DE2249612C3 - Transistorschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transistorschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Transistorschaltungen in Form von Differentialverstärkern 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 /t-Betrieb zu erreichen. Werden die Differentialverstärker als Treiberstufen in einem ß-Verstärker verwendet, dann ist der dynamische Bereich der Treiberstufen 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. Z- ckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben _.ch aus den Unteransprüchea
Durch diese Ausbildung erreicht man, daß sich bei

!0 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,
Fig.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,

2"> F i g. 4 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform und

Fig.5 eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 4.
F i g. 1 zeigt eine Transistorschaltung in Form eines

in N F-Verstärkers, der aus einem Eingangsdifferential verstärker A, einer Vorspannungsschaltung B, zwei Treiberstufen C, C in Form von Differential verstärkern und einem Gegentaktausgangsverstärker D besteht.
Wie F i g. 1 zeigt, hat der Eingangsdifferentiaiverstärker A einen Eingang 1, der mit der Basis eines NPN-Transistors 2 verbunden ist, dessen Emitter mit dem Emitter eines NPN-Transistors 3 verbunden ist und über eine Konstantstromquelle 4 an Masse liegt. Der Kollektor der Transistoren 2 und 3 ist über einen 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, 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 a und bden in F i g. 2B bzw. 2C gezeigten gegenphasigen Verlauf, so daß sich am Punkt c eine Gleichspannung ergibt, wie F i g. 2D zeigt.

Die Vorspannungsschaltung flhat zwei PNP-Transistoren 12 und 13, deren Emitter miteinander und deren Verbindungspunkt über einen Widerstand mit dem 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 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 verbunden, so daß stets eine konstante Vorspannung ViS 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, vier 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- VB 2 frei bestimmt werden. Die 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 Temperatureinwirk"ng ansteigt.

Die Treiberstufen C und C haben jeweils 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. 21' 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 a 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 VB 2, 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 Truiberstufe 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 einer 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 Eingangssignal 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 C und 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 C und C werden als ß-Verstärker betrieben, deren dynamischer Bereich zweimal so groß wie der eines Λ-Verstärkers ist

Wenn dem Eingang 1 kein Signal zugeführt wird, fließt kein Kollektorstrom durch den Transistor 20 bzw.

to 20' und damit auch nicht durch den Ausgangstransistor 24 bzw. 24'. Der Leistungsverlust der Ausgangstransistoren 24 und 24' ist daher nahzu Null.

Fig.3 zeigt in der Kurve 5 die Abhängigkeit des Kollektorstroms IC von der Basis-Emitter-Spannung

ι i VB'fdes Transistors 20 bzw. 20'. Der Kollektorstrom IC ändert sich dabei zwischen A 0 und 50. 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 Übersprechverzerrung verringert wird, ohne daß der Leistungsverlust der Ausgangstransistoren erhöht wird, wen: kein Signal zugeführt wird.

Bei dieser Schaltung ist eine Konstantstromquelle, die

3<> aus einem NPN-Transistor 28 bzw. 28' und einer Gleichstromquelle 29 bzw. 29' besteht, zwischen dem Emitter des Transistors 23 bzw. 23' und Masse geschaltet.

Wenn der Strom durch den Transistor 28 so

i^r> eingestellt wird, daß sich der Kollektorstrom des Transistors 20 von /CO auf ICX erhöht, wird die Übersprechverzerrung beseitigt Da dabei der erhöhte Kollektorstrom nahezu insgesamt durch die Konstantstromquelle fließt, werden der Kollektorstrom und 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 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 möglich, zwei Widerstände 30 und 31' in Reihe zwischen 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 24' kann durch einen Gegentaktverstärker mit Eintaktausgang ohne den Transformator 26 versetzt werden. Die Transistoren der Treiberkreise können statt NPN-auch PNP-Transistoren sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

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 Vorspannungsschaltung (B) eine derartige erste Vorspannung (Va 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', 21') 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.