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Differentialverstärker.
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Die Erfindung betrifft einen Differentialverstärker mit einem ersten
und einem zweiten Transistor, deren Emitter mit einer ersten Gleichstromquelle gekoppelt
sind und an deren Basiselektroen ein Signal zuführbar ist und an deren Kollektoren
ein signal en tnehmbar und ein Betriebspotential zuführbar ist. Dieser Verstärker
soll zur Ausfahrung in integrierter Schaltungstechnik geeignet sein und soll speziell
zum Aufbau von Operationsverstärkern verwendbar sein.
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Emittergekoppelte Transistor-Differentialverstärker sind bekannt.
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Ein solcher Verstärker hat unter anderem die Eigenschaft, gleichtaktsignale
zu unterdrücken. Der- Verstärkungsfaktor eines Differentialverstärkers ist für die
seinen beiden Eingängen zugeführten Signaie größer, wenn die Ausschläge dieser Signale
gegensinnig sind (Gegentaktsignale) als wenn sich diese S-i&,naäLe in derselben
Richtung ändern (Gleichtakts-ignale).
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Die Aufgabe'der Erfindung besteht darin, die GleichtaKtunterdrückung
eines emittergekoppelten Transistor-Differentialverstärkers zu verbessern.
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Bei einem Differentialverstärker der eingangs beschriebenen Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Emitter eines jeden der beiden
Transistoren ueber jeweils einen Transistorverstärker in Emitterschaltung an seine
Basis gekoppelt ist, die von jeweils einer SignalquelLe beaufschlagt ist.
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Durch die erfindungsgemässe Kopplung mit den gekoppelten Emittern
der beiden in Differentialverstärkeranordnung befindlichen Transistoren erhalten
die Eingänge der in Einitterschaltung befindlichen Transistoren Gleichtaktsignale,
da sich Gegentaktsignale an den gekoppelten Emittern der Differentia1verstarkeranordnung
gegenseitig auslöschen. Die Ausgänge der Verstärker in Emitter schaltung können
jeweils mit einem zweier weiterer in Differentialanordnung geschalteter Transistoren
gekoppelt sein. Durch die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung entsteht eine Gegenkopplung
für Gleichtaktsignale, sodaß die Eingangsimpedanz des emittergekoppelten Differentialverstärkers
für Gleichtaktsignale vermindert wird. Da wie erwähnt an der besagten Stelle Keine
Gegentaktsignale auftreten können, ist eine Rückkopplung solcher Signale auch nicht
möglich, sodaß die Eingangsimpedanz des Differentialverstärkers für Gegentaktsignale
nicht wesentlich vermindert wird.
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enn also der Differentialverstärker aus einer Signalquelle mit Innenwiderstand
versorgt wird, dann ergibt sich eine verbesserte Gleichtaktunterdrückung, weil die
Amplitude von Gleichtat-Eingangssignalen des emittergekoppelten DifferentialverstärKers
wegen der nur für solche Gleichtaktsignale wirksamen Gegenkopplung bezüglich der
Amplitude von Gegentakt-Eingangss ignalen vermindert wird.
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Das erfindungsgemässe Prinzip kann zahlreiche Ausgestaltungen erfahren,
von denen einige zur Erlauterung der Erfindung nachstehend anhand von Zeichnungen
beschrieben sind.
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Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen Schaltbilier von erfindungsgemäusen
Differentialverstärkern in den Ausführungsformen fir 3 verschiedene Operationsverstärker.
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In Figur 1 sind säntliche Schaltungsclemente innerhalb des gestrichelten
Rechtecks 10 als integriert2 Schaltung auf. einem einzigen Halbleiterplättchen ausgeführt.
Die integrierte Schaltung bildet einen Differenzverstärker mit zwei Transistoron
11 und 12, einem Stromquellentransistor 13 und einer aktiven Lastschaltung mit den
Transistoren 14, 15, 16 und 17 sowie der Diode 18. Eine äußere Stromquelle (nicht
gezeigt ist zwischen die Klemme 19 und die gemeinsame Klemme 20 schaltbar, so daß
an die zwischen Basis und Emitter des Transistors 13 ge@chaltete Diode 21 eine Spannung
gelegt werden kann.
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Die Diode 21 besteht aus einem Transistors dessen Kollektor und Basis
zusarnr:iengoschaltet sind. Ija der Transistor 13 urxldie Diode 21 bei der Herstellung
glcichzeitig auf dei;i gleichen Halbleiterplättchen gebildet werden, sind ihre elektrischen
Eigenschaften einander genau angepaßt. Wenn bei der Herstellung der Transistor 13
und die Diode 21 gleichflächig ausgebildet werden, sind die Emitterstrominjektionen
in de Basisgebiete bei beiden gleich.
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Der den Transistor 13 und die Diode 21 in der Durchlaßrichtung spannende
Stromfluß ergibt gleiche Basis-Emitterspannungsabfälle und folglich gleiche Emitterströme.
Der Emitterstrom des Transistors 13 ist gleich der Summe seines Basta- und Kollektorstromes,
und der größte Teil des Emitterstromes flioßt zum Kollektor.
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Der Stromfluß zwischen den Klemmen 19 und 20 ist gleich dem Emitterstrom
der Diode 21 plus dem kleinen Basisstrom des Transistors 13. t'gen des hohen Basis/Kollektorstrom-Verhältnisses
des Transistors £3 und der gleichen flächen des Iransistors 13 und der Diode 21
sind der Stromfluß zwischen den Klemmen 19 und 20 und der Kollektorstrom des Transistors
13 im wesentlichen gleich. Der vom Stromquellentransistor 13 gelieferte Strom Iäßt
sich daher ohne weiteres genau durch die Parameter einer äußeren Quelle (nicht gezeigt)
bestimmen, die zwischen die Klemme 19 und die gemeinsame Bezugsklemme 20 geschaltet
sein kann.
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Die Anordnung eines als Diode geschalteten Transistors zwischen Basis
und Emitter eines zweiten Transistors soll nach stehend als "Dioden-Transistor"
bezeichnet werden. Der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter eines Transistors
bei mit einem beträchtlichen Durchlaßvorstrom beaufschlagtem Transistor soll als
Vbe bezeichnet werden.
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Der Kollektorstrom des Transistors 13, speist die Emitter der Transistoren
11 und 12. Der Strom verteilt sich dabei auf die Transistoren 11 und 12» je nach
der Differenz der den Basen der Transistoren, 11 und 12 über die Eingangsklemmen
22 bzw. 23 zugeführten Eingangssignalspannungen. Wenn die den Eingangsklemmen 22
und 23 zugeführten Spannungen gleich sind, verteilt sich der vom Transistor 13 gelieferte
Strom zu gleichen Teilen zwischen den Transistoren 11 und 12. Das heißt, die Transistoren
11 und 12 haben auch gleiche Charakteristiken, da sieiii gleichen integrierten Schaltungsplättchen
gleichzeitig hergestellt worden sind, Die aktive Lastschaltung mit den Transistoren
14, 15, 16 und 17 verbindet die Kollektoren der Transistoren 11 und 12 mit einer
zwischen die Klemmen 24 und 20 geschalteten Betriebsspannungsquelle (nicht gezeigt).
Die Transistoren 14, 15, 16 und 17 sind vom entgegengesetzten Leitungstyp wie die
Transistoren 11 und 12.
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Die Transistoren 14 und 15 sind in Reihe mit den Transistoren 11
bzw. 12 geschaltet. Die in Dif.ferenzschaltung ausgelegten Transistoren 16 und 17
sind mit ihren Emittern gemeinsam an die Basen der Transistoren 14 und 15 sowie
über den als Diode geschalteten Transistor 18 an die Betriebsspannungsspeiseklemme
24 angeschlossen. Die Basen der Transistoren 16 und 17 sind an den Kollektor des
Transistors 11 bzw. den Kollektor des Translstors 12 angecchlossen.
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Der Kollektor des Transistors 16 ist über einen als Diode geschalteten
Transistor 25 mit der Bezugsklemme 20 verbunden. Die Diode 25 ist zwischen die Basis
und den Emitter eines Ausgangstransistors 26 geschaltet, Der Transistor 26 und'der
Transistor
17, der v,om entgegengesetzten Leitungstyp ist, sind
in Reihe geschaltet. An die Kollektoren dieser Transistoren ist eine AusgangsIicmme
27 angeschlossen.
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. Durch die Verschaitung der Transistoren i4, 16, 15 und 17 ergibt
sich ein Mechanismus, demzufolge die Leitwerte der Transistoren 14 und 15 automatisch
so eingestellt werden, daß sie dem vom Transistor l3 gelieferten Strom, der durch
die zwischen die Klemmen 19 und 20 geschalteteäußere Quelle bestimmt ist, angepaßt
sind. Dies kommt dadurch zustande, daß die Basisansteuerung fur die Transistoren
14 und 15 durch die Transistoren 16 und 17 in Abhängigkeit vom Strom in den Transistoren
11 and 12 gesteuert wird. Obwohl der Strom des Transistors 13 innerhalb eines verhältnismäßig
weiten Bereiches beliebig eingestollt werden kann, ändert sich die Spannung an den
Lasttransistoren 14 und 15 nicht nennenswert. Die Kollektor-Emitterspannung des
Transistors 14 beträgt 2Vbe, das heißt die Summe der Spannungen an den Basis-Emitterubergängen
der Transistoren, 14 und 16. Ebenso ist die Kollektor-Emitterspannung des Transistors
15 gleich 2Vbe, und zwar aufgrund der Spannungen an den Basis-Emitterübergängen
der Transistoren 15 und 17. Infolgedessen wird an den Transistoren 14 und 15 keine
nennenswerte Gleichtaktsignalspannung entwickelt.
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Der Kollektorwiderstand der Transistoren 14 und 15 ist fttr Gleichtaktstrom
verhältnismäßig niedrig, indem die Kollektor-Emitterspannung dieser Transistoren
über einen weiten Änderungsbereich des Gleichtaktstroms im wesentlichen konstant
ist. Für Differenzströme weisen die Transistoren 16 und 17 gleichgroße und gegensinnige
Stromänderungen auf, so daß die Basisansteuerung der Transistoren 14 und 15 gleich
und unverändert bleibt. Als Folge davon ist der Kollektorwiderstand der Transistoren
14 und 15 für Differenzströme sehr hoch, und es fiiet im wesentlichen der gesamte
Differenzstrom durch die Basis-Emitterstrecken der Transistoren 16 und 17.
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Die beschriebene Lastschaltung ergibt einen modulierten
Leitwert
entsprechend Gleichtaktstromänderungen sowie einen hohen Lastwiderstand für Differenzstromfluß.
Diese Lastschaltung liefert gegenüber normalen Differenzverstärkerschaltungen eine
erhöhte Gleichtaktsignalunterdrückung.
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-Wie erwähnt sind die Transistoren 16 und 17 mit ihren :;ittern zusammengeschaltet
und arbeiten als zweiter Differenzverstärker, Die Amplitude der Kollektorströme
dieses Differenzverstärkere ist gleich dem Beta-Wert mal demden Basen dieser Transistoren
zugeführten Differenzsignalstrom. Der als Diode geschaltete Transistor 13 liegt
in Reihe mit der Emitter-Kollektorstrecke der Transistoren 16. und 17 sowie zwischen
Basis und Emitter sowohl des Transistors 14 als auch des Transistors 15.
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Die Diode 18 wird durch den Emitter-Kollektor-Gleichtaktstrom der
Transistoren 16 und 17 in Durchlaßrichtung gespannt und bildet zusammen mit den
Transistoren 14 und 15 eine Dioden Transistoreinheit. Wenn die Übergangsfläche der
Diode 18 zweimal so groß ist wie die Übergangsfläche des Transistors 14 und des
Transistors 15, so erzeugt ein Stromfluß in der Diode 18 von 2 Mikroampere in den
Transistoren 14 und 15 einen Stromfluß von je 1 Mikroampere.
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Wenn beispielsweise ein Vorstrom von 2 Mikroampere in der Diode 21
besteht, so fließt in den Iransistoren 11 und 12 sowie in den Transistoren 14 und
15 ein Strom von@ je 1 Mikroampere. Da die Übergangsfläche der Diode 18 doppelt
so groß ist wie die Basis Emitterübergangsfläche der Transistoren 14 und 15 und
in Reihe mit den Transistpren 16 und 17 liegt, fließt in der Diode, 18 ein Stroh
von 2 Mikroampere, der gleich ist der Summe der Ströme der Transistoren 16 und 17
von Je 1 Mikroampere.
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Der als Diode geschaltete Transistor 25 und der Transistor 26 bildon
eine Dioden-Transistoreinheit mit Stromverstärkungsgrad 1. Durch glechgroße Kollektorruheströme
der Transistoren 16 und 17 wird im Transistor 26 ein Kollektorstrom erzeugt, der
gleich ist dem Kollektorstrom des Transistors 16. Der Kollektorausgangswiderstand
der Transistoren 17 und 26 kann je nach der Herstellungsweise
sehr
hoch sein. An die gemeinsam an die Kollektoren, der Transistoron 17 und 26 angeschlossene
Ausgangaklemme 27 wird dann eine Transistorlastschaltung angeschaltet.
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Wie erwähnt können weite Bereiche unterschiedlichen Betriebs stroms
für die Transistoren 11, 12, 13, 14» 15, 16, 17, 18, 25 und 26 eingestellt werden.
Beispielswuise wurde die integrierte Schaltung nach Figur £ mit einem Emitter-Kollektorstrombereich
von 20 Nanoampere bis 400 Mikroampere betrieben.
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Da der Kollektorausgangswiderstand der Transistoren -17 und 26 hoch
ist, wird die Spannungsverstärkung des Funktionsvcrstär-.
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kers durch den verwendeten äußeren Lastwiderstand bestimmt, was durch
Berechnungen unter Zuhilfenahme der Transkonduktanz (Übertragungsleitwert) des Verstärkers
geschehen kann Die Transkonduktanz kann als Änderung des Ausgangsstromes bei Änderung
der Differenzspannung an den Eingangsklemmon 22 und 23 definiert.
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werden.
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Die Transkonduktanz (gm) des Teils des Differenzverstärkers nit lediglich
den Transistoren 11 und 12 beträgt: 39 x Ie Siemens 2 worin Ie der Emitterstrom
für einen der Transistoren 11 und 12 in ampere ist und die Transkonduktanz als Änderung
des einen Kollektorausgangsstromes bei Änderung der Spannung zwischen den ICLerrnnen
22 und 23 definiert ist.
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Da der Kollektordifferenzstrom durch die Basis-Emitterstrecken der
Transistoren 16 und 17 fließt, steuern die Transistoren 16 und 17 einen Beta-Multiplikator
zur Stromverstärkung des Differenzverstärkers bei. Der Ausgangsstrom des Transistors
16 fließt durch die Diode 25 und erzeugt einen gleichgroßen, gegenphasigen Ausgangsstrom
des Transistors 26. Der Ausgangsstrom des Transistors 17 addiert sich dann zum Ausgangsstrom
des Transistors Z6 zur Aussteuerung eines über die Clerme 27 angekoppelten Lastelements.
Die Gesamttranskonduktanz beträgt dann;
gm = 39 ß Ie Siemens worin
ß der Beta-Wert der Transistoren 16 und 17 und Ie der Emitterstrom eines der Transistoren
11 und 12 bedeuten.
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Bei eincm Strom des Transistors 11 -von 1 Mikroampere und bei einem
Beta-Wert des Transistors 16 von 50 beträgt beispielsweise die verfügbare Verstärkertranskonduktanz;
gm = 39 x 50 x 1 x 10-6 Siemens = 1950 Mikrosiemens.
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Die Spannungsverstärkung ist dann einfach gleich der Ausgangsspannung,
dividiert durch die Eingangsspannung, oder: Vo = gm RL Vi worin der an die Klemme
27 angeschlossene Ausgangslastwiderstand ist.
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Die maximale Gleichtakteingangsgröße, welche don Betrieb der Eingangsstufe
des Differenzverstärkers aus dem Gleichgewicht bringt, wird durch die Dauerspannungseigenschaften
der Stromquelle mit dorn Transistor 13 und den erforderlichen Spannungsabfall an
den Lasttransistoren 14 und 15, die sich beide von der verfügbaren Spannung der
Versorgungsquelle subtrahieren, bestimmt. In der Schaltung nach Figur 1 können Gleichtakteingangsspannungen
an den Klemmen 22 und 23 bis zu einer negativen Grenze, die gleich ist der negativen
Quellenspannung an der Klemme 20 plus 0,8 Volt, und bis zu einer- positiven Signalgrenze,
die gleich ist der positiven Quellenspannung an der Klemme 24 minus 1, 4 Volt, ausschwingen,
ohne daß der Betrieb des Differenzverstärkers gestört wirde . Die maximale Gleichtakteingangsgröße
wird hauptsächlich bestimmt durch die Betriebsspannung verringert um sehr kleinc
Werte, da sowohl der Quellentransistor 13 als auch die Lasttransistoren 14 und 15
nur sehr kleine Spannungsabfäll@ benötigen, um wirksam zu arbeiten.
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Figur 2 zeigt einen Differenzverstärker mit in Kaskode geschalteien
Transistorpaaren 28, 29 und 30, 31, die eine verbesser to Cleichtaktunterdrückung
sowie einen verbesserten rauscharmen Betrieb ergèben. Die Transistoren 28 und 30
sind Eingangsverstärkertransistoren spezieller Konstruktion, die an die Eingangs
Klemmen 22' und 23' angekoppelt sind. die Transistoren 28 und 30 sind Hochbeta-Transistoren
(Superbeta-Transistoren) mit Beta-Werten in der Gröpenordnung yon 1000 sowie sehr
niedrigen Kollektor-Emitterdurchbruchsspannungen in der Größenordnung von 1 Volt.
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Bei herkömmlichen höhervoltigen Transistoren ist der Beta-Wert dos
Transistors im wesentlichen konstant als Funktion der Kollektorspannung im Niedorspannungsarbeitsbereich.
Dagegen bei höheren Spannungen im Bereich von Vceo angenäherten Werten ist der Kollektorstrom
sowohl vom Basisstrom als auch von der Kollcktorspannung abbängig. Veco ist definiert
als die Kollektor-Emitter-Durchbruchsspannung bei offenem Basiskreis mit nicht angeschlossener
Basis.
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Transistoren sind im allgemeinen durch einen Kollektor-Basis-Leckstrom
gekennzeichnet, der bei Werten von woniger als 50 Millivolt der Kolloktor-Basisspannung
proportional ist. Diose Eigenschaft ergibt ein schlechtes Rauschverhalten bei kloinen
Bingangssignalen sowie eine unerwünschte Temperaturabhängigkeit.
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Das schlechte Rauschverhalten und die Temperaturabhängigkeit werden
im vorliegenden Falle durch eine spezielle Vorspannschaltung hoben, cEe nicht nur
eine relativ feste niedrige Kollektorspannung für den Betrieb der Transistoren 28
und 30, sondern auch eine Kollektor-Basisspannung in den Transistoren 28 und 30
von im wesentlichen null herstellt, so daß auch der Kollektor-Basis-Leckstrom auf
null herabgedrückt wird, Das Kauschverhalten wird damit stark verbessert, so daß
der Hochbeta-Transistor in der Eingangsstufo eines Funktionsverstärkers vorwendet
werden kann.
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Die Transisteren 28, 29 und 30, 31 sind in Kaskode geschaltet, wobei
28 und 30 in Emitterschaltung arbeiten und ihrou Emittorstrom vom Quellentransistor
13', der dem Quellentransistor in
Figur 1 gleichartig sein kann,
beziehen. Die Transistoren 29 und 31 arbeiton in Basisschaltung, wobei die Basen
der Transistoren 28 und 30 über eine Vorspannschaltung mit den als Diodcn geschalteten
Transistoren 32 und 33 mit den Emittern der Transistoren 28 und 30 verbunden sind.
Der Kollektorausgang der Transistoren 29 und 31 i6t an eine Lastschaltung mit den
Transistoren 14', 15' 16', 17' und 18', die der Lastschaltung in Figur 1 gleichartig
ist, angekuppelt.
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Die Dioden 32 und 33 sind in der Durchlaßrichtung gospannt und erzeugen
eine Vorspannung 2V zwischen den zusammengeschalteten Basen der Transistoren 29
und 31 und den Emittern der Trnnsintoren 28 und 30. Der Spannungsabfall nm Basis-Emitterübergang
der Transistoren 29 und 31 beträgt Vbe so daß zwischen Kollektot und Emitter der
Transistoren 28 und 30 eine Spannung von Vbe herrscht. Die Transistoren 28 und 30
sind in den leitenden Zustand gespannt, so daß zwischen ihren Basen und Emittern
eine Durchlaßvorspannung von Vbe herrscht. Es erscheint dann eine der nachlässigbar
kleine Spannung zwischen Kollektor und Basis der Transistoren 28 und 30, so daß
sich ein sehr geringer Leckstrorn ergibt, wie oben erläutert.
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Um die Spannung zwischen Kollektor und Basis der Transistors ren
28 und 30,minimal klein zu machen, sieht man gleichgroße und identisch hergestellte
Basis-Emitterübergangsflächen bei den Transistoren 29, 31 und 33 vor, ünd fur den
Transistor 32 verwendet man ein Bauelement mit hohem Beta-Wert und niedriger Durchbruchsspannung
von gleicher Fläche und identischer Herstellungsweise wie die Hochbeta-Transistoren
28 und 30. Die mittleren Ströme, die durch die beiden Zweige 28, 29 und 3Q, 31 fließen,
macht man jeweils gleich dem Strom der Dioden 33, 32.
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Die Spannungsabfälle Vbe an den Kollektor-Emitterübergängen der Transistoren
28, 30 sind gleich dem Spannungsabfall Vbe am Hochbeta-Transistor 32. Da die Basis-Emitterspannung
der Transistoren 28 und 30 ebenfalls ,1eich uer Spannung Vbe an der Diod@ 32 ist,
beträgt der Spannungsabfall zwischen Kollektor und Basis der Tran-sistoren 28 und
33 null.
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Die Vorspannschaltung mit den Dioden 32 und 33 wird durch Strom von
einem zusätzlichen Transistor 34 gespeist, der durch den Spannungsabfall an der
Diode 18' in der @urchlaßrichtung gespannt ist. Das Übergangsflächenverhältnis der
Diode 18' zum Basis-Emitterübergang des Transistors 34 bestimmt den durch die Diodon
32 und 33 fließenden Strom, der auch in den Quellentransistor 13' fließen muß. Man
macht daher den Basis-Emitterübergang des Qu@llentransistors 13' in seiner Fläche
um 50 % größer als bei dem Transistor 13 in Figur 1, da der-Transistor 13' am 5C
% mehr Strom liefern muß. Bei einem Stromfluß im Transistor 13' von 3 Mikroampere
fließt in den Transistoren 28 und 30 sowie in der Diode 32 ein Strom von Je 1 Mikroampere.
Der Stromfluß in den Transistoron 14' und 15' sowie in den Transistoren 16' und
17' beträgt jeweils 1 Mikroamper. Bei einem Stromfluß von Je 1 Mikroamperc in den
Transistoren 16' und 17' leitet die Diode 18' einen Strom von 2 Mikroampere.
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Die Basis-Emitterübergangsfläche des Transistors 34 beträgt die Hälfte
der Übergangs- oder Sperrschichtfläche der @iode 18, so daß er einen Strom von 1
Mikroampere leitet, der dann durch die Vorspanndioden 32 und 33 fließt. Die Größe
aller dieser Strö mc wird von der einzigen Eingangsklemme 19' aus gesteuert, wo
der Vorstrom für die Diode 21' angeliefert wird, der den vom Transistor 13! gelieferten
Strom steuert.
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Wenn den I;lemmen 24 und 20' eine Quellenspannung und der Diode 21'
eine lletriebsspannung zugeführt wird, leitet der Transistor 13 Strom in die Transistoren
28 und 30. Beim Anschalten einer Quelle an die Klemmen 24' und 20' wird jedoch kein
anfänglicher Vorstrom den Vorspanndioden 32 und 33 gelicfert, so daß die Transistoren
29 und 31 und folglich die Transistoren 14, 15 und 18 keinen Strom leiten.
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onn die Diode 18' und folglich der Transistor 34 nicht leiten, beträgt
de Kollektor-Emitterspannung der Transistoren 28 und 30 null. Bei fehlender Kollektor-Emitterspannung
fließt daher der gesamte Strom vom Transistor 13' in der Basis-Emitterstrecke der
Transistoren 28 und 30 und in die an die Klemmen 22'
und 23' angekoppelten
Signalquelen.
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Um eine anfängliche Leitung in der siode 18' herzustellen, ist zusätzlich
ein @@ @inflächiger Transistor 41 vorgeseh@@, der mit seinem Basis-Emittereingang
über die Diode 21' gekop@@lt und mit seinem Kollektor an die Diode 18' angeschlossen
ist. Der Transistor 41 braucht nur einen sehr kleinen Anfangsstrom an die Diode
18' zu liefern, um den Einschaltzyklus einzuleiten, vobei dieser Stromanteil nur
so klein zu sein braucht, daß die Flächen verhältnisse der Diode 18' und der Transistoren
14, 15, 16, 17 dadurch nicht gestört werden.
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Da der Spannungsabfall an den Transistoren 28 und 30 niedrig ist,
können Spitze -Spitze-Cleichtakteingangsspannungen en don Klemmen 22' und 23' @ahezu
@o greß sein wie die verwende@s Vorsorgungsspannung, ohne daß der @etriob des Verstärkers
beointräch tigt wird, wie bereits erläutort.
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Bei cinem Eingangstransistor mit hohem Beta-Wert sind die Eingangswidorstände
entsprochend höher, so daß ein höherer Lmitterstrom in einem gegebenen Anwendungsfall
erzengt und folglich eine entsprechend höhere Transkonduktanz erhalten werden kann.
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Beta-Werte im Bereich von 1000 wurden bei zufri@@enstellend niedrigem
Kauschen erhalten. Dieses praktische Vechalten hängt von zwei Paktoren ab: crstens
daß die Kollektor@pannung auf einen engen Bercich konstant gchalten wird und zweitens,
daß für Kull-Lockströme die Kollektor-Basisspannung null beträgt.
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Es wird eine bessere Gleichtaktanterdrückung erhalten, da bei Verwendung
von integrierten Schaltungen die beiden Mälft@n des Difforenzverstä@kers ohne Schwierigkeit
symmetrisch ausgebildet werden können. Die für die Herst@llung der pnp-Transistoren
in integrierter Schaltungsform verwendeton Transistoren sind als Soiten- oder Lateralkonstruktion
entlang der Oberfläche des Halbleiterplättchens ausgebildet, pnp-Lateraltransistoren
zeichnen sich durch einen niedrigen @et@-Wert sowie durch von der Emitter-Kollektorspannung
abhängig@ Emitter-Kollektorströme aus. Der Verstärkungsgrad des Transistors 17'
kann daher eine
Funktion der Ausgangsspannungssignalamplitude soin,
wodurch die Symeetrie der gleichen Verstärkung der Transistoren 16' und 17' gostört
werden kann. Bei relativ niedrigen Ausgangsspannungsamplituden, die durch Verwendung
einer relativ niedrigen Ausgangswiderstandslast an der Klemme 27 erreicht werden
kann, bleibt jedoch die Symmetrie der beiden Differenzverstärkerhälften orhaten.
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Figur 3 zeigt ein zusätzliches Paar vonin Kaskode geschalteten Transistoren
16" und 17" mit Transistoren 35und 36, um eine konstante Kollektor-Emitterspannung
in den Transistoren 1.6" und 17" herzustellen, so daß die beiden Hälften des Differenzverstärkers
gleiche Verstärkung aufweisen. Durch eine Vorspannschaltung mit don Dioden 37, 38
und 39 wird die Basis der Transistoren 35 und 36 vorgespannt, wenn in diesen Dioden
ein von einem zweiten Stromquellentransistor 40 entnommener Strom fließt.
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Die Größe es Vorstromes in den Dioden 37, 38 und 39 ist im Hinblick
auf die Erzeugung der Basisspannung für die Transistoren 35 und 36 iiiclit kritisch.
Indem man jedoch den Transisto,r 40 wie den Transistor 13" mittels der Diode 21"
vorapannt, kann man orreichen, daß der Strom der Dioden 37, 38 und 39 die Strom
sämtlicher anderen Transistoren gleich hält.
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Wie bei der Anordnung nach Figur 2 Ilefert eine Startschaltung mit
dem Transistor 41' den Anfangsstrom, Ein niedriger Vorstrom kann für leistungsarmen
@otri@b eingostellt werden, wenn alle anderen Transistoren in dieser cis betrieben
werden, und umgekehrt ein hoher Vorstrom für Hochstrombetrieb.
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Die Transistoren 35 und 36 sind wie in Figur 1 mittels einer Dioden-Transistoreinheit
25", 26" an die Ausgangsklemme 27" angekoppelt, um eine Last im Gegentakt in bezug
auf Bezugsnullpotential auszusteuern. Der Verstärker ist dadurch gekennzeichnet,
daß er einen Transkonduktanzverstärkungsfaktor aufweist, de die Spannungsverstärkung
durch die vorwendete äußere Last bestimmt wird.
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Ein derartiger @etrieb ergibt einen zusätzllchen Trelheitsgrad für
den Benutzer, durch den der @oreich der mögllchen Anwendbarkeit für unterschiedliche
Zwecke stark orweitert wird.