NL8500770A

NL8500770A - Versterkerschakeling.

Info

Publication number: NL8500770A
Application number: NL8500770A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1985-03-18
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1986-10-16
Also published as: JPS61214808A; KR860007778A; US4706035A; HK88691A; KR940011386B1; EP0199381B1; DE3667230D1; EP0199381A1; CA1236891A; SG87190G; JPH0580164B2

Description

PHN.11.326 1 J* • ....... "Μ N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven "Versterkerschakeling"

De uitvinding heeft betrekking op een versterkerschakeling bevattende tenminste - een eerste transistor met een emitter/ welke gekoppeld is met een eerste punt voor het aansluiten van een met een referentiepunt gekcp- 5 pelde belasting en met een kollektor, welke gekoppeld is met een tweede punt voor het door middel van een eerste half gele iderovergang aansluiten van een eerste voedingsspanning, - een twaede transistor met een kollektor-emitterweg, welke in serie is geschakeld met de kollektor-emitterweg van de eerste transistor en 10 met een kollektor, welke gekoppeld is met een derde punt voor het aansluiten van een tweede voedingsspanning, welke groter is dan de eerste voedingsspanning, - een tussen de basis van de eerste en de basis van de tweede transistor aangebrachte keten, welke de serieschakeling bevat van tenminste 15 een tweede en een derde halfgeleiderovergang, waarvan de doorlaatrich-ting dezelfde is als de doorlaatrichting van de basis-emitterovergang van de eerste transistor en een vierde halfge le iderove rgang, waarvan de doorlaatrichting dezelfde is als de doorlaatrichting van de bas is-emitterovergang van de tweede transistor, en 20 “ een met de basis van de eerste en de tweede transistor gekoppelde ingang voor het toevoeren van een ingangssignaal.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een balansversterker voorzien van dergelijke versterkerschakelingen.

Een dergelijke versterkerschakeling van het zogenaamde 25 klasse-G type kan worden toegepast als vermogensversterker voor audio-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.

30 Een dergelijke versterkerschakeling is bekend uit het

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 ingangsspan- 85 0 0 7 70

» V

PHN.11.326 2 ningen is de tweede transistor gesperd, zodat de eerste transistor met de eerste voedingsspanning is verbonden. Wordt de ingangsspanning groter dan de eerste voedingsspanning, dan wordt de tweede transistor geleidend, waardoor de eerste voedingsspanning wordt afgeschakeld en de eerste g transistor net de tweede voedingsspanning wordt gekoppeld.

Bij het niet-geleidend zijn van de tweede transistor is over de basis-emitterovergang daarvan maximaal de nagenoeg volledige eerste voedingsspanning aanwezig. Om doorslag van deze basis-emitterovergang tengevolge van deze spanning te voorkomen is in de basisleiding 10 van de tweede transistor een diode opgenomen. Om te voorkomen, dat de eerste 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 opgenomen.

15 Een bezwaar van deze schakeling is echter, dat deze een beperkt uitstuurbereik van het uitgangssignaal en dientengevolge een beperkt rendement bezit. Het ingangssignaal wordt bij de bekende schakeling aan de basis van de eerste en van de tweede transistor toegevoerd via een als emittervolger geschakelde derde transistor, die van het-20 zelfde geleidingstype als de eerste en de tweede transistor is. De spanning op de basis van de derde transistor is bij maximale uitsturing nagenoeg gelijk aan de tweede voedingsspanning. De spanning op de uitgang is dan een bedrag gelijk aan de som van de basis-emitter spanningen van de eerste en de derde transistor en de diodespanningen over de 25 twee in de basisleiding van de eerste transistor opgenomen diodes lager dan de tweede voedingsspanning.

Het is dan ook het doel van de uitvinding cm de bekende versterkerschakeling van het klasse-G type zodanig te verbeteren, dat de schakeling een groter uitstuurbereik en daarmee een groter 30 rendement verkrijgt. Een schakeling van een in de aanhef genoemde soort wordt volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat het derde punt door middel van de serieschakeling van een eerste weerstand en een eerste stroombron met het verbindingspunt van de derde en de vierde halfgeleiderovergang is gekoppeld, en dat tussen het eerste punt en 35 het van het derde punt af gekeerde uiteinde van de eerste weerstand een condensator is aangebracht. Met de versterkerschakeling volgens de uitvinding is het mogelijk de uitgang van de schakeling tot nagenoeg de tweede voedingsspanning uit te sturen, zodat een aanzienlijk 8 5 n o 7 7 o ......"f"'> PHN.11.326 3 groter rendement dan bij de bekende schakeling wordt verkregen.

Opgemerkt wordt, dat uit het Amerikaanse octrooischrift 4.001.707 een klasse-G versterker bekend is, die qua opbouw enigermate gelijkenis vertoont met de schakeling volgens de uitvinding maar die 5 qua werking daarvan verschilt. Bij deze bekende versterker zijn tussen de bases van de eerste en de tweede transistor geen diodes cpgencmen, maar is een weerstand met een grote wserstandswaarde aangebracht.

Deze veerstand verhindert echter, dat de eerste transistor in verzadiging wordt gestuurd nadat de tweede transistor in verzadiging is 10 gestuurd. De spanningsval over deze weerstand beperkt het uitstuurbereik van de schakeling in aanzienlijke mate.

Een uitvoeringsvorm van een versterkerschakeling volgens de uitvinding wordt bij voorkeur gekenmerkt, doordat de eerste en de tweede transistor elk worden gevormd door een Darlington-transistor 15 en dat tussen het verbindingspunt van de derde en vierde halfgeleider-overgang en de basis van de eerste transistor in serie met de tweede en de derde halfgeleiderovergang een vijfde halfgeleiderovergang is geschakeld, waarvan de doorlaatrichting dezelfde is als van de tweede en de derde halfgeleiderovergang.

20 Een verdere uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt, doordat de schakeling is voorzien van een als emittervolger geschakelde derde transistor met een emitter, welke gekoppeld is met de basis van de eerste en de tweede transistor en met een basis voor het toevoeren van het ingangssignaal. Bij het in geleiding kanen van de tweede 25 weerstand wordt de ingangsweerstand van de schakeling nagenoeg gehalveerd, hetgeen schakelvervorming veroorzaakt. Door de eerste en de tweede transistor via een emittervolger aan te sturen wordt de ingangs-weerstand van de schakeling vergroot en daardoor de schakelvervorming \erkleind. Deze uitvoeringsvorm kan nader worden gekenmerkt, doordat 3Q de derde transistor van een geleidingstype tegengesteld aan dat van de eerste en tweede transistor is, waarbij de emitter door middel van een tweede stroombron net het van het derde punt afgekeerde uiteinde van de eerste weerstand is gekoppeld. Doordat bij de versterkerschakeling volgens de uitvinding de eerste stroombron de tweede en de derde half-35 geleiderovergang in geleiding stuurt, kan de emitter-volgertrans is tor van een aan de eerste en tweede transistor tegengesteld geleidingstype zijn.

Doordat de spanning op het van het derde punt afgekeerde g»; η n 7 70 « 2 EHN.11.326 4 uiteinde van de eerste weerstand met de ingangsspanning varieert, kunnen de eerste en de tweede stroombron volgens een verdere uitvoeringsvorm worden vervangen door respektievelijk een tweede en een derde weerstand.

5 De versterkerschakeling volgens de uitvinding is bijzonder geschikt om te worden toegepast in een balansversterker, welke kan worden gekenmerkt, doordat deze is voorzien van een eerste en een daaraan complementair uitgevoerde tweede versterkerschakeling, waarbij de emitters van de complementaire eerste transistors van de eerste en 10 de tweede versterkerschakeling zijn verbonden met een gemeenschappelijk eerste punt voor het aansluiten van een gemeenschappelijke belasting, waarbij van de eerste versterkerschakeling het tweede en het derde punt voor het aansluiten van respektievelijk de positieve eerste en tweede voedingsspanning zijn en waarbij van de tweede versterkerschake-15 ling het tweede en het derde punt voor het aansluiten van respektievelijk de negatieve eerste en tweede voedingsspanning zijn. Indien de versterkerschakelingen worden aangestuurd door een als emittervolger geschakelde derde transistor van een geleidingstype tegengesteld aan dat van de eerste en de tweede transistor kan deze balansversterker 2Q nader worden gekenmerkt, doordat in de eerste en tweede versterkerschakeling de emitter van de derde transistor rechtstreeks met de basis van de eerste transistor is 'verbonden en dat de kollektors van de complementaire derde transistors met het gemeenschappelijke eerste punt zijn gekoppeld. Door de emitters van de derde transistors recht-25 streeks met de eerste transistors te verbinden, zijn tussen de bases van de derde transistors slechts twae diodes nodig voor een klasse AB-ins telling van de balans vers ter ker. Ten opzichte van de bekende schakeling treedt hierdoor een aanzienlijke reductie van het aantal voor deze instelling benodigde diodes op.

30 Een andere uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt, doordat tussen de bases van de complementaire eerste transistors de kollektor-emitter-weg van een vierde transistor is aangebracht, waarbij tussen de basis en de emitter een vierde weerstand en tussen de basis en de kollektor een vijfde weerstand is aangebracht. De vierde transistor vormt samen 35 met de vierde en de vijfde weerstand een zogenaaitde NEP-zener, die de diodes tussen de bases van de derde transistors voor de klasse AB-instelling vervangt. Hierdoor wordt een veel kleinere temperatuurs-afhankelijkheid van de ruststroom-instelling verkregen. Bij deze uit- 3500770 J .................. * PHN.11.326 5 veerings vorm kan één van de derde transistors worden uitgespaard, indien de balansversterker wordt gekenmerkt, doordat de basis van de eerste transistor van één van de twee versterkerschakelingen is verbonden met de emitter van een als emittervolger geschakelde vijfde 5 transistor van een tegengesteld geleidingstype als de betreffende eerste transistor, waarbij de emitter van de vijfde transistor door middel van een derde stroombron met het van het derde punt afgekeerde uiteinde van de eerste weerstand van de betreffende versterkerschakeling is verbonden en waarbij de basis van de niet met de vijfde transistor 1Q verbonden eerste transistor door middel van een vierde stroombron met het van het derde punt afgekeerde uiteinde van de eerste weerstand van de betreffende versterkerschakeling is verbonden.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van bijgaande tekening, waarin: 15 figuur 1 een principe-scbema van een versterkerschakeling volgens de uitvinding toont, figuur 2 het schema van een versterkerschakeling, die van de in figuur 1 getoonde schakeling is afgeleid, toont, figuur 3 een eerste uitvoeringsvorm van een balansversterker 2q volgens de uitvinding toont, figuur 4 een tweede uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding toont, en figuur 5 een derde uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding toont.

25 In figuur 1 is een principe-schema van een versterkerschake ling volgens de uitvinding weergegeven. De schakeling bevat een eerste NPN-transistcr waarvan de emitter is verbonden met de uitgang 2, waarop een belasting is aangesloten. De kollektor van transistor is door middel van een diode verbonden met een aansluiting 4 voor 30 het aanleggen van een eerste voedingsspanning V . In serie met de kollektor-emitterweg van transistor is de kollektor-emitterweg van een tweede NPN-transistor T2 geschakeld, waarvan de kollektor is verbonden net een aansluiting 10 voor het aanleggen van een tweede voedingsspanning die groter is dan de eerste voedingsspanning V^.

35 Tussen de basis van transistor en de basis van transistor T2 is de serieschakeling van diodes D2, D^ en D4 opgenemen, waarbij de doorlaatrichting van diodes D2 en D^ dezelfde is als de doorlaatrich-ting van de bas is-emitterovergang van transistor en de doorlaatrich-

8R«C7:C

I C

PHN.11.326 6 ting van diode D4 dezelfde is als de doorlaatrichting van de basis-eraitterovergang van transistor Tg. Het aansluitpunt 10 voor de voedingsspanning V£ is door middel van de serieschakeling van een weerstand en de emitter-kollektorweg van een ENP-transistor net het verbin-5 dingspunt 4 van diode en diode verbonden. De basis van transistor is net een referentiespanning VR^ verbonden en vormt een stroombron. Het verbindingspunt 5 van de emitter van transistor en de weerstand is door middel van een condensator net de uitgang 2 van de versterkerschakeling verbonden. De basis van transistor is 10 verbonden met de emitter van een als emittervolger geschakelde transistor Tg. De emitter van deze transistor is door middel van een stroombron, die gevormd wordt door een transistor T^, waarvan de basis een referentiespanning voert, net het verbindingspunt 5 verbonden.

De kollektor van transistor Tg is verbonden net de voor de eerste en 15 tweede voedingsspanning en Vg gemeenschappelijke aansluiting 11.

De schakeling werkt als volgt. De ingangsspanning wordt toegevoerd aan de basis 6 van transistor Tg. Bij lage ingangsspanningen V\ is de spanning qp de anode van diode lager dan de eerste voedingsspanning , zodat transistor Tg gesperd is. De kollektor 20 van transistor T^ is dan via diode D^ aan de eerste voedingsspanning gelegd. De ingangsspanning \Λ op de basis van transistor T^ verschijnt eveneens op de uitgang 2 en wordt via de bootstrap-condensator aan het verbindingspunt 5 toegevoerd. De spanningen op de emitter 5 en de kollektor 4 van transistor T^ variëren daardoor op dezelfde wijze 25 met de ingangsspanning Hetzelfde geldt voor de spanningen op de emitter en de kollektor van transistor T,.. In deze toestand wordt de stroom van stroombron T^ via de diodes D^ en Dg, afgezien van de bas is stroom van transistor T^, volledig aan transistor T^ toegevoerd.

Bij toenemende ingangsspanning zal boven een zekere spanning de 30 diode D^ en transistor Tg in geleiding komen. Hierdoor neemt ook de spanning op de emitter 3 van transistor Tg toe, waardoor diode D^ bij een zekere spanning gesperd wordt. De kollektor van transistor T^ is dan via de kollektor-emitterweg van transistor Tg met de tweede voedingsspanning Vg verbonden. De stroom van stroombron T^ door diode 35 D^ neemt toe, terwijl de stroom door diodes D^ en Dg afneemt. Bij verdere toename van de ingangsspanning wordt de spanning op de basis van transistor Tg hoger dan de voedingsspanning Vg, zodat transistor Tg in verzadiging wordt gestuurd. Doordat de spanning op de B ?. n 0 7 7 c EHN.11.326 7 J l' emitter 5 van transistor via de bootstrap-condensator met de ingangsspanning varieert, wordt voorkomen, dat transistor in verzadiging wordt gestuurd. Vervolgens wordt transistor in verzadiging gestuurd, waarbij de ingangsspanning kan toenemen tot de toestand g bereikt wordt, waarbij de stroom van stroombron Tj. volledig in de basis van transistor vloeit en transistor stroomloos wordt.

De ingangsspanning kan dan niet verder stijgen, zodat de maximale uitsturing is bereikt. De spanning VQ cp de uitgang 2 is dan gelijk aan: 10 VOMAX = V2 " (VCEST2 + VCEST1) (1) waarin ν^ςΤ1 = de kollektor-emitterspanning bij verzadiging van transistor , en VCEST2 = de kol^tor-emitterspanning bij verzadiging van transistor T_.

15 2

Daar de spanningen en VCEST1 ongeveer gelijk aan 100 mV zijn, volgt uit bovenstaande vergelijking, dat de uitgang 2 tot nagenoeg de tweede voedingsspanning kan worden uitgestuurd.

Door dit grote uitstuurbereik bezit de versterkerschakeling een hoog rendement.

20

Opgemerkt wordt, dat het in principe mogelijk is de basis van de eerste en de tweede transistor en T2 rechtstreeks zonder tussenvoeging van een emitter-volgertransistor vanuit een signaal- bron aan te sturen. Dit heeft echter het bezwaar, dat bij het in geleiding kernen van transistor de ingangsweerstand van de schakeling nagenoeg wordt gehalveerd, hetgeen schakelvervorming veroorzaakt.

Verder wordt opgemerkt, dat in het geval van aansturing met behulp van een emitter-volgertransistor de emitter van deze transistor in principe op elk punt tussen de anode 4 van diode D^ en de basis van transistor T. kan worden aangesloten. De getoonde 30 . ' wijze van aansluiten van de emitter van transistor op de kathode van diode D2 heeft echter het voordeel, dat van de eerste voedingsspanning V^ naar de tweede voedingsspanning V2 wordt cmgeschakeld op het narent, dat transistor in verzadiging wordt gestuurd, zodat transistor T. optimaal wordt uitgestuurd.

35 ‘

Het aan de hand van figuur 1 met twee voedingsspanningen verklaarde principe kan tot een willekeurig aantal voedingsspanningen worden uitgebreid. In figuur 2 is een versterkerschakeling volgens de 9500770 PHN.11.326 8 uitvinding met drie voedingsspanningen weergegeven, waarbij gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 1 zijn aangegeven. In serie met de kollektor-emitterweg van transistor T2 is de kollektor-emitterweg van een transistor aangebracht, waarvan de kollektor met een derde voedingsspanning is verbonden. Hierbij is de kollektor van transistor T2 via een diode D^ met de tweede voedingsspanning V2 verbonden en zijn de stroombrontransistors en net de derde voedingsspanning verbonden. De aanstuurschakeling voor transistor is op dezelfde wijze opgebouwi als voor transistor T^.

Tussen de basis van transistor T- en de basis van transistor T„„ is 10 2 21 weer de serieschakeling van drie diodes D^, D22 en D24 aanwezig, waarbij de doorlaatrichting van diodes en D22 dezelfde is als die van de bas is -emitterovergang van transistor T2 en de doorlaatrichting van diode D24 dezelfde is als die van de basis-emitterovergang van transistor .

15 21

De werking van de schakeling is eenvoudig na te gaan met het aan de hand van figuur 1 verklaarde principe. Doordat de stroomr brontransistor T4 de diodes D22, D^ en D2 in geleiding stuurt, is de ingangsspanning aanwezig op de anode van diode D24 en de anode ^ van diode D4· Bij ingangsspannlngen kleiner dan de voedingsspanning V1 zijn de transistors en T2 gesperd. De kollektor van transistor T1 is dan via diode D^ aan de voedingsspanning gelegd. De spanning op de uitgang 2 wordt via de bootstrap-condensator aan het punt 5 toegevoerd, zodat de spanning op de emitter van transistor T4 net de ingangsspanning varieert. Boven een ingangsspanning \Λ gelijk aan de voedingsspanning komt transistor in geleiding. Bij een zekere ingangsspanning raakt diode D^ dan gesperd en wordt de kollektor van transistor net de voedingsspanning V2 verbonden. Bij verdere toenane van de ingangsspanning wordt boven een zekere spanning transistor T_ in- en diode Dn. uit geleiding gestuurd, waardoor de 30 A 21 kollektor van transistor net de voedingsspanning wordt gekoppeld.

Neemt de ingangsspanning nog verder toe, dan worden achtereenvolgens transistors , T2 en in verzadiging gestuurd. Het bootstrappen van de uitgangsspanning naar de emitter van transistor T4 voorkomt daarbij, dat deze transistor in verzadiging wordt gestuurd. De maximale 35 spanning VQ op de uitgang 2 is gelijk aan: 85 0 0 7 70 PEN.11.326 9 waarin = kollektor-emitterspanning bij verzadiging van transistor T^.

De versterkerschakeling volgens de uitvinding is bijzonder geschikt om te worden toegepast in een balansversterker, waarvan in 5 figuur 3 een eerste uitvoeringsvorm is weergegeven. De balans ver sterker bevat een ingangstrap, die in dit voorbeeld op de eenvoudigste wijze is uitgevoerd met twee als verschilpaar geschakelde transistors en T^2* waarvan het gemeenschappelijke emitteraansluitpunt door middel van een stroombron, die gevormd wordt door een transistor 10 waarvan de basis een referentiespanning voert, net de positieve tweede voedingsspanning +V2 is verbonden. Het ingangssignaal V ^ van de balansversterker wordt tussen de bases van de transistors T en T.J2 aangelegd. De kollektor van transistor is rechtstreeks en de kollektor van transistor is door middel van een strocmspiegel 15 met transistors en verbonden net de uitgang van de ingangstrap, die is aangesloten op de ingang van een Miller-trap. Deze wordt in dit voorbeeld gevormd door een transistor T^, waarvan de emitter met de negatieve voedingsspanning -V2 is verbonden. Tussen de kollektor en emitter is een frequentie-carpensatie condensator 20 aangebracht. De kollektor van transistor is door middel van de serieschakeling van twee diodes Dc en D_ en een stroombron, die gevormd wordt door transistor T^, waarvan de basis een referentiespanning voert, via een weerstand Rj. met de positieve voedingsspanning +V2 verbonden. De eindtrap bevat twee complementaire 25 schakelingen, die elk qp nagenoeg dezelfde wijze zijn qpgebouwd als de schakeling van figuur 1. Gelijke onderdelen zijn dan ook net dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 1 weergegeven, waarbij de complementaire onderdelen van een accentteken zijn voorzien. De schakeling verschilt met die van figuur 1 in de volgende punten.

30 Transistor T2 is samen met een transistor Tg als een Darlington-transistor geschakeld, waarbij tussen de basis en de emitter van transistor een weerstand is geschakeld cm een snel afschakelen van de Darlington-transistor te bewerkstelligen. Opgemerkt wordt, dat tussen de basis en de emitter van transistor Tg ter beveiliging 35 een weerstand of een diode kan worden geschakeld, waarbij in het geval van een diode de doorlaatrichting ervan tegengesteld is aan de doorlaatrichting van de basis-emitterovergang van transistor TQ.

O

Evenzo is transistor T^ met een transistor T^ als een Darlington- 9^ 0 770 PHN.11.326 10 transistor geschakeld. Hierdoor dient in serie met de diodes Dg en Dg een extra diode Dg te worden geschakeld om verzadiging van deze Darlington-transistor te voorkomen bij het nog niet volledig in geleiding zijn van Dar 1 inaton-tr ans is tor T0, T„. De emitters van de coirplementaire 5 eindtransistors en T^' zijn met de gemeenschappelijke uitgang 2 verbonden, waarop veer de belasting is aangesloten. Tussen de emitters van de transistors en T^' is een weerstand Rg aangebracht, die dezelfde funktie heeft als de weerstand Rg.

De kollektors van de transistors Tg en Tg' zijn met elkaar 10 verbonden en zijn verbonden met de uitgang 2. Opgemerkt wordt, dat de kollektors van transistors Tg en Tg' ook met respektievelijk de emitter van transistor T^' en de emitter van transistor T^ verbonden kunnen worden of in het geval, dat in de emitter leidingen van transistors T.j en 1 kleine weerstanden zijn opgenomen met respektievelijk 15 de emitter van transistor ' en de emitter van transistor . Het uitgangssignaal van de Miller-trap wordt toegevoerd aan de bases van transistors T_ en T De diodes D,. en D_ tussen de bases van transis-3 3 6 7 tors T3 en Tg' dienen daarbij voor een klasse AB-instelling van de eindtrap. Doordat diodes Dg, Dg en Dg door stroombron T^ in geleiding 20 worden gestuurd, kan de uitgang van de emittervolger transistor Tg op de basis van transistor T_, worden aangesloten en kan transistor Tg bovendien een PNP-transistor zijn. Hierdoor zijn voor de ruststrocm-instelling slechts twee diodes (Dg en D^) tussen de bases van transistors Tg en Tg' nodig. Dit in tegenstelling tot de bekende schakeling, 25 waarbij voor de ruststrocm-instelling bij een uitvoering net Darlington-transistors tien diodes tussen de bases van de emitter-volgertransistors nodig zijn. De schakeling volgens de uitvinding leidt dus tot een aanzienlijke besparing van het aantal diodes. Het principe van de balanswerking is op zich bekend en behoeft hier niet nader te worden 30 verklaard. Doordat transistor Tg samen met transistor Tg als Darlington-transistor is geschakeld, wordt de maximale uitsturing nu gelijk aan: VCMAX ~ +V2 “ (VCEST8 + VBET2 + VCEST1 * (3) waarin VBETg = de basis-emitterspanning van transistor Tg.

De maximale uitsturing is hier dus één basis-emitterspanning 35 lager dan bij figuur 1a. Bij de minimale uitsturing ligt de uitgangs-spanning eenzelfde bedrag boven de negatieve voedingsspanning -Vg als bij de maximale uitsturing onder de positieve voedingsspanning +Vg.

Θ5 0 0 7 70 PHN.11.326 11

Een tweede uitvoeringsvorm van een balansversterker volgens de uitvinding wordt toegelicht aan de hand van figuur 4. Voor de eenvoud is alleen de voor de uitvinding relevante eind trap weergegeven, waarbij dezelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers g als in figuur 3 zijn aangegeven.

Bij deze uitvoeringsvorm is stroombron-transistor vervangen door een weerstand en is strocmbrontrans istor Tg vervangen door een weerstand Rg. Door de bootstrap-condensator is de signaal- spanning cp het verbindingspunt 5 hetzelfde als de s ignaalspanning 10 op de anode 4 van diode en de emitter van transistor Tg. De span ningen over de weerstanden Rj en Rg zijn daardoor konstant, zodat deze weerstanden weer als stroombronnen funktioneren.

Een derde uitvoeringsvorm van een balansversterker wordt toegelicht aan de hand van figuur 5, waarin gelijke onderdelen met 15 dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 4 zijn aangegeven. Tussen de bases van transistors T^ en T^' is een zogenaamde NEP-zener aangebracht, die gevormd wordt door een transistor Tg, waarbij tussen de kollektor en basis een weerstand r, en tussen de basis en emitter 6 een weerstand is aangebracht. De spanning over deze transistor Tg 2Q is gelijk aan: VCET6 (1 + R^ } VBET6 (4) waarin V^^g = de kollektor-emitterspanning van transistor Tg, VBET6 = ^^is-en,ittersPannin9 van transistor Tg.

25 De weerstanden Rg en warden zo gedimensioneerd, dat tussen de bases van transistors T^ en T^1 een spanning gelijk aan 4 diodespanningen aanwezig is voor de ruststroominstelling van de transistors T^, T^ en T^1, T^1. De NEP-zener heeft het voordeel, dat de temperatuurafhankelijkheid veel kleiner is dan van vier in serie 30 geschakelde diodes. Door de NEP-zener tussen de bases van transistors T^ en Ty kan bovendien één van de emittervolger-transistors Tg en Tg' worden uitgespaard. In dit voorbeeld is transistor Tg weggelaten.

De basis van transistor T7 is nu alleen door middel van een weerstand Rg, die weer als stroombron funktioneert, net de positieve voedings-35 spanning +V2 verbonden. De kollektor van transistor Tg' is eveneens met de positieve voedingsspanning verbonden. De basis 6 van transistor Tg' kan rechtstreeks met de kollektor van transistor T^g (zie figuur 3) worden verbonden, zonder dat daarbij in de kollektor leiding diodes 3 5 Π f« 7 7 () ^ w t i Ψ PHN.11.326 12 voor de ruststroom-instelling behoeven te worden opgenomen. De ingangs-spanning op de basis van transistor Tg' verschijnt op de basis van transistor Ty en via de NEP-zener Tg, Rg en R_, eveneens op de basis van transistor y, zodat de transistors y en y' weer op dezelfde 5 wijze worden aangestuurd.

Opgerrerkt wordt, dat het ook mogelijk is om transistor y te handhaven en de basis van transistor y' met een weerstand Rg' met de negatieve voedingsspanning te verbinden.

De uitvinding is niet beperkt tot de getoonde uitvoeringsvor-10 men. 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 trans is-toren. De bipolaire transistors in de schakeling kunnen verder geheel of gedeeltelijk vervangen worden door MOS-transistors, waarbij de 15 bron-, af voer- en stuurelektrode dan overeenkomen met de emitter, kollektor en basis.

Tenslotte wordt opgemerkt, dat de in de figuur 3, 4 en 5 getoonde balansversterkers natuurlijk ook net de in figuur 2 getoonde versterkerschakeling kunnen worden uitgevoerd.

20 25 30 35 85 0 0 7 70

Claims

1. Versterkerschakeling bevattende tenminste - een eerste transistor net een emitter, velke gekoppeld is met een 5 eerste punt voor Iet aansluiten van een net een referentiepunt gekoppelde belasting en net een kollektor, welke gekoppeld is net een tweede punt voor het door middel van een eerste halfgeleiderovergang aansluiten van een eerste voedingsspanning, - een tweede transistor net een kollektor-emitterweg, welke in serie 10 is geschakeld net de kollektor-emitterweg van de eerste transistor 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, - een tussen de basis van de eerste en de basis van de tweede 15 transistor aangebrachte keten, welke de serieschakeling bevat van tenminste een tweede en een derde halfgeleiderovergang, waarvan de doorlaatrichting dezelfde is als de doorlaatrichting van de basis-emitterovergang van de eerste transistor en een vierde halfgeleiderovergang, waarvan de doorlaatrichting dezelfde is als de doorlaat-20 richting van de basis-emitterovergang van de tweede transistor, en - een met de basis van de eerste en de tweede transistor gekoppelde ingang voor het toevoeren van een ingangssignaal, met het kenmerk, - dat het derde punt door middel van de serieschakeling van een eerste 25 weerstand en een eerste stroombron met het verbindingspunt van de derde en de vierde halfgeleiderovergang is gekoppeld, en - dat tussen het eerste punt en het van het derde punt afgekeerde uiteinde van dè eerste weerstand een condensator is aangebracht.

2. Versterkerschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, 30 dat de eerste en de tweede transistor elk worden gevormd door een Dar 1 ington-trans is tor en dat tussen het verbindingspunt van de derde en vierde halfgeleiderovergang en de basis van de eerste transistor in serie met de tweede en de derde halfgeleiderovergang een vijfde halfgeleiderovergang is geschakeld, waarvan de doorlaatrichting 35 dezelfde is als van de tweede en de derde halfgeleiderovergang.

3. Versterkerschakeling volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de eerste stroombron wordt gevormd door een tweede weerstand. 35 n 0 7 70 PHN.11.326 14

4. Versterkerschakeling volgens conclusie 1/ 2 of 3, net het kenmerk, dat de schakeling is voorzien van een als emittervolger geschakelde derde transistor net een emitter, welke gekoppeld is net de basis van de eerste en de tweede transistor en net een basis 5 voor het toevoeren van het ingangssignaal.

5. Versterkerschakeling volgens conclusie 4, net het kenmerk, dat de derde transistor van een geleidingstype tegengesteld aan dat van de eerste en tweede transistor is, waarbij de emitter door middel van een tweede stroombron net het van het derde punt afgekeerde uit- 10 einde van de eerste weerstand is gekoppeld.

6. Versterkerschakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de tweede stroombron wordt gevormd door een derde weerstand.

7. Balansversterker, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een eerste en een daaraan complementair uitgevoerde tweede verster-15 kerschakeling volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de emitters van de complementaire eerste transistors van de eerste en de tweede versterkerschakeling zijn verbonden met een gemeenschappelijk eerste punt voor het aansluiten van een gemeenschappelijke belasting, waarbij van de eerste versterkerschakeling het tweede en het 20 derde punt voor het aansluiten van respektievelijk de positieve eerste en tweede voedingsspanning zijn en waarbij van de tweede versterkerschakeling het tweede en het derde punt voor het aansluiten van respektievelijk de negatieve eerste en tweede voedingsspanning zijn.

8. Balansversterker volgens conclusie 7, waarbij de eerste en de tweede versterkerschakeling zijn uitgevoerd volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat in de eerste en tweede versterkerschakeling de emitter van de derde transistor rechtstreeks net de basis van de eerste transistor is verbonden en dat de kollektors van de complemen-30 taire derde transistors met het gemeenschappelijke eerste punt zijn gekoppeld.

9. Balansversterker volgens conclusie 1, waarbij de eerste en de tweede versterkerschakeling zijn uitgevoerd volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat tussen de bases van de complementaire 35 eerste transistors de kollektor-emitterweg van een vierde transistor is aangebracht, waarbij tussen de basis en de emitter een vierde weerstand en tussen de basis en de kollektor een vijfde weerstand is aangebracht. SS 0 0 7 70 PHN.11.326 15

10. Balansversterker volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de basis van de eerste transistor van één van de twee versterker-schakelingen is verbonden met de emitter van een als emittervolger geschakelde vijfde transistor van een tegengesteld geleidingstype als 5 de betreffende eerste transistor, waarbij de emitter van de vijfde transistor door middel van een derde stroombron net het van het derde punt afgekeerde uiteinde van de eerste weerstand van de betreffende versterkerschakeling is verbonden en waarbij de basis van de niet met de vijfde transistor verbonden eerste transistor door middel van 10 een vierde stroombron met het van het derde punt afgekeerde uiteinde van de eerste veerstand van de betreffende versterkerschakeling is \erbonden.

11. Balansversterker volgens conclusie 10, net het kenmerk, dat de derde en de vierde stroombron worden gevormd door respektieve- 15 lijk een zesde en een zevende weerstand. 20 25 30 35 85 0 0 7 70