DE1295028B - Transistor-Hochfrequenzverstaerker mit einer Strom- und Spannungsgegenkopplung - Google Patents
Transistor-Hochfrequenzverstaerker mit einer Strom- und SpannungsgegenkopplungInfo
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- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/34—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
- H03F1/347—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback using transformers
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Description
1 2
Es ist bekannt, in Transistorverstärkern ebenso Erfindung. Gleiche Teile sind in den Figuren mit
wie schon früher in Röhrenverstärkem gleichzeitig gleichen Bezugsziffern versehen,
eine Strom- und Spannungsgegenkopplung anzu- In Fig. 1 wird ein zu verstärkendes Hochwenden.
Beide Gegenkopplungen bewirken eine frequenzsignal eines breiten Frequenzbereiches von
Verminderung der Verzerrungen. Die Stromgegen- 5 z. B. 2 bis 30 MHz zu einer Klemme 1 einer Stromkopplung
erhöht jedoch den Innenwiderstand, und treiberstufe zugeführt, die innerhalb des gestrichelt
eine Spannungsgegenkopplung vermindert ihn. Des- gezeichneten Blockes T enthalten ist. Der Ausgang
halb ist es durch Anwendung einer kombinierten dieser Stufe ist mit der Basis eines Transistors 2 verStrom-Spannungs-Gegenkopplung
möglich, die Ver- bunden, in dessen Kollektorkreis die Primärwicklung Zerrungsverminderung und die Größe des Innen- io eines Stromtransformators 3 liegt. Die Klemmen 4
Widerstandes (und damit den Frequenzgang und die sind die Belastungsklemmen des Verstärkers, wäh-Anpassung)
unabhängig voneinander zu wählen. rend eine durch einen Widerstand 5 bekannten
Bei Transistorverstärkern ist es ebenso wie schon Wertes dargestellte Belastung gestrichelt dargestellt
früher in Röhrenverstärkem bekannt (deutsche Aus- ist. Zwischen der »heißen« Belastungsklemme und
legeschrift 1152 442 und 1160 013), die Spannungs- 15 der Basis des Transistors 2 liegt ein Anpassungsgegenkopplung mittels eines an der Ausgangs- widerstand 6, der nach bekannten Gesichtspunkten so
wechselspannung liegenden Spannungsteilers (z. B. bemessen ist, daß der Verstärker einen wirksamen
unter Verwendung eines Widerstandes zwischen Innenwiderstand erhält, der eine Widerstands-Kollektor
und Basis) und die Stromgegenkopplung anpassung an die Belastung 5 bewirkt. Die andere
mittels eines in der Emitterleitung liegenden ohm- 20 Wicklung des Transformators 3 liegt zwischen der
sehen Widerstandes durchzuführen. Basis und dem Emitter des Transistors 2, wobei der
Es hat sich aber gezeigt, daß ein Verstärker mit Kondensator 7 lediglich zur Femhaltung der Gleicheiner
so aufgebauten kombinierten Gegenkopplung spannung dient. Ein praktischer Wert für das Übernoch
nicht zufriedenstellend arbeitet, weil der Setzungsverhältnis des Transformators 3 ist 1:2, wo-Innenwiderstand
stark von den Betriebsbedingun- 25 bei der Wert nicht kritisch ist. gen, z. B. von der Temperatur und vom jeweiligen Bei dieser Anordnung bewirkt die Kombination
Transistorexemplar, abhängig ist. Dies ist auf die der Stromgegenkopplung mittels des Transformanicht
konstante Stromverstärkung zurückzuführen. tors 3 mit der Spannungsgegenkopplung mittels des
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anpassungswiderstandes 6 eine Stabilisierung der
Transistorverstärker, insbesondere einen Hoch- 30 Stromverstärkung, eine gute Linearisierung und einen
frequenz-Breitbandverstärker für z. B. einen Fre- vorhersehbaren Innenwiderstand, der über einen
quenzbereich von 2 bis 30 MHz, mit kombinierter weiten Verstärkungsbereich des Transistors 2 eine
Strom-Spannungs-Gegenkopplung zu schaffen, der Anpassung der Belastung bewirkt. Diese Anordnung
einen konstanten Innenwiderstand hat. hat noch den Nachteil, daß in dem Anpassungs-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem be- 35 widerstand 6 ein unerwünschter Leistungsverlust
schriebenen Transistorverstärker mit kombinierter entsteht. Je größer das Übersetzungsverhältnis des
Strom-Spannungs-Gegenkopplung dadurch gelöst, Transformators 3 ist, um so größer muß der Wert des
daß der Stromgegenkopplungsweg durch einen Strom- Anpassungswiderstandes 6 gewählt werden, um eine
transformator gebildet wird, dessen Primärwicklung gegebene Belastung 5 anzupassen, und um so gein
Reihe mit der Belastung des Transistors und 40 ringer wird der Verlust in diesem Anpassungsdessen
Sekundärwicklung zwischen der Basis und widerstand 2. Durch Verwendung eines großen
dem Emitter des Transistors liegt. Übersetzungsverhältnisses für den Transformator 3,
Die Erklärung für die Konstanthaltung der Strom- z. B. ein Übersetzungsverhältnis von 5:1, kann der
verstärkung und damit des Innenwiderstandes zwi- Verlust in dem Anpassungswiderstand 6 verringert
sehen den Ausgangsklemmen liegt darin, daß die 45 werden. Es wird jedoch immer ein gewisser VerStromverstärkung
der gesamten Verstärkerstufe ein- lust übrigbleiben, der besonders dann hoch ist, wenn
schließlich Gegenkopplung nicht mehr gleich die geforderte Gegenkopplung groß ist, d.h., das
Kollektorwechselstrom durch Basiswechselstrom ist, Übersetzungsverhältnis klein ist.
sondern gleich Kollektorwechselstrom durch Ein- F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die
gangswechselstrom. Der Eingangswechselstrom ver- 50 Verluste in dem Anpassungswiderstand stark herabzweigt
sich in den Gegenkopplungsstrom und den gesetzt werden. Die F i g. 2 unterscheidet sich von der
sehr viel kleineren Basiswechselstrom, so daß Fig. 1 durch die Anwendung eines zusätzlichen
Schwankungen des Basiswechselstroms praktisch Transformators 8, der als Spannungstransformator
keinen Einfluß mehr auf die Stromverstärkung der ausgebildet ist. Der Stromtransformator 3 ist in der
gesamten Stufe haben. Die Stromverstärkung der ge- 55 gleichen Weise wie in F i g. 1 geschaltet. Der Ansamten
Verstärkerstufe ist also praktisch konstant, passungswiderstand 6 liegt jedoch zwischen der
auch wenn die Stromverstärkung des Transistors »heißen« Klemme der Belastung 5 und über die
selbst schwankt. Primärwicklung des Transformators 8 an dem
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Emitter des Transistors 2, während die Sekundär-Zeichnung,
in die keine Betriebsspannungsquelle ein- 60 wicklung des Transformators 8 zwischen der Basis
gezeichnet ist, an einigen Ausführungsbeispielen und dem Emitter des Transistors 2 liegt. Durch die
näher erläutert. In der Zeichnung ist die Polarität Anwendung des zusätzlichen Transformators 8,
der Transformatorwicklungen in üblicher Weise dessen Übersetzungsverhältnis wiederum nicht
durch Punkte angedeutet, während die Gleich- kritisch ist und in der Praxis beispielsweise zwischen
Spannungsquellen nicht dargestellt sind. In allen 65 2 :1 und 7 :1 liegt, werden die Verluste in dem AnFiguren
stellt die Transistorschaltung innerhalb des passungswiderstand 6 stark verringert. Der Kongestrichelt
gezeichneten Blockes T eine bekannte densator9 dient wie der Kondensator? zur Fern-Strom-Steuerstufe
dar und ist kein Bestandteil der haltung der Gleichspannung.
Jeder Transistor bewirkt eine gewisse Phasendrehung. Wenn diese für einen bestimmten Anwendungszweck
des Verstärkers zu hoch ist, so kann sie durch Parallelschaltung einer Kapazität zum Anpassungswiderstand
6 kompensiert werden. Dieses ist in F i g. 2 dargestellt, in der ein Kondensator 10 von
einigen Picofarad parallel zum Anpassungswiderstand 6 liegt.
F i g. 3 zeigt eine Abwandlung der F i g. 2. Der Unterschied gegenüber der F i g. 2 besteht darin, daß
die beiden getrennten Transformatoren 3 und 8 von Fig. 2 durch einen Transformator 38 mit drei
Wicklungen ersetzt sind. Der Transformator 38 enthält zwei Primärwicklungen und eine Sekundärwicklung,
die zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 2 liegt. Die eine Primärwicklung
liegt im Kollektorkreis des Transistors 2 und bewirkt die Stromgegenkopplung. Die andere Primärwicklung
liegt in Reihe mit dem Anpassungswiderstand 6 und bewirkt die Spannungsgegenkopplung.
Claims (2)
1. Transistor-Hochfrequenzverstärker mit einer Strom- und Spannungsgegenkopplung, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stromgegenkopplungsweg durch einen Stromtransformator (3) gebildet
wird, dessen Primärwicklung in Reihe mit der Belastung (5) des Transistors (2) und dessen
Sekundärwicklung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors (2) liegt.
2. Transistorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromtransformator
(38) eine dritte Wicklung hat, die als Primärwicklung für die Spannungsgegenkopplung dient
und in Reihe mit einer Anpassungsimpedanz (6) parallel zur Belastung liegt (F i g. 3).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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