DE1226160B - Differential amplifier with complementary transistors - Google Patents

Differential amplifier with complementary transistors

Info

Publication number
DE1226160B
DE1226160B DES97687A DES0097687A DE1226160B DE 1226160 B DE1226160 B DE 1226160B DE S97687 A DES97687 A DE S97687A DE S0097687 A DES0097687 A DE S0097687A DE 1226160 B DE1226160 B DE 1226160B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistors
differential amplifier
voltage
resistor
emitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DES97687A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Bert Rehn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES97687A priority Critical patent/DE1226160B/en
Priority to GB2715866A priority patent/GB1139744A/en
Publication of DE1226160B publication Critical patent/DE1226160B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/42Amplifiers with two or more amplifying elements having their dc paths in series with the load, the control electrode of each element being excited by at least part of the input signal, e.g. so-called totem-pole amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Differenzverstärker mit komplementären Transistoren In der Meßtechnik tritt häufig die Aufgabe auf, eine elektrische Spannung zwischen zwei Punkten zu messen, die beide gegen Erde Spannungen besitzen, die groß sind gegenüber der zu messenden Spannung. Diese tritt dann also als Differenz zweier Potentiale auf. Soll z. B. die Spannung an einer Stelle gemessen werden, die nur über lange Leitungen zu erreichen ist, beispielsweise in der Elektromedizin an einem schwer'zugänglichen Punkt mit Hilfe einer Sonde, bedient man sich vorteilhafterweise eines Differenzverstärkers. Es werden nämlich fast immer in den die Sonde und den Differenzverstärker verbindenden Leitungen Störspannungen induziert, die viel größer sein können als die zu messenden Spannungen. Werden die beiden Drähte nahe genug nebeneinander verlegt, dann wird die Störspannung an den beiden Eingangs-Idemmen des Verstärkers phasengleich auftreten. Hier bietet ein Differenzverstärker die Möglichkeit, die Spannungsdifferenz trotz einer hohen induzierten Störspannung zu verstärken und zu messen.Differential amplifier with complementary transistors in measurement technology often occurs the task of applying an electrical voltage between two points measure both of which have voltages to earth that are large compared to to measuring voltage. This then appears as the difference between two potentials. Intended to z. B. the voltage can be measured at one point, which is only possible over long lines can be reached, for example in electromedicine at a difficult to access Point with the help of a probe, it is advantageous to use a differential amplifier. There are almost always in the connecting the probe and the differential amplifier Lines induce interference voltages that can be much greater than those to be measured Tensions. If the two wires are laid close enough to each other, then will the interference voltage at the two input idems of the amplifier occur in phase. Here, a differential amplifier offers the possibility of reducing the voltage difference despite to amplify and measure a high induced interference voltage.

Eine bekannte Ausführung eines Differenzverstärkers ist in F i g. 1 gezeigt. Die beiden Spannungen ul und ug, deren Differenz verstärkt werden soll, werden den Transistoren Tl bzw. T2 über die Kondensatoren CB, bzw. CB, zugeführt. Sind diese beiden Signale u, und U,' gleich groß und gleichphasig (u, = u, = u), so tritt an den beiden Emitterwiderständen RE, der beiden Transistoren Tl und T2 eine Spannung uR, = uE, = uE -- u auf. Diese Spannung bewirkt in beiden Transistoren eine Emitterstromänderung iE1 = j_P, = 1 . E uE . Da Kollektorstrom- und Emit-RE1 terstromänderung-etwa gleich groß sind, ergibt sich die Ausgangsspannung: ua = -ic - Rc #e -iE - Rc -UE _U * RC REi RE1 Die Verstärkung der gleichphasig auftretenden Signale ist deshalb ungefähr gleich dem Verhältnis des Kollektorwiderstandes RC zum Emitterwiderstand R_w,. Da bei einem Differenzverstärker die Forderung besteht, daß gleichphasig auftretende Signale möglichst wenig verstärkt werden sollen, müssen also die Emitterwiderstände REI groß sein. Das bedeutet, daß bei gegebenen Emittergleichstrom eine große Speisespannung - UE benötigt wird. Diese erzeugt aber in den großen Widerständen RE, eine hohe Verlustleistung. Da die Betriebsspannungen von Transistorschaltungen normalerweise niedrig sind, kann es auch technisch schwierig sein, eine Spannungsquelle bereitzustellen, die die erforderliche hohe Spannung UE liefert. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Differenzverstärker zu schaffen, der die oben angeführten Nachteile vermeidet.A known embodiment of a differential amplifier is shown in FIG. 1 shown. The two voltages ul and ug, the difference of which is to be amplified, are fed to the transistors T1 and T2 via the capacitors CB and CB, respectively. If these two signals u, and U, 'are of the same size and in phase (u, = u, = u), then a voltage uR, = uE, = uE - u occurs at the two emitter resistors RE, the two transistors T1 and T2 on. This voltage causes a change in the emitter current iE1 = j_P, = 1 in both transistors. E uE . Since the change in collector current and Emit-RE1 are about the same, the output voltage is: ua = -ic - Rc #e -iE - Rc -UE _U * RC REi RE1 The amplification of the signals occurring in phase is therefore approximately equal to the ratio of the collector resistance RC to the emitter resistance R_w ,. Since there is a requirement in a differential amplifier that signals occurring in phase should be amplified as little as possible, the emitter resistors REI must therefore be large. This means that a large supply voltage - UE is required for a given direct emitter current. However, this generates a high power loss in the large resistors RE. Since the operating voltages of transistor circuits are normally low, it can also be technically difficult to provide a voltage source which supplies the required high voltage UE. The invention was based on the object of creating a differential amplifier which avoids the disadvantages mentioned above.

Diese Nachteile werden dadurch beseitigt, daßl die beiden Transistoren entgegengesetzte Leitfähigkeit besitzen, daß die Serienschaltung aus niederohmigem Widerstand und Kondensator durch einen Widerstand zur Arbeitspunkteinstellung überbrückt ist und dem einen der beiden Transistoren an der als Steuereingang dienenden Basis eine Hilfsspannung zugeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der F i g. 2 gezeigt. Die Schaltung besteht im wesentlichen aus den beiden komplementären Transistoren Tl und T2. Die Emitter sind durch die durch den Widerstand RE, überbrückte Serienschaltung des Widerstandes RE, mit dem Kondensator Qg verbunden. Am Widerstand Rc wird die verstärkte Differenz der beiden Eingangssignale u, und u2 abgegriffen. Nimmt man an, daß beide Signale gleich groß und gleichphasig sind, so sind auch die beiden Emitterwechselspannungen UE, und UE, gleich, so daß am Widerstand RE, keine Wechselspannung zutritt. Somit ändert sich auch der Emitter- und damit der Kollektorstrom nicht. Die Verstärkung gleichphasiger Signale ist daher gleich Null. Die Verstärkung gegenphasiger Signale ist dagegen durch das Verhältnis des Kollektorwiderstandes Rc zum Emitterwiderstand RE, gegeben (R-w2 « REJ. Der beiden Transistoren gemeinsame Emitterwiderstand RE, dient in Verbindung mit den beiden Basiswiderständen Rb, und Rb2 sowie der Hilfsspannung + Ub für den Transistor, Tl zur Einstellung der Arbeitspunkte der Transistoren. Da -der Verstärkungsgrad der Anordnung für gleichphasige Signale nicht mehr von der Größe des Emitterwiderstandes R-wl abhängt, muß dieser Widerstand nur so groß sein, daß bei zulässigen Abweichungen der Transistor-Kenndaten der Kollektorgleichstrom (Arbeitspunkt) hinreichend konstant bleibt.These disadvantages are eliminated by the fact that the two transistors have opposite conductivity, that the series circuit of low resistance and capacitor is bridged by a resistor for setting the operating point and an auxiliary voltage is supplied to one of the two transistors at the base serving as a control input. An exemplary embodiment of the invention is illustrated with reference to FIGS. 2 shown. The circuit essentially consists of the two complementary transistors T1 and T2. The emitters are connected to the capacitor Qg through the series circuit of the resistor RE bridged by the resistor RE. The amplified difference between the two input signals u and u2 is tapped off at the resistor Rc. If it is assumed that both signals are of the same size and in phase, then the two alternating emitter voltages UE, and UE, are also the same, so that no alternating voltage appears at the resistor RE. This means that the emitter and thus the collector current do not change either. The gain of in-phase signals is therefore zero. The amplification of signals in antiphase, on the other hand, is given by the ratio of the collector resistance Rc to the emitter resistance RE, (R-w2 « REJ. The emitter resistance RE, common to both transistors, is used in conjunction with the two base resistors Rb, and Rb2 as well as the auxiliary voltage + Ub for the transistor , Tl for setting the operating points of the transistors. Since the gain of the arrangement for in-phase signals no longer depends on the size of the emitter resistor R-wl, this resistance only needs to be so large that the collector direct current (operating point ) remains sufficiently constant.

Dadurch läßt sich die Hilfsspannung Ub und damit die Verlustleistung niedrig halten. Sämtliche Kondensatoren sind so groß gewählt, daß ihr Wechselstromwiderstand im in Frage kommenden Frequenzbereich vernachlässigbar klein ist.As a result, the auxiliary voltage Ub and thus the power loss can be kept low. All capacitors are chosen so large that their alternating current resistance is negligibly small in the frequency range in question.

Claims (1)

Patentanspruch: Differenzverstärker mit zwei Transistoren, deren Emitter über eine aus einem niederohmigen Widerstand und einem Kondensator bestehende Serienschaltung miteinander verbunden sind, d adurch gekennzeichnet, daß die beiden: Transistoren entgegengesetzte Leitfähigkeit besitzen, daß die Serienschaltung aus niederohmigem Widerstand und Kondensator durch einen Widerstand zur Arbeitspunkteinstellung überbrückt ist und dem einen der beiden Transistoren'an der als Steuereingang dienenden Basiselektrode eine Hilfsspannung zugeführt wird.Patent claim: differential amplifier with two transistors whose emitters are connected together via a made of a low-resistance resistor and a capacitor series circuit d, ABy in that the two: possess transistors opposite conductivity that the series circuit of low-impedance resistor and capacitor through a resistor for setting the operating point is bridged and an auxiliary voltage is supplied to one of the two transistors on the base electrode serving as a control input.
DES97687A 1965-06-18 1965-06-18 Differential amplifier with complementary transistors Pending DE1226160B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES97687A DE1226160B (en) 1965-06-18 1965-06-18 Differential amplifier with complementary transistors
GB2715866A GB1139744A (en) 1965-06-18 1966-06-17 Improvements in or relating to differential amplifiers employing transistors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES97687A DE1226160B (en) 1965-06-18 1965-06-18 Differential amplifier with complementary transistors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1226160B true DE1226160B (en) 1966-10-06

Family

ID=7520911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES97687A Pending DE1226160B (en) 1965-06-18 1965-06-18 Differential amplifier with complementary transistors

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE1226160B (en)
GB (1) GB1139744A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2006203A1 (en) * 1969-02-15 1970-09-03 Sharp Kabushiki Kaisha, Osaka (Japan) Differential amplifier
US5652543A (en) * 1994-07-08 1997-07-29 Siemens Aktiengesellschaft Amplifier array for high-frequency signals and multiplexer configuration including the amplifier array
US7737684B2 (en) 1995-05-11 2010-06-15 Mts Systems Corporation Isolated magnetostrictive buffered liquid level sensor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2016286C (en) * 1990-05-08 1998-02-10 Francois Desjardins Cascode mirror video amplifier
US6781459B1 (en) * 2003-04-24 2004-08-24 Omega Reception Technologies, Inc. Circuit for improved differential amplifier and other applications

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2006203A1 (en) * 1969-02-15 1970-09-03 Sharp Kabushiki Kaisha, Osaka (Japan) Differential amplifier
US5652543A (en) * 1994-07-08 1997-07-29 Siemens Aktiengesellschaft Amplifier array for high-frequency signals and multiplexer configuration including the amplifier array
US7737684B2 (en) 1995-05-11 2010-06-15 Mts Systems Corporation Isolated magnetostrictive buffered liquid level sensor
US8044657B2 (en) 1995-05-11 2011-10-25 Mts Systems Corporation Isolated magnetostrictive buffered liquid level sensor

Also Published As

Publication number Publication date
GB1139744A (en) 1969-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2223244C3 (en) Amplifier circuit with power distribution control
DE2917237A1 (en) RESISTANCE REMOTE SWITCHING
EP0692870B1 (en) Capacitance multiplier circuit
DE2420158A1 (en) DIFFERENCE AMPLIFIER
DE1226160B (en) Differential amplifier with complementary transistors
US3368066A (en) Fast multiplier employing fieldeffect transistors
DE2149730C3 (en) Compensation circuit for a monolithically integrated multiplier circuit
DE2903688A1 (en) CAPACITY DIFFERENCE KNIFE
EP0078898B1 (en) Bridge circuit for measuring purposes
DE2528424C2 (en) Differential amplifier
DE2258690C3 (en) Circuit for comparing the values of two impedances
DE3622615C1 (en) Voltage controlled amplifier for earth symmetrical electrical signals
DE2438473A1 (en) TRANSISTOR CIRCUIT
DE1026996B (en) Binary addition circuit with transistors
DE2023842A1 (en) Isolating circuit
EP0133618A1 (en) Monolithic integrated transistor high-frequency quartz oscillator circuit
DE3120689C2 (en)
DE2554770C2 (en) Transistor push-pull amplifier
DE1814887C3 (en) Transistor amplifier
DE3611548A1 (en) Current mirror circuit
DE1905718C3 (en) Circuit arrangement for product and / or quotient formation
DE1613663B2 (en) Circuit arrangement for keeping the voltage constant at a consumer connected via a cable
DE3635878C2 (en)
EP0545394B1 (en) AC/DC transfer-technique for measuring the product of alternating electric values
DE3824015C2 (en)