NL8500768A

NL8500768A - Versterkerschakeling.

Info

Publication number: NL8500768A
Application number: NL8500768A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1985-03-18
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1986-10-16
Also published as: HK89191A; SG59791G; KR860007776A; CA1236889A; JPH0580162B2; US4706039A; JPS61214605A; KR950000161B1; EP0196131B1; DE3671685D1; EP0196131A1

Description

i —-- .

PHN 11.324 1 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Versterkerschakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een versterkerschakeling bevattende - een eerste transistor met een emitter, welke gekoppeld is met een eerste punt voor het aansluiten van een met een referentiepunt 5 gekoppelde belasting en met een kol lektor, welke gekoppeld is met een tweede punt voor het door middel van een eerste halfgeleiderovergang aansluiten van een eerste voedingsspanning, - een tweede transistor met een kollektor-emitterweg welke in serie met de kollektor-emitterweg van de eerste transistor is geschakeld 10 en met een kollektor welke gekoppeld is met een derde punt voor het aansluiten van een tweede voedingsspanning, welke groter is dan de eerste voedingsspanning, en - een derde als emittervolger geschakelde transistor met een basis voor het toevoeren van een ingangssignaal en met een emitter, welke 15 gekoppeld is met de basis van de eerste transistor.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een balansversterker voorzien van een dergelijke versterkerschakeling.

Een dergelijke versterkerschakeling van het zogenaamde klasse-G-type kan worden toegepast als vermogensversterker voor audio* 20 signalen. Onder een klasse-G versterker wordt een versterker verstaan, waarin de voedingsspanning in een aantal stappen afhankelijk van het ingangssignaal toeneemt. Hierdoor wordt een versterker met een hoog rendement verkregen.

Een dergelijke versterkerschakeling is bekend uit het 25 Amerikaanse octrooischrift 3.961.280. Het ingangssignaal wordt daarbij aan de basis van de eerste en de tweede transistor toegevoerd via een als emittervolger geschakelde derde transistor. Bij lage ingangs-spanningen is de tweede transistor gesperd, zodat de eerste transistor met de eerste voedingsspanning is verbonden. Wordt de ingangsspanning 30 groter dan de eerste voedingsspanning, dan wordt de tweede transistor geleidend, waardoor de eerste voedingsspanning wordt afgeschakeld en de eerste transistor met de tweede voedingsspanning wordt verbonden.

Bij het niet-geleidend zijn van de tweede transistor is over 3500768

« V

PHN 11.324 2 de basis-emitterovergang daarvan maximaal de nagenoeg volledige eerste voedingsspanning aanwezig. Cm doorslag van de bas is-emitterovergang ten gevolge van deze spanning te voorkomen is in de basis leiding van de tweede transistor een diode qpgencmen. Cm te voorkomen, dat de eerste 5 transistor in verzadiging wordt gestuurd en daardoor vervorming veroorzaakt bij het nog niet volledig in geleiding zijn van de tweede transistor, zijn in de basisleiding van de eerste transistor twee in serie geschakelde diodes opgencmen.

Een bezwaar van deze diodes is echter, dat deze het uitstuur-10 bereik van het uitgangssignaal en dientengevolge het rendement van de versterkerschakeling beperken. De spanning op de basis van de derde transistor is bij maximale uitsturing namelijk nagenoeg gelijk aan de tweede voedingsspanning. De spanning qp de uitgang is dan een bedrag gelijk aan de son van de basis-emitterspanningen van de eerste en de 15 derde transistor en de diodespanningen over de twee in de basisleiding van de eerste transistor opgencmen diodes lager dan de tweede voedingsspanning.

Het is dan ook het doel van de uitvinding cm een versterkerschakeling van het klasse-G type aan te geven, die een ten opzichte van 20 de bekende schakeling verbeterd uitstuurbereik bezit. Een versterkerschakeling van een in de aanhef genoemde soort wordt volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat - de derde transistor van een geleidingstype tegengesteld aan dat van de eerste en de tweede transistor is, waarbij de emitter van de 25 derde transistor door middel van een eerste stroombron met het derde punt is gekoppeld, - een eerste strocmketen is aangebracht tussen het derde punt en een het ingangssignaal voerende elektrode van de derde transistor, welke •strocmketen de serieschakeling bevat van tenminste een tweede strocm- 30 bron, de emitter-kollektorweg van een vierde transistor van een aan de derde transistor gelijk geleidingstype, en een tweede halfgeleider-overgang, de emitter van de vierde transistor met de basis van de tweede transistor is gekoppeld, 35 - een tweede strocmketen is aangebracht tussen het tweede punt en het referentiepunt, welke strocmketen de serieschakeling bevat van een derde en een vierde halfgeleiderovergang en een derde stroombron, 8500768 V -------- , PHN 11.324 3 - het verbindingspunt van de kollektor van de vierde transistor en de tweede halfgeleiderovergang door middel van een vijfde half-geleiderovergang met de derde stroanbron is verbonden, en de basis van de vierde transistor is verbonden met het ver-5 bindingspunt van de derde en de vierde halfgeleiderovergang.

Met een dergelijke versterkerschake 1 ing is het mogelijk de uitgang tot cp eéh basis-emitterspanning en twee verzadigingsspanningen van de tweede voedingsspanning uit te sturen, zodat een sterk verbeterd uitstuurbereik en daarmee sterk verbeterd rendement wordt verkregen.

10 De versterkerschakeling heeft daarbij het voordeel, dat deze volledig kan worden geïntegreerd.

Bij een versterkerschakeling volgens de uitvinding worden de eerste en de tweede transistor elk bij voorkeur gevormd door een Darlington-transistor. Het maximale uitstuurbereik van de uitgang is 15 dan één basis-emitterspanning lager dan in het geval van een enkelvoudige eerste en tweede transistor. In dit geval kan het maximale uitstuurbereik weer een basis-emitterspanning worden vergroot indien bootstrapping wordt toegepast. De versterkerschakeling kan dan volgens een verdere uitvoeringsvorm worden gekenmerkt, doordat de eerste en de 2o tweede stroanbron met het derde punt zijn verbonden door middel van een eerste weerstand en dat het eerste punt door middel van een condensator is verbonden met het van het derde punt afgekeerde uiteinde van de eerste weerstand. Deze uitvoeringsvorm kan nader worden gekenmerkt, doordat de eerste en de tweede stroanbron worden gevormd door respek-25 tievelijk een tweede en een derde weerstand.

Een verdere uitvoeringsvorm van een versterkerschakeling volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de tweede halfgeleiderovergang wordt gevormd door de emitter-bas isovergang van een als emittervolger geschakelde zesde transistor. Hierdoor wordt voorkanen, 30 dat vervorming optreedt bij het in geleiding kanen van de tweede transistor ten gevolge van de daardoor plotseling optredende afname van de ingangsweerstand van de schakeling.

Een versterkerschakeling volgens de uitvinding is bijzonder geschikt an te worden toegepast in een balansversterker, die dan is 35 voorzien van twee complementair uitgevoerde versterkerschakelingen, waarbij de emitters van de complementaire eerste transistors zijn verbonden net een gemeenschappelijk eerste punt voor het aansluiten van een gemeenschappelijke belasting. Deze balansversterker kan nader 8500766 * *b PHN 11.324 4 worden gekenmerkt, doordat de derde . stroombronnen van de twee ccmr plenentaire versterkerschake 1 ingen een gemeenschappelijke stroombron vonten en verder doordat de kollektors van de derde transistors zijn gekoppeld met het gemeenschappelijke eerste punt. g De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van bijgaande tekening, waarin: figuur 1 het principe-schema van een versterkerschakeling volgens de uitvinding toont, figuur 2 een variant van de schakeling uit figuur 1 toont, 10 figuur 3 een uitvoeringsvorm van de versterkerschakeling uit figuur 1 toont, figuur 4 een eerste uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding toont, figuur 5 een tweede uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens 15 de uitvinding toont, figuur 6 een derde uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding toont, en figuur 7 een vierde uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding toont.

2o In figuur 1 is het principeschema van een versterkerschakeling volgens de uitvinding weergegeven. De schakeling bevat een eerste NPN-transistor T^, waarvan de emitter is verbonden met de uitgang 2, waarop een belasting is aangesloten. De kollektor van transistor T^ is door middel van een diode D^ verbonden met een aansluiting 4 voor het 25 aanleggen van een eerste voedingsspanning V^. In serie met de kollektor-emitterweg van transistor T^ is de kollektor-emitterweg van een tweede NPN-transistor T^ geschakeld, waarvan de kollektor is verbonden met een aansluiting 10 voor het aanleggen van een tweede voedingsspanning , die hoger is dan de eerste voedingsspanning V^. De basis van de 30 transistor is verbonden met de emitter van een als emittervolger geschakelde PNP-trans is tor . De emitter van deze transistor is door middel van een eerste stroombron 5 met strocmsterkte I1 met de aansluiting 10 voor de voedingsspanning V2 verbonden. De stroombron 5 wordt gevormd door een PNP-transistor Tg, waarvan de basis een referentie-35 spanning VR voert. De kollektor van transistor is verbonden met de voor de eerste en de tweede voedingsspanning en gemeenschappelijke aansluiting 11. Het ingangssignaal Vi wordt toegevoerd aan de basis 6 van transistor T^. Tussen de aansluiting 10 voor de voedingsspanning 9500768 *» · PHN 11.324 5 en de emitter van transistor Tg is een eerste strocmketen aangebracht, die wordt gevormd door de serieschakeling van een tweede stroombron 7 met stroansterkte Ig, die gevormd wordt door een M?-trans is tor waarvan de basis een referentiespanning VR voert, de emitter-kollektor-5 weg van een ENP-trans is tor Tg en een diode D^. De emitter van transistor Tg is daarbij verbonden met de basis van transistor Tg. Ben tweede strocmketen is aangebracht tussen bet verbindingspunt 3 van transistor en transistor Tg en bet gemeenschappelijke aansluitpunt 11, welke keten gevormd wordt door de serieschakeling van een diode Dg, een diode 10 en een stroombron 8. De stroansterkte Ig van deze stroombron is kleiner dan de stroansterkte Ig van stroombron 7. De basis van transistor Tg is verbonden met het verbindingspunt 9 van de diodes Dg en Dg, terwijl de kol lektor ervan door middel van een diode Dg met stroombron 8 is verbanden.

15 De schakeling werkt als volgt. Bij lage ingangsspanningen wordt de stroom van stroombron 5 rechtstreeks en de strocm Ig van stroombron 7 via de kollektor-emitterweg van transistor Tg en diode D^ door transistor Tg qpgencmen. De stroom Ig van stroombron 8 wordt, af gezien van de basisstrocm van transistor Tg, via de diodes D^, Dg en 20 Dg onttrokken aan de eerste voeding V^. In deze situatie is diode Dg gesperd. De spanning tussen de basis en emitter van transistor Tg is nagenoeg gelijk aan 0 Volt, daar deze spanning gelijk is aan het verschil tussen de basis-endtterspanning van transistor Tg en de spanning over diode Dg. Transistor Tg is dus niet-geleidend, zodat bij lage ingangs-25 spanningen de kol lektor van transistor ^ via diode D^ aan de voedingsspanning is gelegd. Het ingangssignaal wordt via de emittervolger-transistor Tg aan de basis van transistor T^ toegevoerd. Dit ingangssignaal is tevens aanwezig op de anode van diode Dg. De spanning op de kathode van diode Dg is drie diodespanningen lager dan de voedings-3g spanning V^. Bij een zekere ingangsspanning zal diode Dg dan ook in geleiding kanen. Een gedeelte van het ingangssignaal V. verschijnt dan de *- cp/kathode van diode Dg. Bij verdere toename van de ingangsspanning zal diode Dg minder gaan geleiden, waardoor de stroom voor stroombron 8 door diode Dg afneemt en door diode Dg toeneemt. Boven een zekere 35 ingangsspanning spert diode Dg, zodat de stroom Ig bijna volledig door diode Dg vloeit. Door diode Dg vloeit dan alleen de basisstrocm van transistor Tg. De spanning cp de basis van transistor Tg volgt via de basis-emitterovergang van transistor Tg, diodes Dg, Dg en D. en de basis-emitterovergang van transistor Tg de spanning .Bij verdere 85 0 0 7 68 • l PHN 11.324 6 toename van deze ingangsspanning kant daar an transistor Tg in geleiding, waardoor ook de spanning op het verbindingspunt 3 toeneemt. Bij een zekere ingangsspanning spert diode D^, zodat de kollektor van transistor T1 via de kollektor-emitterweg van transistor Tg de hoge voedings-5 spanning Vg is verbonden. Bij verdere toename van de ingangsspanning zal transistor verzadigen, waardoor de spanning op de basis van transistor Tg niet verder kan toenemen. Vervolgens raakt transistor in verzadiging en wordt diode gesperd. De stroom van stroombron 5 vloeit dan volledig in de basis van transistor T^, waardoor transistor 10 Tg stroomloos wordt.

De maximale uitsturing is dan bereikt. De spanning VQ op de uitgang 2 is dan gelijk aan: VQMAX = V2 " (VCEST4+ VEET2 + VCEST1) (1) waarin VCEST4 = de kollektor-emitterspanning bij verzadiging van 15 transistor T4, VCEST1 = ho 1 lektor-emitterspanning bij verzadiging van transistor T^, en VBBT2 = de hasis-emitterspanning van transistor Tg.

Daar de spanningen VfTR!?Ti4 en ongeveer gelijk aan 100 mV

20 zijn, volgt uit bovenstaande vergelijking, dat de uitgang 2 tot op nagenoeg een basis-emitterspanning (&Q.6 Volt) van de tweede voedingsspanning Vg kan worden uitgestuurd. Door dit grote uitstuurbereik bezit de versterkerschakeling een hoog rendement.

In figuur 2 is een variant van de schakeling van figuur 1 25 weergegeven, waarin gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfears als in figuur 1 zijn aangegeven. Bij het overschakelen van de eerste voedingsspanning V^ op de tweede voedingsspanning Vg is bij de schakeling van figuur 1 tussen de kollektor en de basis van transistor T^ een spanning gelijk aan een diodespanning aanwezig, namelijk de som van de 30 spanningen over de diodes D^, Dg, Dg en de basis-emitterovergangen van transistors Tg en Tg. Dit betekent, dat bij het overschakelen naar de tweede voedingsspanning Vg de eerste transistor T^ nog niet volledig is uitgestuurd. Bij de uitvoeringsvorm van figuur 2 is diode D4 vervangen door de basis-emitterovergang van een transistor TgQ, waarvan de emitter 35 met de kollektor van transistor Tg, de basis met de basis van transistor Tg en de kollektor met het gemeenschappelijke punt 11 is verbonden.

Bij het overschakelen van de eerste voedingsspanning V^ op de tweede voedingsspanning Vg is tussen de kollektor en de basis van transistor T^ 8500768 1 m PHN 11.324 7 een spanning gelijk aan nul Volt aanwezig, zodat overgeschakeld wordt qp het moment, dat transistor in verzadiging zal worden gestuurd.

Hierdoor transistor over het gehele bereik van de eerste voedingsspanning uitgestuurd, hetgeen de efficiency verhoogt. De werking 5 en het uitstuurbereik van de schakeling is verder hetzelfde als die van figuur 1.

Het in figuur 1 en 2 met twee voedingsspanningen verklaarde principe kan tot een willekeurig aantal voedingsspanningen worden uitgebreid. In figuur 3 is een versterkerschakeling met drie voedings-10 spanningen weergegeven, waarin gelijke onderdelen met dezelfde ver-wijzingscijfers als in figuur 1 zijn aangegeven. In serie met de kol lektor-emitterweg van transistor T2 is de kollektor-emitterweg van een transistor aangebracht, waarvan de kol lektor met een derde voedingsspanning is verbonden. Hierbij is de kol lektor van transistor 15 T2 via een diode met de tweede voedingsspanning V2 verbonden en is de stroombron 7 met de derde voedingsspanning verbonden. De aan-stuurschake 1 ing voor transistor is op dezelfde wijze opgebouwd als die van transistor T2· Tussen de derde voedingsspanning en de basis van transistor T2^ is een stroombron 27 met strocmsterkte I^ aange-20 bracht. Deze stroombron 27 wordt gevormd door een transistor T^, waarvan de basis een referentiespanning V_, voert. De basis van transistor T21 is verder door middel van de serieschakeling van de emitter-kollektorweg van een transistor en een diode met de basis van transistor T2 verbonden. Tussen het verbindingspunt 33 van de emitter 25 van transistor T21 en de kol lektor van transistor T2 en het gemeenschappelijke punt 11 is de serieschakeling van twee diodes D22 en D^ en een stroombron 28 met s trocms terkte aangebracht. De basis van transistor T^ is verbonden met het verbindingspunt 29 van diode °22 en diode D^, terwijl de kol lektor van transistor T^ door middel van 30 een diode D2g met stroombron 28 is verbonden.

De werking van de schakeling is eenvoudig na te gaan met behulp van het aan de hand van figuur 1 verklaarde principe. Bij lage ingangsspanningen is transistor T^ met de eerste voedingsspanning V1 gekoppeld. De transistors T2 en T21 zijn evenals de diodes D^ en 35 D25 5esPeri^* 00 stroatl I20 van strocit'bron 27 vloeit via de emitter-kollektorweg van transistor T^ en diode D^ naar de emitter van transistor Tc en vloeit verder via de emitter-kol lektorweg van tran-

D

sistor T^ en diode naar de emitter van transistor . De stroom I22 8500768 • ύ ΡΗΝ 11.324 8 van stroombron 28 wordt via de diodes ^22 611 D21 aan voec^^n?s” spanning V„ onttrokken. Bij toenemende ingangsspanningen V. wordt tran-

A kL

sistor T2 in geleiding gestuurd en wordt de eerste voedingsspanning V1 losgekoppeld zoals beschreven bij figuur 1. Bij verdere toename 5 wordt transistor T2 steeds verder uitgestuurd. Boven een zekere ingangs-spanning wordt diode D25 geleidend. Als gevolg hiervan wordt transistor T21 in geleiding en diode D22 uit geleiding gestuurd, zodat boven een zekere ingangsspanning de tweede voedingsspanning V2 wordt losgekoppeld en de kollektor van transistor met de derde voedings-10 spanning wordt gekoppeld. Bij verdere toename van de ingangsspanning raakt transistor in verzadiging. De spanning op de basis van transistor kan dan niet verder toenemen. Neemt de ingangsspanning \Λ nog verder toe, dan raakt diode gesperd waarna transistor T2 in verzadiging wordt gestuurd, waarbij de spanning op de basis van 15 transistor T2 kan toenemen totdat transistor T4 in verzadiging wordt gestuurd. Vervolgens wordt diode gesperd en wordt transistor in verzadiging gestuurd. Transistor wordt daardoor stroomloos, zodat de maximle uitsturing is bereikt. De maximale spanning VQ op de uitgang 2 is dan gelijk aan: 20 VQMAX = V3 " (VCEST24 + VBET21 + VCEST2 + VCEST1) (2) waarin VCEST24 = de kol lektor-emitterspanning bij verzadiging van transistor T^.

Opgemerkt wordt, dat bij deze uitvoeringsvorm diode in plaats van met de emitter ook met de kollektor van transistor T5 kan worden ver-25 bonden. Hierdoor wordt van de tweede voedingsspanning V2 naar de derde voedingsspanning overgeschakeld op het moment, dat transistor T2 in verzadiging wordt gestuurd, zodat transistor T2 optimaal wordt uitgestuurd.

De versterkerschakeling volgens de uitvinding is bijzonder 3Q geschikt om te worden toegepast in een balansversterker, waarvan in figuur 4 een eerste uitvoeringsvorm is weergegeven. De balansversterker bevat een ingangstrap, die in dit voorbeeld op de eenvoudigste wijze is uitgevoerd met twee als verschilpaar geschakelde transistors T11 en T^2/ waarvan het gemeenschappelijke emitteraansluitpunt door middel van 35 een stroombron, die gevormd wordt door een transistor T^q waarvan de basis een referentiespanning VR voert, met de positieve tweede voedingsspanning +V„ is verbonden. Het ingangssignaal V.. van de balansver-

M «LaL

sterker wordt tussen de bases van de transistors en aangelegd.

8500768 PHN 11.324 9

De kol lektor van transistor T^2 is rechtstreeks en de kol lektor van transistor is door middel van een strocmspiegel net transistors en T14 verbonden met de uitgang van de ingangstrap, die is aangesloten op de ingang van een Miller-trap. Deze wordt in dit voorbeeld 5 gevormd door een transistor T^-, waarvan de emitter met de negatieve voedingsspanning -V2 is verbonden. Tussen de kol lektor en emitter is een frequentie-canpensatie condensator aangebracht. De kol lektor van transistor T._ is door middel van de serieschake 1 ing van twee diodes lb

Dg en Dy en een stroombron, die gevormd wordt door transistor 10 waarvan de basis een referentiespanning VR voert, met de positieve voedingsspanning +V2 verbonden. De eindtrap bevat twee complementaire schakelingen, die elk op nagenoeg dezelfde wijze zijn opgebouwd als de schakeling van figuur 1. Gelijke onderdelen zijn dan ook met dezelfde verwijzingscij fiers als in figuur la weergegeven, waarbij de ccmplemen-15 taire onderdelen van een accentteken zijn voorzien. De schakeling verschilt met die van figuur 1 in de volgende punten. Transistor T2 is samen met een transistor Tg als een Darlington-transistor geschakeld, waarbij tussen de basis en de emitter van transistor T2 een weerstand is geschakeld cm een snel afschakelen van de Darlington-transistor 20 te bewerkstelligen. Tussen de basis en emitter van transistor Tg kan ter beveiliging een weerstand of een diode worden geschakeld; waarbij in het geval van een diode de doorlaatrichting ervan tegengesteld is aan die van de basis-emitterovergang van transistor Tg. Evenzo is transistor T^ met een transistor Ty als een Darlington-transistor 25 geschakeld. De emitters van de complementaire eindtransistors en T^' zijn met de gemeenschappelijke uitgang 2 verbonden, waarop weer de belasting is aangesloten. Tussen de emitters van de transistors Ty en Ty' is een weerstand R2 aangebracht, die dezelfde functie heeft als de weerstand R^. De stroombron 8 is een voor beide complementaire 3fl schakelingen gemeenschappelijke stroombron.

De kol lektors van de transistors Tg en Tg' zijn met elkaar verbonden en zijn tevens verbonden met de uitgang 2. Opgemerkt wordt, dat de kol lektors van transistors Tg en Tg' ook met respektieve lijk de emitter van transistor Ty1 en de emitter van transistor Ty verbonden 35 kunnen worden of in het geval dat in de emitterleidingen van transistors T^ en T^' kleine weerstanden zijn cpgencmen met respektievelijk de emitter van transistor T^’ en de emitter van transistor T^. Het uitgangssignaal van de Miller-trap wordt toegevoerd aan de bases van 8500768 PHN 11.324 10 transistors T_ en T De diodes D- en D_ tussen de bases van tran-3 3 6 7 sis tors Tg en Tg' dienen daarbij voor een klasse-AB-instelling van de eindtrap. Het principe van de balanswerking is op zich bekend en behoeft hier niet nader te worden verklaard. Doordat transistor T2 5 samen met transistor TQ als Darlington-transistor is geschakeld, wordt

O

de maximale uitsturing nu gelijk aan: VCMAX = +V2 ” (VCEST4 + VBET8 + VBET2 + VCEST1)

De maximale uitsturing is hier dus één basis-emitterspanning lager dan bij figuur 1. Bij de minimale uitsturing ligt de uitgangsspanning 10 eenzelfde bedrag boven de negatieve voedingsspanning -V2 als bij de maximale uitsturing onder positieve voedingsspanning +V2·

Een tweede uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding wordt toegelicht aan de hand van figuur 5. Voor de eenvoud is alleen de voor de uitvinding relevante eindtrap weergegeven, waarbij 15 dezelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 4 zijn aangegeven. De emitters van de transistors en Tg zijn hierbij door middel van een weerstand Rg met de aansluiting 10 voor de voedingsspanning +V2 verbonden. Tussen de uitgang 2 en het van de aansluiting 10 afgekeerde uiteinde 15 van weerstand Rg is een condensator C2 2o aangebracht. Door de condensator C2 treedt bootstrapping van het uitgangssignaal op, waardoor de spanning op de kollektors van transistors T^ en Tg boven de voedingsspanning +V2 kan worden uitgetild. Voor de werking van de schakeling heeft dit tot gevolg, dat bij het in geleiding zijn van transistors Tg en T2 ten gevolge van een toenemend ingangs-25 signaal nu niet transistor T^ maar transistor Tg in verzadiging wordt gestuurd. De kollektor van transistor Tg is irtiters met de voedingsspanning +V2 verbonden, terwijl de basis van transistor Tg ten gevolge van bootstrapping tot boven deze voedingsspanning kan worden uitgestuurd. De maximale uitsturing wordt daardoor gelijk aan: 30 VQMAX = V2 “ (VCEST8 + VBET2 + VCEST1) {4) waarin V^^g = de kollektor-emitterspanning bij verzadiging van transistor Tg.

Door het toepassen van bootstrapping wordt het maximale uitstuurbereik van de schakeling dus met een basis-emitterspanning 35 vergroot. Opgemerkt wordt, dat bij deze uitvoeringsvorm de strocmbron-transistor T^g van de ingangstrap (zie figuur 4) rechtstreeks met de positieve tweede voedingsspanning +V2 is verbonden en dat de emitters van de transistors T^g, T^ en T^g rechtstreeks met de negatieve 8500768 PHN 11.324 11 voedingsspanning -Vg zijn verbonden.

Een derde uitvoeringsvorm van een balansversterker wordt toegelicht aan de hand van figuur 6, waarin gelijke onderdelen roet dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 5 zijn aangegeven. De 5 s troanbron-trans is tors Tj en Tg zijn bij deze uitvoeringsvorm res- pektievelijk vervangen door een weerstand Rj en een weerstand R^.

Door de bootstrapping is op de basis van transistor Tg en op de kathode van diode D4 dezelfde signaalspanning aanwezig als op het punt 15. Over deze veerstanden is dus een kans tante spanning aanwezig, zodat de 10 veerstanden R4 en R^ weer als strocnbronnen functioneren.

In figuur 7 is een vierde uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding weergegeven, waarin gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 6 zijn aangegeven. Deze uitvoeringsvorm verschilt met die van figuur 6 daarin, dat de diode D^ 15 vervangen is door een emittervolger-trans is tor T^., waarvan de emitter met de kol lektor van transistor Tg, de kol lektor met de negatieve voedingsspanning -Vg en de basis met de emitter van transistor Tg is verbonden. Bij de uitvoeringsvorm van figuur 4 treedt bij het geleidend worden van transistors Tg, Tg een plotselinge afname van de veerstand 20 cp de emitter van transistor Tg cp, andat de weerstand die gezien wordt in de basis van transistor Tg parallel wordt geschakeld aan de weerstand die gezien wordt in de basis van transistor T^. Dit resulteert in een plotselinge afname van de ingangsweerstand van de schakeling, hetgeen tot vervorming van het ingangssignaal leidt. Door diode Dg te vervangen 25 door transistor T1(. wordt de weerstand, die bij het in geleiding kanen van transistors Tg, Tg parallel wordt geschakeld aan de ingangsweerstand van de transistor T?, met een factor gelijk aan de stroanversterkings-faktor van transistor T^6 vergroot. Hierdoor treedt bij het in geleiding kanen van transistors Tg, Tg een veel kleinere afname van de ingangs-3g weerstand van transistor Tg qp, zodat daardoor de optredende vervorming sterk werdt verkleind. Cpgerrerkt wordt, dat de emittervolgertransistor T^g natuurlijk ook bij de uitvoeringsvormen van figuren 1, 2 en 3 kan worden toegepast.

De uitvinding is niet beperkt tot de getoonde uitvoeringsvormen. 35 Binnen het kader van de uitvinding zijn voor de vakman veel variaties mogelijk. Zo kunnen bijvoorbeeld de in de uitvoeringsvormen getoonde diodes vervangen worden door als diodes geschakelde transistors. De bipolaire transistors in de schakeling kan verder geheel of gedeeltelijk 8500768 PHN 11.324 12 vervangen worden door MOS-transistors/ waarbij de bron-, afvoer- en stuurelektrode dan overeenkomt met de emitter/ kollektor en basis.

Tenslotte wordt opgemerkt, dat de in figuren 4, 5, 6 en 7 getoonde uitvoeringsvormen ook met de versterkerschakel ing van figuur 5 3 kunnen worden uitgevoerd.

10 15 20 25 30 35 as; η Γ: « s

Claims

1. Versterkerschakeling bevattende - een eerste transistor met een emitter, welke gekoppeld is met een eerste punt voor bet aansluiten van een met een referentiepunt gekoppelde belasting en met een kollektor, welke gekoppeld is met 5 een tweede punt voor het door middel van een eerste halfgeleider-overgang aansluiten van een eerste voedingsspanning, - een tweede transistor met een ko 1 lektor-emitterweg welke in serie met de ko 1 lektor-emi tterweg van de eerste transistor is geschakeld en met een kollektor welke gekoppeld is met een derde punt voor het 10 aansluiten van een tweede voedingsspanning, welke groter is dan de eerste voedingsspanning, en - een derde als emittervolger geschakelde transistor met een basis voor het toevoeren van een ingangssignaal en met een emitter, welke gekoppeld is met de basis van de eerste transistor, 15 met het kenmerk, - dat de derde transistor van een geleidingstype tegengesteld aan dat van de eerste en de tweede transistor is, waarbij de emitter van de derde transistor door middel van een eerste stroombron met het derde punt is gekoppeld, 20. dat een eerste strocmketen is aangebracht tussen het derde punt en een het ingangssignaal voerende elektrode van de derde transistor, welke strocmketen de serieschakeling bevat van tenminste een tweede stroombron, de emitter-kollektorweg van een vierde transistor van een aan de derde transistor gelijk geleidingstype, en een tweede half- 25 geleiderovergang, - dat de emitter van de vierde transistor met de basis van de tweede transistor is gekoppeld, - dat een tweede strocmketen is aangebracht tussen het tweede punt en het referentiepunt, welke strocmketen de serieschakeling bevat van 3(J een derde en een vierde halfgeleiderovergang en een derde stroombron, - dat het verbindingspunt van de kollektor van de vierde transistor en de tweede halfgeleiderovergang door middel van een vijfde halfgeleiderovergang met de derde stroombron is verbonden, en - dat de basis van de vierde transistor is verbonden met het verbindings- 35 punt van de derde en de vierde halfgeleiderovergang.

2. Versterkerschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede halfgeleiderovergang is gekoppeld met de emitter van de derde transistor. 85QC76S % PHN 11.324 14

3. Versterkerschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede halfgeleiderovergang wordt gevormd door de basis-emitter-overgang van een vijfde transistor van een aan de derde transistor gelijk geleidingstype, waarbij de basis met de basis van de derde 5 transistor is verbonden en de emitter met de kol lektor van de vierde transistor is gekoppeld.

4. Versterkerschakeling volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede transistor elk worden gevormd door een Darlington-transistor.

5. Versterkerschakeling volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede stroombron met het derde punt zijn verbonden door middel van een eerste weerstand en dat het eerste punt door middel van een condensator is verbonden met het van het derde punt afgekeerde uiteinde van de eerste weerstand.

6. Versterkerschakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede stroombron worden gevormd door respektievelijk een tweede en een derde weerstand.

7. Versterkerschakeling volgens conclusie 1, 2, 4, 5 .of 6:> met het kenmerk, dat de tweede halfgeleiderovergang wordt gevormd door 20 de emitter-basisovergang van een als emittervolger geschakelde zesde transistor.

8. Balansversterker met het kenmerk, dat deze is voorzien van twee complementair uitgevoerde versterkerschakelingen volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de emitters van de complementaire eerste 25 transistors zijn verbonden met een gemeenschappelijk eerste punt voor het aansluiten van een gemeenschappelijke belasting.

9. Balansversterker volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de derde stroombronnen van de twee complementaire versterkerschakelingen een gemeenschappelijke stroombron vormen.

10. Balansversterker volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de kollektors van de derde transistors zijn gekoppeld met het gemeenschappelijke eerste punt. 35 v Q -v / 3 3