T25 en T2g is gelijk aan de 20 verhouding van de emitteroppervlakken van de transistoren en T22·

In de gemeenschappelijke snitterleidingen van deze verschiltrappen is een strociiibrontransistar T24 respektievelijk T2? opgencmen, waarvan de basis-emitteroppervlakken parallel aan die van transistor T2 zijn geschakeld.

In de gemeenschappelijke kollektorleiding van de transistoren T22 en T25 25 en van de transistoren en T2g is een strocntaantraxisistor T2Q

respektievelijk opgencmen, waarvan de kollektoremitterwegen parallel aan die van transistor zijn geschakeld. Voor bijvoorbeeld een emitter-verhouding van de transistoren T22 en gelijk aan 4 wordt de transcon-ductantie G, die gelijk is aan de verhouding van de signaalstreem en de 30 signaalspanning over de ingangen gegeven door G = waarbij I de stroemr sterkte van de stroanbaxintrans is toren T2Q, T2^, T24 en T2y is. De twee transconductantieschakelingen zijn als een gyrator geschakeld, waarbij de basis van transistoren T22 met de koliek tor van transistor T22, T2g, de basis van transistor T2g, met de kollektor van transistor T2g T2g, 35 de basis van transistor T^ T2g met de basis van transistor T^, T25,en met de kolléktoren van transistoren T22, T2g, en T22 T2g is gekoppeld.

De gemeenschappelijke.issis 12 van de transistoren T2g en T22# is gekoppeld met de uitgang 13 van een negatieve impedantiecenverter T4Q .. .T44, welke 8302458 PUN 10724 10 * ** uitgang als laagohmige fliteraarde voor signaalspanningen dienst doet. Tussen de uitgangsklannen 11 en 12 van de gyrator is een condensator C4 geschakeld, walke zoals bekend aan de ingangsklemnen 10 en 12 van de gyrator als een zelfinduktie wordt gezien. Over de ingangsklemnen 10 en 5 12 is voorts een condensator gezet, die tezamen met de zelfinduktie een LC-resonatiekring simuleert.

- ' Opgemerkt wordt,, dat naast deze LC-kring met trans- conductanties en condensatoren alle filterschakelingen kunnen worden gerealiseerd, die ode met konventionele spoelen, condensatoren en weer-10 standen kunnen worden gebouwd. De transconductantieschakelingen zijn daarbij steeds qp dezelfde wijze tussen de kollektoren van strooifcron-transistoren geklemd als bij dit uitvoeringsvoorbeeld. De negatieve impedantie converter Ihevafc een stroembrontransistor T^q, waarvan de basisanitterovergang parallel aan die van transistor is geschakeld, 15 die de emitterstrocm levert voor de PNP-transistor De emitter van transistor T41 vormt tevens de uitgang 13 van de converter. De kollektor-stroon van transistor T41 wordt met de strocmspiegelschakeling D^q, gespiegeld naar de emitter van NEN—transistor T^, welke emitter verder met de basis van transistor is verbonden. .'De kollektor van transistor 20 is niet het positieve voedingsaansluitpunt 5 verbonden, terwijl de basis van deze transistor, die de ingang van de converter vormt, met het punt 8 in de tweede keten van de stroomstabilisator is gekoppeld. Dit circuit heeft de eigenschap, dat de spanning aan de uitgang 13 onafhankelijk is van de signaalstrocm die aan deze uitgang wordt onttrokken, d.w.z. 25 het circuit heeft een uitgangsimpedantie gelijk aan nul. Immers het verschil tussen de in- en uitgangsspanning dat gelijk is aan het verschil in basisemitterspanningen van de trans is toren T43 en T^, wordt alleen bepaald door de verhouding van de emitteroppervlakken van de transistoren T4-j en T43 en van diode D^g en transistor en is onafhankelijk van de 30 signaalstrocm aan uitgang 13. Daar de spanning aan de ingang 8 konstant is, is ook de spanning aan de uitgang 13 konstant. Het circuit bevat verder nog een PNP-transistor T44, waarvan de koliektoremitterweg tussen de basis van transistor en de uitgang 13 en de basis met de ingang is geschakeld. Deze transistor zorgt ervoor dat bij het aanleggen van de 35 voedingsspanning de schakeling zich op de juiste wijze instelt. Opgemerkt wordt, dat de ingang van de converter ook met het punt 7 of met het punt 9 kan worden gekoppeld. In plaats van een negatieve Impedantie converter kunnen ook andere circuits met een zeer lage uitgangsimpedantie als 8302458 V* » ESN 10724 11 fliteraarde worden gebruikt, zoals een als spanningsvolger geschakelde operationele versterker. Doordat de koliek toren van de trans is toren T2 q en T2Q * met punt 12 en de kollektoren van transistor T^ en T2-j1 net respectievelijk punt 11 en punt 10 zijn verbonden, is de schakeling 5 tegengekcppeld. Hierdoor loopt er door alle transistaren T^, T25, T2Qt T22’/ ^25*' ^231 621 T26* een even tuststrocm. De punten 10, 11 en 12 voeren daardoor eenzelfde gelijkspanning. Hieruit volgt tevens dat de kollektorspanningen van de transistoren T2q, T21, T2q‘ en T21' gelijk zijn.

10 Tussen de kollektoren van de transistoren T2Q, T^, T^1 en ' en de kollektoren van de transistoren T^, T27, T^* en T27* bevindt zich telkens één basisemitterovergang, die één diodespanning verbruikt. De kollektoren van de transistoren T24, T27, T24' en T^1 voeren dan een gelijkspanning die een diodespanning lager is dan die van de kollektoren 15 van de trans is torsi T^, T21iT20* 611 T21 ‘ * Zander verdere maatregelen in de stroansbabilisatieschakeling zouden hierdoor de kollektorbas is spanningen van de transistoren T2Q t/m ' verschillen van die van de transistaren T.j en T^.en zouden de kolléktorbasisspanningen van de transistoren T24 t/m T27' verschillen van die van transistor T2 en T.. Hierdoor 20 zouden bij voedingsspanningsvariaties door de terugwerking van deze variaties de straten van de strocmbrontransistoren niet meer gelijk zijn aan die van de strocmstabilisatieschakeling. Door het opnamen van de diodes Dg, Dg en D7 wordt bewerkstelligd, dat de kolléktorbasisspanningen van de transistoren T2Q t/m T21' gelijk zijn aan die van en en dat 25 de kolléktorbasisspanningen van de transistoren T24 t/m T27’ gelijk zijn aan die van T2 en T4, zodat deze bij voedingsspanningesvariaties op dezelfde wijze variëren. Met het gegeven dat de spanningen op bedde ingangen van de versterkers 3 en 4 gelijk zijn en dat de spanningen over de diodes Dg en D7 gelijk zijn, is op eenvoudige wijze uit de figuur af 30 te leiden, dat de kollektorbasisspanning van gelijk is aan Tg. Met de gelijke kollektorspanningen van de tras is toren Tg, T4Q en T2Q volgt dan dat de kolléktorbasisspanningen van de transistoren T2Q t/m * gelijk zijn aan die van en Tg. Doordat de kollektorspanningen van de transistoren T2, T4 en T24 t/m T27' allemaal een diodespanning lager zijn 35 dan de kollektoren van de transistoren t/m 1 volgt dan dat ook de kolléktorbasisspanningen van de transistoren T2, T4 en T24 t/m T27' gelijk zijn. Cpgemerkt wordt, dat in geval de weerstandswaarde van de weerstanden Rg en Rg gelijk is de kolléktorbasisspanningen van alle 8302458 • ·» EHN 10724 12 transistoren gelijk zijn.

In figuur 5 is een variant van de in fig. 4 getoonde strocnr stabilisatieschakeling weergegeven, die daarin verschilt, dat de niet-inverterende ingang van versterker 3 niet met de kathode maar met de 5 anode van diode Dg endè inverterende ingang niet met de kathode maar de anode van D^ verbonden is. Evenzo is de niet-inverterende ingang van versterker 4 nu met de kathode van diode Dg en de inverterende ingang met de kathode van diode D-, verbonden.

Figuur 6 toont een tweede uitvoeringsvorm van een strocmsta-10 bilisatieschakeling volgens de uitvinding, waarbij gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers als in fig. 5 zijn weergegeven. Bij deze uitvoeringsvorm is alleen in de eerste en tweede keten een diode aangebracht. De niet-inverterende ingangen van de versterkers 3 en 4 zijn met de kathoden van respektievelijk de dioden D,- en Dfi gekoppeld, terwijl 15 oo de inverterende ingangen met het punt 7 tussen de weerstanden en zijn gekoppeld. De ingang van de negatieve impedantie converter kan in dit geval met de eerste en tweede stroariketen worden gekoppeld, en niet met het verbindingspunt 7 tussen de weerstanden en Rg. Opgemerkt wordt, dat met andere typen negatieve impedantie converters dit wel te 20 realiseren is. Ook bij deze schakeling geldt weer dat de kollektorbasis- spanningen van alle stroombrontrans is toren gelijk zijn aan die van de transistoren van de stroamstabilisatieschakeling. In fig. 7 is een variant van deze schakeling weergegeven, waarbij de niet-inverterende ingangen van versterker 3 en 4 niet met kathode maar met de anode van 25 diode Dg respektievelijk diode Dg zijn verbonden.

In figuur 8 is een filterschakeling voorzien van een derde uitvoeringsvorm van een strocmstabilisator weergegeven, waarin gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 4 zijn aangegeven. Deze filterschakeling verschilt met die uit fig. 4 daarin, dat de 30 angangstransistoren van de transconductantieschakelingen zijn voorzien van als snittervolgers geschakelde transistoren T28 ^28* ^ 611 ^9^29^ ' waarbij in de emitterleidingen s trocmhrontrans is toren T^q en (T^q1 en *) zijn aangebracht. De uitgang 13 van de negatieve impedantie converter is hierbij gekoppeld met de gemeenschappelijke basis van de 35 transistoren T2g, T^1, die verder gekoppeld is met de kollektoren van de transistors T2Q en T2QDe basés van transistor T2g en zijn gekoppeld met respektievelijk de kollektoren van de transistoren 1 en T21. Doordat de schakeling is tegengekoppeld, voeren de bases van de 8302458 W 10724 13 transistoren T2g, T2g, T2g' en T2g' dezelfde spanning. Hierdoor zijn dan de kollektorspanningen van de trans is toren T4Q, T2Q, , T2Q' en T21' gelijk. Tassen de kollektoren van de trans is toren T^t/m 1 en de . kolléktoren van de trans is toren T24t/m T27’ bevinden zich nu twee basis-5 emitterovergangen, die twee diodespanningen verbruiken.

In de strcanstabilisator zijn in de eerste keten twee diodes Dg en Dg in serie opgencmen, waarbij de inverterende ingang van de versterker 3 is gekoppeld met bet verbindingspunt van deze diodes Dg en Dg. Op gelijke wijze zijn in de tweede keten twee in serie geschakelde 10 diodes Dg en Dg opgencmen, waarbij de niet-inverterende ingang van de versterker 4 is gekoppeld met het verbindingspunt tussen de diodes Dg en Dg. De niet-inverterende ingangen van de versterkers 3 en 4 zijn met het verbindingspunt 7 van de weerstanden ^ en Rg verharden. Met de aanname dat de spanningen op de heide ingangen van elk van de versterkers 3 en 4 15 gelijk zijn, is op eenvoudige wijze na te gaan, dat de kollëktorhasis-spanningen van de transistoren T2Q, T21, T2Q' en T21' weer gelijk zijn aan de kolléktarbasisspanning van de transistoren en Tg van de strocro-stabilisatieschakeling. Verder zijn de kollektorbasispanningen van de transistoren T^, T27, T^' en T27’ dan gelijk aan de kollektorbasis-20 spanning van de transistoren T2 en T4·

Cpgarerkt wordt, dat door het opnemen van twee diodes in serie ook de strccrostabilisatieschakelingen uit de figuren 4, 5, 6, en 7 kunnen worden gebruikt voor de in fig. 8 getoonde filterschakelingen.

In figuur 9 is een praktischer uitvoering van een strocrostabili-25 satieschakeling uit figuur 8 weergegeven, waarbij gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers als in fig. 3 zijn weergegeven. De cpbouw van de verschilversterker 4 is geheel gelijk aan die in fig. 3. De versterker 3 wordt bij deze uitvoering gevormd door een NHJ-transistor Tgo die met ENP~trans is tor T51 een versterker vormt. De basis van transistor T5Q is 30 met de eerste stroanketen gekoppeld en de kollektor van deze transistor is met het positieve voedingsaansluitpunt 5 verbonden. De basisstrocm van transistor T50 wordt gekonpenseerd door de basisstrocm van een transistor T53 waarvan de kollektoremitterweg in de eerste stroanketen is aangebracht. Hiermee zijn tevens twee basisanitterovergangen tussen de 35 kolléktoren van de transistoren en T2 aanwezig, zodat de twee diodes niet afzonderlijk meer behoeven te worden opgencmen. De basis van transistor T51 wordt aangestuurd door een als emittervolger geschakelde transistor Tg2, waarbij in de emitterleiding een stroaribron is opgencmen, 8302458 EHN 10724 14 die gevormd wordt door een transistor T54' waarbij in de emitterleiding de veerstanden is opgenorren. De kollektor van transistor T51 is via een diode waarvan de anode is verbonden met de gemeenschappelijke stuureléktrode van de transistoren T2 en T^f gekoppeld met het negatieve 5 voedingsaansluitpunt 6.

10 15 20 25 30 35 8302458

Claims (3)

1. Stroonstabilisatieschakeling bevattende een eerste en een tweede parallelle keten tussen een eerste en een tweede gemeenschappelijke klem, welke eerste keten wordt gevormd door de serieschakeling van de kollektoranitterweg van een eerste transistor van een eerste geleidings-5 type en de kollektoremitterwag van een tweede transistor van een tweede geleidingstype, welke twaede keten wordt gevormd door de serieschakeling van de kollektoremitterweg van een derde transistor van het eerste geleidingstype, de kollektoremitterweg van een vierde transistor van het tweede geleidingstype en een eerste weerstand, welke eerste en derde 10 transistor een gemeenschappelijke stuurelektrode bezitten en welke tweede en vierde transistor een gemeenschappelijke stuurelektrode bezitten, die wordt aangestuurd door een uitgang van een verschilversterker net een eerste en een tweede ingang, waarvan de eerste ingang is gekoppeld net de eerste keten tussen de eerste en tweede transistor, met het kenmerk, 15 dat de gemeenschappelijke stuurelektrode van de eerste en derde transistor wordt aangestuurd door een uitgang van een tweede verschilversterker met een eerste en een tweede ingang, waarvan de eerste ingang is gekoppeld met de tweede keten tussen de derde en vierde transistor, dat een spanningsdeler tussen de eerste en tweede gemeenschappelijke klem is 20 opgenanen, en dat de tweede ingangen van de eerste en tweede verschilversterker zijn gekoppeld met aftakpunt van de spanningsdeler.

2. Strcarstabilisatieschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in ten minste de eerste en tweede keten tussen de kollektor-emitterwegen van respektievelijk de eerste en tweede transistor en de 25 derde en vierde transistor ten minste één in voorwaartsrichting gescha-delde halfgeleiderovergang is opgenanen.

3. Stroonstabilisatieschakeling volgens conclusie 2, waarbij de spanningsdeler wordt gevormd door de serieschakeling van een tweede en een derde impedantie, met het kenmerk, dat tevens in de spanningsdeler 30 tussen de tweede en derde impedantie ten minste één voorwaartsrichting geschakelde halfgeleiderovergang is opgenanen. 35 S3Q2458