DE2249612A1 - Transistorschaltung - Google Patents
TransistorschaltungInfo
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- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
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- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
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- H03F3/45479—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
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Description
IT 2278 Ρ/ρ
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transistorschaltung mit einem Differentialverstärker aus^ einem Transistorpaar vom gleichen Typ
bezüglich der Dotierungen, wobei jeder Transistor eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, und mit Mitteln zur differentiellen
Vorspannung der Basisteile.
Differentialverstärker werden allgemein verwendet für Transistorschaltungen
in Radioempfängern.und Fernsehempfängern usw. Jede Basis der Transistoren einschließlich des Differentialverstärkers ist vorgespannt
mit derselben Gleichstromspannung, um als A-Verstärker betrieben zu werden, so daß angepaßte Ströme durch das Transistorpaar
fließen. Werden die Differentialverstärker als Treiberstufen in einem
B-Verstärker verwendet, dann ist der dynamische Bereich der Treiber- stufen begrenzt, weil eine Halbperiode des Ausgangssignales von den.
Treiberstufen nicht zum Treiben einer Ausgangsstufe des B-Verstärkers beiträgt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Differentialverstärker
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen.
— 2 —
30981 7/1035
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Differentialverstärker
der eingangs beschriebenen Art gelöst, der sich dadurch kennzeichnet,
daß einer der genannten Transistoren im wesentlichen auf dessen Sperrwert
vorgespannt ist und der andere der Transistoren im wesentlichen auf dessen Sättigungswert vorgespannt ist.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Schaltschema eines Niederfrequenzverstärkers zur Illustration eines bevorzugten Ausführungsbeispieles}
Fig. 2A in einem Diagramm die Spannung des Niederfrequenzeingangssignales
als Funktion der Zeit;
Fig. 2 B in einem Diagramm die Spannungsausgangssignale als Funktion der Zeit}
Fig. 2C in einem Diagramm die Spannungaausgangssignale als
Funktion der Zeit;
Fig. 2D die beiden Ausgangssignale kombiniert}
Fig. 3 in einem Diagramm den Strom Iq abgetragen gegen die
Spannung Vg^ von einem der Transistoren}
Fig. 4 ein Schaltschema einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
und
Fig. 5 eine Abwandlung eines in Fig. 4 gezeigten Teiles
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Niederfrequenzverstärkers. Zur
Vereinfachung sind verschiedene Teile des Verstärkers zu Teilen A, B, G, C' und D zusammengefaßt, die jeweils durch gestrichelt umrandete
Felder dargestellt sind; Teil A ist ein herkömmlicher Eingangsdifferentialverstärker,
Teil B die die Vorspannung liefernde Schaltung, die Teile G und C' sind die beiden Treiberstufen, und Teil D ist der Gegentaktausgangsverstärker.
309817/1035 - 3 -
Fig. 1 zeigt, daß die Eingangsschaltung A einen herkömmlichen Differen-
verstärker "
tial-aeie darstellt, in dem ein Mederfrequenzsignal-Eingangskontaktpunkt
1 verbunden ist mit einer Basis eines npn-Transistors Der Verbindungspunkt zwischen den Emittern ist geerdet über'eine
Konstanzstromquelle 4· Jeder Kollektor der Transistoren 2 und 3 ist verbunden mit einem positiven Spannungspunkt 7 über Widerstände 'j
bzw. 6. Die V/iderstände 8 und 9 sind in Reihe geschaltet zwischen den Kollektoren. Widerstände 10 und 11 sind in Reihe geschaltet zwischen
dem Kontaktpunkt 7 und Erde, und der Verbindungspunkt zwischen den
Widerständen 10 und 11 ist verbunden mit der Basis, des Transistors 3»
um dort eine vorbestimmte Vorspannung zu erzeugen. Bei Zuführen eines Niederfrequenzsignales gemäß Fig. 2A zu dem Eingangspunkt 1 haben
die Ausgangssignale der Schaltung A eine Spannung mit Wellenformen, die in den lpig. 2B für den Punkt a und 2C für den Punkt b gezeigt
sind. Die Ausgangssignale sind bezüglich ihrer Phase entgegengesetzt, so daß eine Gleichspannung in Punkt c erhalten wird, wie es in
if'if?. 2D gezeigt ist.
Die die Vorspannung erzeugende Schaltung weist ein Paar von pnp-Transistoren
12 und 13 auf, deren Emitter miteinander verbunden
sind, wobei der Verbindungspunkt der beiden Emitter über einen Widerstand 14 niit cLem Kontaktpunkt 7 verbunden ist* Der Kollektor
des Transistors 13 ist geerdet, während der Kollektor des Transistors 12 über eine Diode 15 und einen Widerstand Ί6 geerdet ist. Der
Kollektor des Transistors 12 ist mit der Basis eines npn-Transistors verbunden. Der Emitter des Transistors 17 ist geerdet über einen
Widerstand 18, der Kollektor des Transistors 17 ist verbunden mit der Basis dos Transistors 13 und ebenso verbunden mit dem Kontaktpunkt
7 über einen Widerstand 19· Die Basis des Transistors 12 ist verbunden mit dem Punkt c in der Eingangsschaltung A, so daß eine
konstante Vorspannung Vg« immer an der Basis liegt.
Wenn die Vorspannung· V-g.« der Basis des Transistors 12 zugeführt wird,
fließt ein Kollektorstrom I-j durch den Transistor 12, die Diode Vj
3 0 9 8 17/1035 "4 "
22A9612
-A-
<;cn Widerstand 16 zur Erzeugung' V. zwischen der Reihenschaltung
<;cn Widerstand 16 zur Erzeugung' V. zwischen der Reihenschaltung
den1 liiodt» 1 [■) und υofj Widerstandes Id, Die Spannung V wird der Basin
di'i; Transyi s;ton; 17 zu; ve führt, nc daß ο in koll.oktorp.trom I,, der
Um,··!) ti non ',.■(;rt ·\υ;: Widerstandes 1(3 und die Spannung V- bestimmt
jrl,, durch cion Transistor 17 i'iief.U. Daher wird eine konstante Vorspannung
V..,., an dor Haul;.= den i'ransi ntoris 15 erhalten.
■ind die i-erte der Widerstünde 16, 1(3 und 19 passend gewählt ι dann
irrt die Di i'i'c.remipannung V,.,. = VTJ. - V130 frei bestimmbar.
Uu ü\ nc.
Die Diode 1 ^ viird verwendet zur Reduzierung einer Spannung
damit die Vorspannung V110 nicht anwächst, wenn der Basisstr
Transistors 17 als Folge eines Temperatureffektes anwächst.
Die Transistoren 12 und 15 bilden einen Differentialverstärker, und
der Strom I„ durch den Transistor 15 ist komplementär zu dem Strom
I7, und daher ändert sich die Vorspannung V00 auch dann nicht, wenn
y al
der Strom I, in i'olge einer Temperatureinwirkung anwächst.
Die Treiberstufe C (oder C') weist ein Paar pnp-Transistören 20 und
(oder 20' und 21') auf, deren Emitter miteinander und über einen Widerstand 22 (oder 22') mit dem Kontaktpunkt 7 verbunden sind.
Der Kollektor des Transistors 21 (21') ist geerdet, während die Basis de« Transistors 21 (21') mit der Basis des Transistors 15
verbunden ist zum Anlegen der Vorspannung V130. Die Basis des 'l'ransistors
20 (20') ist verbunden mit dem Punkt a (oder dem Punkt b). Die Transistoren 20 und 21 (20' oder 21') bilden einen Differentialvorstärker.
Die U pm mim <.·μ an den Punkten a und b rind gleich der Spannung V1...
131
am runi·· t
<··, vriin Kein Eingangssignal am \ingang der Schaltung A
auftritt. Dalif i· wird eine Vorspannung V jeder der Basen der Transistoren
.'κ ■■"( ' o' zugeführt, die im wesentlichen gleich dem Sperrwert
int, wahrend eine Vorspannung VR„ im wesentlichen gleich der
3ü9817/103b
bättigungsspannuttg gewählt ist.
Ein Ausgangskontaktpunkt der Treiberschaltung G (C), der Kollektor
des Transistors 20 (20'), ist verbunden mit der Basis eines npn-Transistors
23 (23*) und bildet einen otromverstärker. iUin Kollektor
des Transistors 23 (23*) ist verbunden mit dem Kontaktpunkt 7· JJis
Emitter der Transistoren 23 und 23' sind entsprechend verbunden mit
den Basen der Transistoren 24 und 24' und bilden dadurch einen
Gegentaktausgangsverstärker.
Die Emitter der Transistoren 24 und 24' sind verbunden mit einer
Primärwicklung 26 a eines Transformators 26. Ein heßpunkt der Primärwicklung ist verbunden mit einem positiven Kontaktpunkt
einer Gleichstromquelle 25, und der negative Kontaktpunkt der
Gleichstromquelle 25 ist geerdet, wie es auch die Emitter der
Transistoren 24 und 24'sind. Eine Sekundärwicklung 26 b des Transformators 26 ist gekoppelt mit der Schwingspule eines Lautsprechers
27.
Wenn ein Eingangssignal am Eingangskontaktpunkt 1 auftritt, dann werden entgegengesetzte Phasensignale den Basen der entsprechenden
Transistoren 20 und 20* von den Punkten a bzw. b zugeführt. 1st das Eingangssignal ein Wechselsignal, dann wird die positive
Hälfte des Signals verstärkt durch die Treiberstufe c und die negative Hälfte des Signals durch die Treiberstufe C. Die Ausgangssignale
von den Treiberstufen C und C werden dann verstärkt durch den iGegentaktausgangsverstärker D zur Erzeugung eines Tones.
In diesem J'all werden die Treiberstufen C und C verwendet als ein
B-Verstärker, so daß der dynamische Bereich im wesentlichen dem zweifachen der Breite eines Α-Verstärkers entspricht.
Wenn kein Signal am Eingangskontaktpunkt 1 auftritt^ dann fließt
kein Kollektorstrom durch den Transistor 20 (20p) oder durch den
309817/1035
-G-
Ausgangstran.jiutor L>4 (24')· ueshalb int der Spannungsverlust am
Ausgang der Transistoren 24 und 24' nahezu 0, wenn kein Signal am
fciingangskontaktpunkt 1 auftritt.
Fig. 5 zei/;t eine Kurve G, in der der Strom I„ gegen die Spannung
VJ
Vn,-, des Transistors 20 (20') abgetragen ist. In dem obigen Beispiel
variiert ein Kollektorstrom [ auf der Kurve S zwischen An und Bn.
0 00
Als Kolge einer Kurve zwischen An und A. ist eine Überkreuzungsverzerrung
hervorgerufen in dem zusammengesetzten Signal vom Ausgangsverstärker.
Zum Ausschalten der Überkreuzungsverzerrung ist es nützlich, die Transistoren 20 (20') vorzuspannen mit einigen Milliampere
ohne zugeführtes Signal. Eine solche Vorspannung ist jedoch nachteilig, da ein kleiner Spannungsverlust in den Ausgangstransistoren
auftritt, wenn kein Signal angelegt ist.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, welche die
Überkreuzungsverzerrung reduziert ohne Anwachsen des Spannungsverlustes
(oder Leerlaufstroms) der Ausgangstransistoren, wenn kein
Signal zu dem Niederfrequenzverstärker zugeführt wird.
In dieser Schaltung ist eine Schaltung für gleichbleibenden Strom aus einem npn-Transistor 28 (28') und einer Gleichstromquelle 29
(29*) verbunden zwischen Emitter des Transistors 23 (23*) und Erde.
Wenn ein Strom durch den Transistor 28 so gewählt ist, daß er den
Kollektorstrom des Transistors 20 von I„n auf L1. anwachsen läßt.
dann ist die Überkreuzungsverzerrung vorn Ausgangssignal ausgeschaltet. Ferner fließt in diesem Falle ein vergrößerter Kollektorstrom
Hauptsächlich durch die Schaltung für konstanten Strom, so daß der Kollektorstrom des Transistors 24 oder 24* bei Nichtauftreten eines
Signals dadurch nicht anwächst und daher kein Spannungsverlust in den Transistoren 24 und 24' auftritt.
Die Schill tuitg für 1 oriütanten Strom kam geschaltet werden zwischen
Kollektor Acz fraruiir tor 20 (20') nwi fjnle.
3 0 9 8 17/ I0 j S _ 7 _
Die Transistoren für die Treiberstufen können npn-Transistoren
anstelle von pnp-Transistoren sein.
In uen oben erwähnten Ausführungßbeispielen aind die Emitter der
Transistoren 20 und 21 direkt verbunden miteinander und mit dem Kontaktpunkt 7 über einen Widerstand 22. Es können aber auch zur
stabilisierung der Operation der Treiberstufe über einen weiten Temperaturbereich zwei Widerstände 30 und 311 die zwischen den
Transistoren 21) und 21 in Reihe geschaltet sind, vorgesehen v/erden,
und ein Verbindungspunkt der beiden Widerstände ist mit dem Kontaktpunkt 7 über einen "Widerstand 22 verbunden, wie es in Pig. 5
gezeigt ist.
Der Ausgangsverstärker weist Transistoren 24 und 24' auf, die durch
1ΐΓ*
einen Seriengegentakt-verstärker ohne den Transformat/26 ersetzt
werden können.
Die in den Fig. 1, 4 und 5 gezeigten Schaltungen sind geeignet für
Teile in integrierten Schaltungen, weil keine kondensatoren verwendet
werden.
309817/103S
Claims (1)
- PatentansprücheTransistorschaltung mit einem Differentialverstärker aus einem Paar Transistoren des gleichen Typs bezüglich der Dotierung, von denen jeder Transistor eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, und mit Mitteln zur unterschiedlichen Vorspannung der Basen, dadurch gekennzeichnet , daß einer der genannten Transistoren im wesentlichen auf dessen Sperrwert vorgespannt ist und der andere der Transistoren im wesentlichen auf dessen Sättigungswert vorgespannt ist.?. Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verbindung der Emitter, Mittel für die Verbindung der Emitter verbindenden Mittel zu einem Pol einer Gleichstromquelle, Mittel zur Verbindung der Kollektoren mit dem anderen Ende der Gleichstromquelle, Mittel zum Vorspannen der Basis des einen der Transistoren mit einer ersten Vorspannung, zweite Mittel zum Zuführen einer zweiten Vorspannung an die Basis des anderen der Transistoren, und mit einem der Transistoren verbundene Ausgangsmittel vorgesehen sind,3, Transistorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgangsmitteln und Erde eine Quelle gleichbleibenden Stroms geschaltet ist.M. Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Diίferentialverstärker vorgesehen ist, der in wesentlichen den gleichen Aufbau hat wie der erste Differentialverstärker.b. Transistorschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gepentaktausgangsschaltunp vorpesehen ist, die mit einer Ge^entaktanordnung verbunden ist und durch den ersten und ilen zvrciten Di ί ί Qrentialyer^t Ii J<er potrieben wird.3098 \ Il 10 3 b
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- 1972-10-11 NL NLAANVRAGE7213731,A patent/NL175485C/xx not_active IP Right Cessation
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FR2157446A5 (de) | 1973-06-01 |
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NL175485B (nl) | 1984-06-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |