DE1176717B

DE1176717B - Transistorverstaerker mit geregelter Verstaerkung

Info

Publication number: DE1176717B
Application number: DEN22435A
Authority: DE
Inventors: Theodorus Joannes Tulp; Johannes Wilhelmus Ma Adrianus; Wilhelmus Antonius Jos Zwijsen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1961-12-06
Filing date: 1962-12-01
Publication date: 1964-08-27
Also published as: US3177439A; GB1017759A; DK110111C; NL272250A; NL121048C; BE625672A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H03f

Deutsche Kl.: 21 a2-18/08

Nummer: 1176 717

Aktenzeichen: N 22435 VIII a / 21 a2

Anmeldetag: 1. Dezember 1962

Auslegetag: 27. August 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transistorverstärker mit geregelter Verstärkung, bei dem das zu verstärkende Signal zwischen Emitter- und Basiselektrode einem ersten Transistor zugeführt wird und das verstärkte Signal dem Kollektor eines zweiten Transistors entnommen wird, und bei dem die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors mit derjenigen des ersten Transistors in Reihe geschaltet ist.

Die als »Kaskodeverstärker« bezeichneten Transistorverstärker dieser Art weisen unter anderem die Vorteile auf, daß Neutralisierungsmaßnahmen sich erübrigen und daß, bei Regelung des Verstärkers, dessen Ausgangsimpedanz auf den meistens im Ausgangskreis eingeschalteten Resonanzkreis einen möglichst geringen veränderlichen Einfluß (Veränderung der Dämpfung und Verschiebung der Resonanzfrequenz) ausübt. Bei bekannten Kaskodeverstärkern wird die Verstärkungsregelung dadurch vorgenommen, daß die Basisgleichspannung des ersten Transistors in solchem Sinne geregelt wird, daß mit zunehmendem Eingangssignal der Emitterstrom des ersten Transistors, und damit die Verstärkungsziffer des Verstärkers, herabgesetzt wird.

Ein Nachteil eines solchen Regelverfahrens ist aber, daß mit zunehmendem Eingangssignal der erste Transistor in einen immer stärker gekrümmten Teil der Transistorkennlinie gesteuert wird, so daß stärkere Signalverzerrungen auftreten. Es sind folglich bei den bekannten Anordnungen nur verhältnismäßig kleine Eingangssignalamplituden und ein verhältnismäßig kleiner Regelbereich zulässig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geregelten Transistorverstärker zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe ist bei einem Verstärker der obengenannten Art, bei dem das zu verstärkende Signal zwischen der Emitter- und Basiselektrode eines ersten Transistors zugeführt und das verstärkte Signal am Kollektor eines zweiten Transistors abgenommen wird und bei dem die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors mit derderjenigen des ersten Transistors in Reihe geschaltet ist, dadurch gelöst, daß die Änderung der Verstärkung durch Änderung der Basisgleichspannung des zweiten Transistors erfolgt, und daß der Emittergleichstrom des ersten Transistors durch einen Emitterwiderstand und eine zugeführte, konstante Basisgleichspannung konstant gehalten wird.

Bei dem Verstärker gemäß der Erfindung erfolgt die Verstärkungsregelung also dadurch, daß mit der Basisgleichspannung des zweiten Transistors die Emittergleichspannung dieses Transistors und damit Transistorverstärker mit geregelter Verstärkung

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Theodoras Joannes TuIp,

Adrianus Johannes Wilhelmus Marie

van Overbeek,

Wilhelmus Antonius Joseph Marie Zwijsen,

Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 6. Dezember 1961 (272 250) - -

die Kollektorgleichspannung des ersten Transistors geändert wird.

Es sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist, die Verstärkungsregelung bei einer, einen einzigen Transistor enthaltenden Stufe dadurch vorzunehmen, daß die Regelgröße der Basis dieses Transistors zugeführt wird, wobei im Kollektorkreis ein Widerstand vorgesehen ist. Der mit der Regelung zunehmende Spannungsabfall über diesem Widerstand verursacht eine Abnahme der Kollektorspannnung bis unterhalb der Kniespannung und damit eine Herabsetzung der Verstärkung. Gegenüber diesem bekannten Regelvorgang weist die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil auf, daß eine viel geringere Regelenergie benötigt ist, weil der zweite Transistor, neben seiner Funktion als Signalverstärker, als Gleichstromverstärker für die Regelgröße wirksam ist. Bei den Anordnungen nach der Erfindung ist es überdies möglich, die Verstärkung auf einen beträchtlich kleineren Wert zu verringern als in der bekannten Schaltungsanordnung mit einem Kollektorwiderstand. In dieser bekannten Anordnung ist nämlich eine durch die Regelgröße hervorgerufene Verringerung der

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Claims

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Kollektorspannung zwangläufig mit einer Erhöhung insgesamt ein Regelungsbereich von mehr als 60 db

des Kollektorstromes verknüpft. Bei dem erfindungs- erreicht werden kann. Hierbei bleiben die Fre-

gemäßen Verstärker dagegen kann die Kollektor- quenzcharakteristik der Übertragung als auch die

spannung des ersten Transistors bis zu Werten her- nichtlineare Verzerrung innerhalb angemessener

abgesetzt werden, bei denen sich die Kollektor-Basis- 5 Grenzen.

Schicht entsperrt und der Kollektorstrom auf Kosten In einem praktischen Ausführungsbeispiel hatten

des Basisstromes abnimmt, wodurch die Verstärkung die Schaltungselemente folgende Werte:
weiter herabgesetzt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher Transistor 4 OC 171

erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel nach der io Transistor 5 OC 171

Erfindung dargestellt ist. Widerstand 8 50 kQ

Die Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt eine Widerstand 10 1 kQ

Verstärkerstufe ζ. B. die Zwischenfrequenzverstärker- ,

stufe eines Rundfunkempfängers. Die zu verstärken- Widerstand 12 1,1 kil

den Signale werden den Klemmen 1 eines auf die 15 Widerstand 13 3,9 kß

Eingangsfrequenz abgestimmten Kreises 2 zugeführt, Kondensator 9 0,5 [iF

der lose mit der Basiseingangsspule 3 eines Transi- Kondensator 11 0,1 μΡ

storverstärkers 4 gekoppelt ist; die Signale werden Kondensator 14 01 uF

über den Kopplungskondensator 14 weitergeleitet und · λ t- · 1 ί u

den Eingangselektroden des Transistors 4 zugeführt. 20 Selbstinduktion 3 ZmH

Der Verstärkungsfaktor des Transistors 4 wird in Betriebsfrequenz 450 kHz

Abhängigkeit von einer Spannung V geregelt, die die Speisespannung 12V

Kollektorgleichspannung des Transistors 4 verändert.

Die Spannung ist vorzugsweise proportional der mitt- Es hat sich gezeigt, daß die Vorrichtung auch bei

leren Amplitude der Signalschwingungen und kann 25 hohen Frequenzen, z. B. 200 MHz, sehr gut verwend-

z. B. dem Detektor des Empfängers entnommen wer- bar ist. Sie kann dann z. B. in der Hochfrequenz-

den. Die Impedanz der Spule 3 ist größer als der verstärkerstufe eines Fernsehempfängers verwendet

Basiseingangswiderstand des Transistors 4. werden. In diesem Falle wird man die Impedanz der

Nach der Erfindung liegt der Transistor mit seiner Eingangssignalquelle dem Widerstand des Basismate-Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit derjenigen 30 rials des Transistors anpassen. Die genannte Impeeines zweiten Transistors 5, in dessen Kollektorkreis danz ist bei diesen hohen Frequenzen in der Regel ein abgestimmter Ausgangskreis 6 geschaltet ist. größer als diejenige der Innenkapazität zwischen Zwischenfrequenzausgangsschwingungen werden den Basis und Emitter des Transistors.
Klemmen 7 entnommen. Die Spannung V wird an die Zur weiteren Verstärkungsregelung kann die Regel-Basis des Transistors 5 angelegt, wobei der Wider- 35 spannung V auch der Basis des Transistors 4 zugestand 8 und der Kondensator 9 ein Filter zum Unter- führt werden. Weiter kann auch die Verbindungsdrücken von gegebenenfalls in der Regelspannungs- leitung 15 zwischen dem Kollektor des Transistors 4 quelle noch vorhandenen Wechselspannungskompo- und dem Emitter des Transistors 5 über eine spannenten bilden. Der Kondensator 9 hat weiter die nungsabhängige Impedanz mit einem Punkt konstan-Aufgabe, die Basis des Transistors 5 für die Frequenz 40 ten Potentials verbunden werden. Als spannungsabder an die Klemmen 1 angelegten Schwingungen mit hängige Impedanz kann z. B. eine spannungsabhändem Emitter des Transistors 4 zu verbinden, wodurch gige Kapazität etwa eine in Sperrichtung betriebene die Ausgangsimpedanz der Schaltungsanordnung be- Diode 16 dienen. Mit zunehmender Regelung wird trächtlich erhöht wird. In der Emitterleitung des die Sperrspannung über diese Diode kleiner, wo-Transistors 4 liegt ein Widerstand 10, der von einem 45 durch die Kapazität der Diode, welche den Transi-Kondensator 11 überbrückt ist, der einen Kurzschluß stör 4 shuntet, sich vergrößert. Hiermit kann der für die den Klemmen 1 zugeführten Schwingungen Regelbereich noch um einige db ausgedehnt werden, bildet. insbesondere wenn die Vorrichtung bei hohen Fre-

Die Vorrichtung ist derart bemessen, daß bei zu- quenzen verwendet wird,
nehmender Signalamplitude an den Klemmen 1 die 50
Regelspannung V an der Basis des Transistors 5

immer kleiner wird (weniger negativ, wenn die Tran- Patentansprüche:
sistoren 4 und 5 vom p-n-p-Typ sind). Demzufolge

wird die Kollektorspannung des Transistors 4 immer 1. Transistorverstärker mit geregelter Verstärkleiner, wodurch die beträchtliche Verstärkungsreduk- 55 kung, bei dem das zu verstärkende Signal zwition auftrittt. Durch den Widerstand 10 wird jedoch sehen der Emitter- und Basiselektrode eines ersten der Emittergleichstrom durch den Transistor 4 auf Transistors zugeführt und das verstärkte Signal einen Wert fixiert, der durch diesen Widerstand und am Kollektor eines zweiten Transistors abgenomdurch die Vorspannung bestimmt wird, die mittels men wird und bei dem die Emitter-Kollektoreines Potentiometers 12, 13 an die Basis des Tran- 60 Strecke des zweiten Transistors mit derjenigen sistors 4 angelegt wird. Fällt jetzt die Kollektorspan- des ersten Transistors in Reihe geschaltet ist, d a nung des Transistors 4 auf einen derart niedrigeren durch gekennzeichnet, daß die Ände-Wert, daß nur noch ein geringer Unterschied gegen- rung der Verstärkung durch Änderung der Basisüber der Emitterspannung übrigbleibt, so sinkt auch gleichspannung des zweiten Transistors erfolgt der Kollektorgleichstrom beträchtlich unterhalb des 65 und daß der Emittergleichstrom des ersten Tran-Wertes des fest eingestellten Emitterstromes ab. Hier- sistors durch einen Emitterwiderstand und eine durch wird ein beträchtlicher zusätzlicher Gewinn zugeführte, konstante Basisgleichspannung konim Verstärkungsregelnngsbereich erhalten, so daß stant gehalten wird.

2. Transistorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Kollektor des ersten Transistors und dem Emitter des zweiten Transistors über eine spannungsabhängige Impedanz, z.B. eine spannungsabhängige Kapazität, mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: »Nachrichtentechnik«, Heft 6, 1959, S. 261 bis 264.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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