DE2249612B2 - Transistorschaltung - Google Patents
TransistorschaltungInfo
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- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
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- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
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Description
Die Erfindung betrifft eine Transistorschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I.
Transistorschaltungen in Form von Differentialvcrstärkern sind bekannt (GB-PS 12 34 459, DE-AS
02 835, DE-OS 14 87 247). Differentialverstärker werden im allgemeinen für Transistorschaltungen in
Rundfunk- und Fernsehempfängern verwendet. Den Basen der Transistoren des Differentialverstärkers
werden dabei gleiche Vorspannungen zugeführt, um einen /!-Betrieb zu erreichen. Werden die Differentialverstärker
als Treiberstufen in einem ß-Verstärker verwendet, dann ist der dynamische Bereich der
Treäberstufen begrenzt, weil nur eine Halbperiode der Treiberstufen nicht in der Lage ist, die Ausgangsstufe
eines B-Verstärkers richtig anzusteuern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung von Differentialverstärkern als Treiberstufen
bei einem B- Verstärker den dynamischen Bereich der Treiberstufen bei möglichst geringem Leistungsverbrauch
zu erweitern.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch diese Ausbildung erreicht man, daß sich bei ίο Auftreten eines Eingangssignals die Ausgangsspannungen
des Eingangsdifferentialverstärkers so ändern, daß einer der Transistoren der Treiberstufen abwechselnd
leitend wird und damit der dynamische Bereich zur Ansteuerung der Ausgangsstufe vergrößert wird. Wenn
!■> kein Eingangssignal auftritt, sind die Transistoren der
Treiberstufen, die über die Stromverstärker mit der Ausgangsstufe verbunden sind, gesperrt, so daß der
Leistungsverbrauch in der Ausgangsstufe gering ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild eines N F-Verstärkers,
F i g. 2A bis 2D den Verlauf von Signalen zur Erzeugung der Arbeitsweise der Schaltung in F i g. 1,
F i g. 3 ein Strom/Spannungs-Diagramm,
2r> F i g. 4 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform und
2r> F i g. 4 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform und
F i g. 5 eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 4.
F i g. 1 zeigt eine Transistorschaltung in Form eines so NF-Verstärkers, der aus einem Eingangsdifferentialverstärker
A, einer Vorspannungsschaltung B, zwei Treiberstufen C, C"in Form von Differentialverstärkern
und einem Gegentaktausgangsverstärker Dbesteht.
Wie F i g. 1 zeigt, hat der Eingangsdifferentialverstärir)
ker A einen Eingang 1, der mit der Basis eines NPN-Transistors 2 verbunden ist, dessen Emitter mil
dem Emitter eines N PN-Transistors 3 verbunden ist und über eine Konstantstromquelle 4 an Masse liegt. Der
Kollektor der Transistoren 2 und 3 ist über einen 4(i Widerstand 5 bzw. 6 mit einem positiven Spannungsanschluß
7 verbunden. Zwischen die Kollektoren der Transistoren 2 und 3 sind Widerstände 8 und 9 in Reihe
geschaltet. Zwischen den Spannungsanschluß und Masse sind Widerstände 10 und 11 in Reihe geschaltet,
Vi deren Verbindungspunkt zur Erzeugung einer Vorspannung
mit der Basis des Transistors 3 verbunden ist. Bei der Zufuhr eines NF-Signals nach F i g. 2A am Eingang 1
haben die Ausgangssignale des Differentialverstärkers A am Ausgang,7und Oden in Fig. 2B bzw.2Cgezeigten
r)[i gegenphasigen Verlauf, so daß sich am Punkt c eine
Gleichspannung ergibt, wie F i g. 2D zeigt.
Die Vorspannungsschaltung B hat zwei PNP-Transistoren
12 und 13, deren Emitter miteinander und deren Verbindungspunkt über einen Widerstand mit dem
η Spannungsanschluß 7 verbunden ist. Der Kollektor des
Transistors 13 liegt direkt und der des Transistors 12 über eine Diode 15 und einen Widerstand 16 an Masse.
Der Kollektor des Transistors 12 ist mit der Basis eines NPN-Transistors 17 verbunden. Der Emitter des
wi Transistors 17 liegt über einem Widerstand 18 an Masse
und sein Kollektor ist mit der Basis des Transistors 13 und über einen Widerstand 19 mit dem Spannungsanschluß
7 verbunden. Die Basis des Transistors 12 ist mit dem Verbindungspunkt c des Differentialverstärkers 8
w> verbunden, so daß stets eine konstante Vorspannung
VB 1 an dessen Basis liegt.
Durch die Vorspannung VB1 an der Basis des
Transistors 12 fließt ein Kollektorstrom /1 durch die
Diode 15 und den Widerstand 16, so daß an der Diode bzw. der Basis des Transistors 17 die Spannung VD
erzeugt wird und ein Kollektorstrom /3, der durch den Widerstand 18 und die Spannung VD bestimmt wird,
durch den Transistor 17 fließt Man erhält daher eine konstante Vorspannung BV2 an der Basis des
Transistors 13. Wenn die Werte der Widerstände 16,18 und 19 entsprechend gewählt werden, kann die
Differenzspannung VBO = VBi — VB2 frei bestimmt werden. Dir Diode 15 wird dabei zur Verringerung der
Spannung VD verwendet, um die Vorspannung VB 2 nicht zu erhöhen, wenn der Basisstrom des Transistors
17 durch Temperatureinwirkung zunimmt.
Die Transistoren 12 und 13 bilden einen Differentialverstärker, so daß der Strom / 2 durch den Transistor 13
zu dem Strom /1 komplementär ist und sich die Vorspannung VB 2 auch dann nicht ändert, wenn der
Strom /1 infolge einer Temperaturein wirkung ansteigt.
Die Treiberstufen Cund C'haben jeweiL PNP-Transistoren 20 und 21 bzw. 20' und 21', deren Emitter
miteinander und über einen Widerstand 22 bzw. 22' mit dem Spannungsanschluß 7 verbunden sind. Der
Kollektor des Transistors 21 bzw. 2Γ liegt an Masse, während seine Basis zur Zufuhr der Vorspannung VB 2
mit der Basis des Transistors 13 verbunden ist. Die Basis des Transistors 20 bzw. 20' ist mit dem Ausgang α bzw. b
des Differentialverstärkers A verbunden. Die Transistoren
20 und 21 bzw. 20' und 21' bilden einen Differentialverstärker.
Die Spannungen an den Ausgängen a und b sind gleich der Spannung VB1 am Punkt c, wenn dem
Differentialverstärker A kein Eingangssignal zugeführt wird. An den Basen der Transistoren 20 und 20' liegt
daher die Spannung VB2, die gleich der Sperrspannung gewählt wird, während die Spannung VB 2 gleich der
Sättigungsspannung gewählt wird.
Der Kollektor des Transistors 20 bzw. 20', der den Ausgang der Tr;iberstufe C bzw. C bildet, ist mit der
Basis eines NPN-Transistors 23 bzw. 23' verbunden, der einen Stromverstärker bildet. Der Kollektor des
Transistors 23 bzw. 23' ist mit dem Spannungsanschluß 7 und sein Emitter mit der Basis eines Transistors 24 bzw.
24' verbunden, so daß ein Gegentaktausgangsverstärker gebildet wird.
Die Emitter der Transistoren 24 und 24' sind mit der Primärwicklung 26a eines Transformators 26 verbunden.
Ein Abgriff der Primärwicklung ist mit dem positiven Pol euer Gleichstromquelle 25 verbunden,
deren negativer Pol ebenso wie die Emitter der Transistoren 24 und 24' an Masse liegt. Die Sekundärwicklung
266 des Transformators 26 ist mit der Schwingspule eines Lautsprechers 27 verbunden.
Wenn am Eingang 1 ein Eingangssigna! auftritt, werden den Basen der Transistoren 20 und 20'
gegenphasige Signale von den Ausgängen a und b des Differentialverstärkers A zugeführt. Wenn das Eingangssignal
ein Wechselspannungssignal ist, wird die positive Hälfte des Signals von der Treiberstufe Cund
die negative von der Treiberstufe C verstärkt Die Ausgangssignale der Treiberstufen C und C werden
vom Gegentaktausgangsverstärker D zur Erzeugung eines Tonsignals verstärkt
> Die Treiberstufen Cund C' werden als ß-Verstärker
betrieben, deren dynamischer Bereich zweimal so groß wie der eines A-Verstärkers ist
Wenn dem Eingang 1 kein Signal zugeführt wird,
fließt kein Kollektorstrom durch den Transistor 20 bzw.
lu 20' und damit auch nicht durch den Ausgangstransistor
24 bzw. 24'. Der Leistungsverlust der Ausgangstransistoren 24 und 24' ist daher nahzu Null.
F i g. 3 zeigt in der Kurve S die Abhängigkeit des
Kollektorstroms IC von der Basis-Emitter-Spannung
ιϊ VßEdes Transistors 20 bzw. 20'. Der Kollektorstrom IC
ändert sich dabei zwischen AO und SO. Als Folge des Kurvenstücks A 0 bis A 1 tritt in dem Signalgemisch des
Ausgangsverstärkers eine Übersprechverzerrung auf. Um diese zu beseitigen ist es zweckmäßig, den
?() Transistor 20 bzw. 20' so vorzuspannen, daß er ohne
Zufuhr eines Signals einen Strom von einigen Milliampere führt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß in
den Ausgangstransistoren ein geringer Leistungsverlust auftritt, wenn kein Signal zugeführt wird.
->'> F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die
Übersprech verzerrung verringert wird, ohne daß der
Leistungsverlust der Ausgangstransistoren erhöht wird, wenn kein Signal zugeführt wird.
Bei dieser Schaltung ist eine Konstantstromquelle, die
so aus einem NPN-Transistor 28 bzw. 28' und einer
Gleichstromquelle 29 bzw. 29' besieht, zwischen dem Emitter des Transistors 23 bzw. 23' und Masse
geschaltet.
Wenn der Strom durch den Transistor 28 so
i"> eingestellt wird, daß sich der Kollektorstrom des Transistors 20 von /CO auf IC I erhöht, wird die
Übersprechverzerrung beseitigt. Da dabei der erhöhte Kollektorstrom nahezu insgesamt durch die Konstantstromquelle
fließt, werden der Kollektorstrom und
4(i damit der Leistungsverlust des Transistors 24 bzw. 24'
nicht erhöht. Die Konstantstromquelle kann auch zwischen den Kollektor des Transistors 20 bzw. 20' und
Masse geschaltet sein.
Bei den vorherigen Ausführungsbeispielen sind die
•Ti Emitter der Transistoren 20 und 21 direkt miteinander
und über den Widerstand 22 mit dem Spannungsanschluß 7 verbunden. Zur Stabilisierung des Betriebs der
Treiberstufe in einem großen Temperaturbereich auch mögliich, zwei Widerstände 30 und 31' in Reihe zwischen
r><i die Emitter der Transistoren 20 und 21 zu schalten,
deren Verbindungspunkt über den Widerstand 22 mit dem Spannungsanschluß 7 verbunden ist, wie Fig. 5
zeigt.
Der Ausgangsverstärker mit den Transistoren 24 und
t> 24' kann durch einen Gegentaktverstärker mit Eintaktausgang
ohne den Transformator 26 versetzt werden. Die Transistoren der Treiberkreise können rtatt NPN-auch
PNP-Transistoren sein.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Transistorschaltung, bestehend aus einem Eingangsdifferentialverstärker, zwei Treiberstufen,
die mit dem Eingangsdifferentialverstärker verbunden sind und von denen jede sich aus einem
Differentialverstärker und einem mit einem Ausgang des Differentialverstärkers verbundenen
Stromverstärker zusammensetzt, sowie einem Gegentaktausgangskreis,
der mit den Stromverstärkern verbunden ist, und einer Vorspannungsschaltung, wobei die Differentialverstärker jeweils aus zwei
Transistoren gleicher Leitfähigkeitsart bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß den Basen
der einen beiden Transistoren (21, 21') jeder Treiberstufe von der Vorspannungssehaltung (B)
eine derartige erste Vorspannung (Vb 2) zugeführt
ist, daß sie in den Sättigungsbereich vorgespannt sind, daß die Basen der anderen beiden Transistoren
(20, 20') jeder Treiberstufe mit den Ausgängen des Eingangsdifferentialverstärkers (A) verbunden sind
und eine solche zweite Vorspannung (Vb 1) erhalten, daß sie gesperrt sind, und daß diese Transistoren (20,
20') mit den Stromverstärkern (23, 23') verbunden sind.
2. Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichspannungsquelle
vorhanden ist, daß die Stromverstärker (23, 23') jeweils aus einem Transistor bestehen, deren
Kollektoren mit der Gleichspannungsquelle, deren Basen mit den Ausgängen der zugehörigen Treiberstufen
(C, C) und deren Emitter mit der Gegentaktstufe (D) verbunden sind, und daß zwei Konstantstromquellen
(28,28') vorhanden sind, von denen die eine (28) zwischen den einen Stromverstärker (23)
und Masse und der andere (28') zwischen den anderen Stromverstärker (23) und Masse geschaltet
ist.
3. Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (20, 21, 20',
2V) der Treiberstufen (C, C) PNP-Transistoren sind,
daß jede Treiberstufe zwei Widerstände (30, 31) aufweist, die in Reihe zwischen die Emitter der
Transistoren der Treiberstufen geschaltet sind, und daß ein weiterer Widerstand (22) zwischen den
Verbindungspunkt dieser Widerstände (30, 31) und eine positive Gleichspannungsquelle geschaltet ist.
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