DE2249645A1 - Stromverstaerker - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung mit einer
konstanten Stromverstärkung, insbesondere zur Anwendung in einer Stromstabilisatorschaltungsanordnung
mit einem Eingangsstromkreis, in den die Hauptstrombahn eines ersten Transistors von einen ersten Leitfähigkeitstyp aufgenommen ist, und mit einem Ausgangsstromkreis, in den die Hauptstrombahn
eines zweiten Transistors von diesem ersten Leitfähigkeitstyp aufgenommen ist, wobei die Basis-Elektroden des ersten und des zweiten
Transistors miteinander verbunden .sind und die für diese Transistoren benötigten
Basisströme von einem dritten Transistor geliefert werden.
Eine derartige Schaltung ist z.B. aus "International Solidstate Circuits Conference", Februar 1970, S. 156 bekannt. Fig. t auf der
genannten Seite zeigt z.B. einen in einen Operationsverstärker aufgenommenem
Stromverstärker, wobei die Basis-Emitter-Strecken des ersten und des
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zweiten Transistors parallel geschaltet sind, wodurch die auftretende
Stromverstärkung, d.h. das Verhältnis zwischen dem Ausgange strom an der
Ausgangsklemme und dem Eingangestrom an der Eingangsklenunef völlig durch
das gegenseitige Verhältnis der Emitteroberflachen der beiden Transistoren
bestimmt wird. .
Die ftir diese beiden Transistoren benötigten Basisströme
werden von dem dritten Transistor geliefert, der vom gleichen Leitfähigkeitstyp
ist und dessen Emitter mit den Basis-Elektroden des ersten und des zweiten Transistors verbunden ist, während seine Basis mit der Eingangeklemme
des Stromverstärkers verbunden ist. Der Kollektor dieses dritten Transistors ist in der dargestellten Schaltung mit einem Punkt
konstanten Potentials verbunden.
Durch diesen Aufbau des Stromverstürkera wird erreicht,
dass die Abweichung von der gewünschten Strqmverst&rkung infolge der Basisströme
des ersten und des zweiten Transistors sehr gering wird. Der Einfluss dieser Basiss trb'me auf den Strom durch den Eingangsstromkreis wird
ja infolge des Stromverstärkungsfaktors zwischen der Basis und dem Emitter
des dritten Transistors herabgesetzt. Wenn dieser StromverstErkungsfaktor
gross ist, wird der der Eingangsklenime entnommene Basisstrom für den
dritten Transistor in bezug auf diesen Eingangestrom nur sehr klein sein,
so dass die Stromverstärkung mit grosser Genauigkeit durch das Verhältnis
der Emitteroberflächen des ersten, und des zweiten Transistors bestimmt wird.
Die benötigte Speisespannung beträgt etwa zweimal die
Baais-Emitter-Spannung der Transistoren, weil zwischen der Eingangsklemme
und den Emittern des ersten und des zweiten Transistors die Reihenschaltung
zweier Basis-Emitter-Strecken, und zwar der Basis-Emitter-Strecke des
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dritten Transistors und der parallel geschalteten Basis-Emitter-Strecken
des ersten und des zweiten Transistors, angebracht ist;
Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung der eingangs er- *
wähnten Art zu schaffen* mit deren Hilfe ebenfalls eine sehr genau bestimmte Stromverstärkung erhalten werden kann, aber die mit einer beträchtlich
kleineren Speisespannung als die bekannte Schaltung betrieben werden
kann.
Die Schaltung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transistor vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp
ist und dass der Steuerelektrode dieses dritten Transistors ein Steuersignal zugeführt wird, das von der Ausgangselektrode eines vierten Transistors
von dem ersten Leitfähigkeitstyp in gemeinsamer Hauptelektrodenschaltung
herrührt, dessen Steuerelektrode mit dem Eingangsstromkreis verbunden
ist.
Wenn nun z.B. die Basis-Emitter Strecken des ersten und des zweiten Transistors wieder parallel geschaltet sind, ist wieder ein Stromverstärker
erhalten, dessen Verstärkung durch das gegenseitige Verhältnis der Emitteroberflächen dieser Transistoren bestimmt wird. Der Einfluss der
Basisströme dieser Transistoren auf den Eingangsstrom ist wieder gering,
weil der Einfluss dieser Basisströme nicht nur infolge des Stromverstärkungsfaktors
des dritten Transistors, sondern auch noch infolge des Stromverstärkungsfaktors des vierten Transistors geschwächt wird. Die Schaltung
nach der Erfindung kann jedoch mit einer kleineren Speisespannung als die
bekannte Schaltung, nämlich mit einer Basis-Emitter-Spannung plus einer
Kollektor-Emitter-Kniespannung, also etwa 0,9 V, betrieben werden, welche Spannung niedriger als die Klemmenspannung einer einzigen Spannungszelle
ist.
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Es sei bemerkt, dass ein Stromverstärker, der mit einer
noch kleineren Speisespannung betrieben werden kenn, an eich auch bekannt
ist. Bei diesem Stromverstärker werden die benötigten Basiastrb'me des
ersten und des zweiten Transistors jedoch durch Kurzschluss der Kollektor-Basis-Strecke
des ersten Transistors erhalten, was zur Folge hat, dass die benb'tigten Basisströme der Transistoren in ungeschwSchter Form das gewünschte
Verhältnis zwischen dem Eingangs- und dem Auegangsstrom stören. Bei Anwendung von Transistoren mit einem grossen Stromverstärkungsfaktor
wird diese Störung des gewünschten Stromverhältnisses noch verhältnismässig
gering sein. Wenn jedoch laterale pnp-Transietoren verwendet werden,
wird die Störung beträchtlich, weil diese Transistoren, vor allem bei niedrigen Strömen, einen kleinen Stromveretärkungefaktor aufweisen.
Bei Anwendung lateraler pnp-Transistören ergibt sich neben
einer kleinen Speisespannung in bezug auf die eingangs erwähnte bekannte
Schaltung noch ein Vorteil der Schaltung nach der Erfindung. Wie bereits erwähnt wurde, weisen diese lateralen pnp-Transistoren einen kleinen Stromverstärkungsfaktor
auf, wodurch bei der bekannten Schaltung die durch die Basisströme herbeigeführte Abweichung in dem gewünschten Verhältnis zwischen
Eingangs- und Ausgangsstrom beträchtlich sein wird, weil dabei alle Transistoren vom pnp-Typ sind. Bei der Schaltung nach der Erfindung ist in
diesem Falle der dritte Transistor aber vom npn-Typ und kann also einen
grossen Stromverstärkungsfaktor aufweisen, wodurch die Abweichung von der gewünschten Stromverstärkung erheblich kleiner als bei der bekannten Schaltung
sein kann.
Die Schaltung nach der Erfindung weist weiter noch den Vorteil
auf, dass es möglich ist, sehr grosse Eingangssignale zuzulassen, indem
in die Kollektorleitung des vierten Transistors eine Stromquelle auf-
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genommen wird,
Me Schaltung lässt sich besonders vorteilhaft bei der
Realisierung eines Stromstabilisators verwenden. Dabei werden zwei miteinander
gekoppelte Stromverstärker verwendet, wodurch ein oder eine Anzahl Ströme erhalten werden können, deren Grosse genau bestimmt ist und von
Speisespannungsänderungen praktisch unabhängig ist. Durch passende Anwendung
der Schaltung nach der Erfindung kann ein genauer Stromst.abilisator erhalten werden, der eine Vielzahl von Stromquellen steuern kann, der nur
eine kleine Speisespannung benötigt und bei dem !Überdies die sich bei
solchen Stromstabilisatoren ergebenden Einschwingprobleme grösstenteils eliminiert sind.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die bekannte Stromverstärkerschaltung,
Figuren 2, 3 und 4; drei Ausführungsformen der Stromverstärkerschaltung
nach der Erfindung, und
Fig. 5. eine Stromstabilisatorschaltungsanordnung, in der
die erfindungsgemässe Stromverstärkerschaltung auf geeignete Weise angewandt
wird. < -
Fig. 1 zeigt eine bekannte Stromverstärkerschaltung, die zwei npn-Transistoren T. und T mit parallel geschalteten Basis-Emitter-Strecken
enthält. Der Kollektor des Transistors T: ist mit einer Eingangsklemme A verbunden, der ein Eingangsstrom zugeführt wird. Der Kollektor
des Transistors T„ ist mit einer Ausgangsklemme B verbunden, der der Ausgangsstrom
entnommen wird. Zur Aussteuerung dieser beiden Tranaistoren T. und T ist eih npn-Transistor T, vorgesehen, dessen Emitter mit den
Basis-ülektroden der Transistoren T. und T? verbunden ist, während seine
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Basis mit der Eingangsklemme A und sein Kollektor mit einem Punkt konstanten
Potentials, z.B. der positiven Klemme +V^der Speisespannungsquelle,
verbünden ist.
Die Stromverstärkung der Schaltung, also das Verhältnis
zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsstrom, wird durch das gegenseitige
Verhältnis der Emitteroberflachen der Transistoren T1 und T_ bestimmt.
Wenn z.B. angenommen wird, dass die Emitteroberflachen dieser Transistoren
einander gleich sind, sind ihre Emitterströme stets mit grosser Genauigkeit
einander gleich. Bei gleichen Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren
T und T werden dann auch die Kollektorströme dieser Transistoren T und
T_ einander gleich und z.B. gleich I sein. Der Ausgangsstrom an der Klemme
B ist gleich dem Kollektorstrom des Transistors T_, so dass die Gleichheit
des Eingangs- und des Ausgangsstromes nur durch den Basisstrom I. des
Transistors T, gestört wird, so dass der Eingangsstrom I ' » I + I ist.
Wenn angenommen wird, dass die drei Transistoren denselben Stroraverstärkungsfaktor^J
zwischen Basis und Kollektor aufweisen, folgt daraus for den Basisstrom des Transistors T,s
Daraus ist deutlich ersichtlich, dass bei Anwendung von Transistoren mit
einem grossen Stromverstärkungsfaktor die durch diese BasisstrSme herbeigeführte
Abweichung sehr klein ist, so dass die gewUnschte Stromverstärkung
mit grosser Genauigkeit erzielt wird. Die für den dargestellten Strom verstärker benötigte minimale Speisespannung wird durch die benötigte
Spannung zwischen der Eingangsklemme A und den Emittern der Transistoren T und T„ gegeben. Wie aus der Figur deutlich ersichtlich ist, befindet
sich zwischen diesen beiden Punkten die Reihenanordnung zweier Basis-Emitter-Strecken,
und zwar der Basis-Eraitter-Strecke des Transistors T,
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und der parallel geschalteten Basis-Emitter-Strecken der Transistoren T.
und T„r was bedeutet,.dass eine Spannung mindestens gleich dem Zweifachen
der Basis-Emitter-Spannung eines leitenden Transistors benötigt wird. Bei
Anwendung von Si-Transistoren bedeutet dies z.B.,dass die Speisespannung
mindestens etwa 1,2 V betragen muss»
Pig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des Stromverstärkers nach der Erfindung. Die Schaltung enthält wieder zwei npn-Transistoren T.
und. T? mit parallel geschalteten Basis-Emitter-Strecken, deren Kollektoren
wieder mit der Eingangsklemme A und der Ausgangsklemme B verbunden sind.
Zur Aussteuerung dieser beiden Transistoren sind nun jedoch zwei Transistoren vorgesehen, und zwar ein pnp-Transistor T, und ein npn-Transistor T..
Der Kollektor des Transistors T, ist mit den Basis-Elektroden der Transis·^
toren T und T_ und sein Emitter ist mit einem Punkt konstanten Potentials,
z.B. der positiven Klemme +V^, der Speisequelle, verbunden. Seine Basis ist
mit dem Kollektor des Transistors T - verbunden, dessen Basis mit der Eingangsklemme
und dessen Emitter z.B. mit den Emittern der Transistoren T. und Tp verbunden ist.
Es lässt sich wieder einfach erkennen, dass die Stromverstärkung
durch das gegenseitige Verhältnis der Emitteroberflächen der Transistoren
T und T„ bestimmt wird und dass eine Abweichung von der gewünschten
Stromverstärkung infolge des Basisstromes I des Transistors T auftritt.
Wenn z.B. wieder angenommen wird, dass die Emitteroberflächen der Transistoren T1 und T?.einander gleich sind, sind ihre Kollektorströme einander
gleich und z.B. gleich I und wird für den Eingangsstrom I. = I + I,
gefunden, entsprechend Fig. 1. Pur I^ gilt nun aber:
wobei β den Stromverstärkungsfaktor der npn-Transistoren und ß den Stromn
' P ■ ■
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-θ- · PHN. 5944.
Verstärkungsfaktor des pnp-Transistors T, darstellt. Ein Vergleich zwischen
dem Ausdruck (2) und dem Ausdruck (i) ergibt, dass die durch den Basisstrom I, herbeigeführte Abweichung annähernd UB einen Paktor fl
kleiner sein wird.
Ein wesentlicher Vorteil der Schaltung nach Fig. 2 äussert
sich bei der Betrachtung der benötigten Speisespannung. Die benötigte Spannung zwischen der Eingangeklemme A und den Emittern der Transistoren
beträgt nur etwa 0,6 V (Si-Transistoren), und zwar die benötigte Basis-Emitter-Spannung
des Transistors T.. Zwischen dem Emitter des Transistors T, und den Emittern der Transistoren T. und T? gentigt eine Spannung
von etwa 0,9 V, weil dazwischen nur eine einzige Basie-Emitter-Strecke
eines Transistors und nur eine einzige Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors vorhanden sind. Die Schaltung kann also völlig mit
einer Speisespannung von etwa 0,9 V im Vergleich zu 1,2 V bei der bekannten Schaltung betrieben werden. Es ist einleuchtend, dass dies bei aus
Batterien gespeisten Geräten von besonderer Bedeutung ist, weil man bei solchen Geräten möglichst wenige Batterien und vorzugsweise nur eine einzige
Zelle verwendet.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungeform, deren Bauart der
nach Fig. 2 völlig entspricht, aber bei der die Transistoren T., T und T
nun vom pnp-Typ sind und der Transistor T, vom npn-Typ ist. In bezug auf die bekannte Schaltung nach Fig. 1, jedoch mit pnp-Transistoren bestückt,
weist diese Schaltung zunächst wieder den Vorteil auf, dass die benötigte Speisespannung niedriger ist. Ausserdem ist nun aber die herbeigeführte
Abweichung von der gewünschten Stromverstärkung Verhältniemässig viel χ
kleiner. Für die Schaltung nach Fig. 1 mit pnp-Transistoren wird für den
Basisetrom I. des Transistors T, wieder ein Ausdruck gefunden, der (1)
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. -9- ■ PHfT. 5944.
entspricht, aber bei dem nun statt des Stromverstärkungsfaktors Jh der
npn-Transistoren der Stromverstärkungsfaktor· ß,. der pnp-Transistoren
eingesetzt werden muss, also: .
1^= /sp(/sp +υ .
In einer integrierten Schaltung sind diese. pnp-Transistoren im allgemeinen
als laterale Transistoren ausgebildet und weisen demzufolge einen verhältnismässig
kleinen Stromverstärkungsfaktor β auf. Dies hat zur Folge, dass
der Basisstrom I, verhältnismässig gross und somit die durch diesen Basisstrom
herbeigeführte Abweichung von der gewünschten Stromverstärkung verhältnismässig.
gross sein wird. "
Für den Basisstrom I, des Transistors T in der Schaltung'
nach Fig. 3 wird gefundens
(3IX "p
woraus direkt folgt, dass dieser Basisstrom infolge des Faktors β sehr
klein bleibt, welcher Faktor (h der Stromverstärkungsfaktor des vertikalen
npn-Transistors T2. ist und sehr gross sein kann. Neben einer niedrigeren
Speisespannung weist die Schaltung nach Fig. 3 in bezug auf die bekannte
mit lateralen pnp-Transistoren bestückte Schaltung also noch den Vorteil
auf, dass die Abweichung von der gewünschten Stromverstärkung viel kleiner
ist. Indem für den pnp-Transistor ein künstlicher pnp-Transistor gewählt
wird, lässt sich in dieser Hinsicht selbstverständlich noch eine weitere
Verbesserung erzielen* .
. Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform, die grösstenteils
der nach Fig. J entspricht, aber bei der Mittel vorgesehen sind, um ein
besseres Frequenzverhalten zu erzielen. Da die Transistoren T" und T in
Fig. J einen geringen Gleichstrom führen,1 wird ihre Grenzfrequehz niedrig
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sein. Um in dieser Hinsicht eine Verbesserung zu erzielen* kann zwischen
den Emittern und den Basis-Elektroden der Transistoren T. und T eine Diode
oder ein als Diode geschalteter Transistor D angebracht werden, wodurch erreicht wird, dass der Transistor T, einen grösseren Strom führt, wodurch
seine Grenzfrequenz zugenommen hat. Um auch für den Traneistor T. einen
grb*sseren Ruhestron zu erhalten, kann z.B. in seiner Kollektorleitung eine
Stromquelle J angebracht werden. Statt der Anbringung dieser Stromquelle J kann auch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T5. durch eine Diode
oder einen als Diode geschalteten Transietor überbrückt werden.
Die Anwendung einer Stromquelle J ist aber besonders vorteilhaft bei grossen Eingangssignalen. Bei einer grossen Aussteuerung
werden während einer negativen Spitze des Signale am Eingang die Ströme
durch die Transistoren T, - T. sehr klein. Dies bedeutet jedoch, dass ihre
Impedanzen sehr gross werden, wodurch die Eingangsimpedanz sehr gross wird.
Dies hat zur Folge, dass die Streukapazitäten des Transietore T eine
wichtige Rolle spielen werden und eine unerwünschte Phasenverschiebung des Signals herbeiführen. Bei Anwendung einer Stromquelle J wird dies vermieden,
weil der Transistor T dann stets stark leitend bleibt und die Eingangsimpedanz
nach wie vor niedrig ist, wodurch keine unerwünschte Phasenverschiebung des Signals stattfindet.
Fig. 5 zeigt schliesslich an Hand eines Beispiels, wie die
Stromverstärkerschaltung nach der Erfindung besonders vorteilhaft zum
Erhalten einer Stromstabilisatorschaltungsanordnung verwendet werden kann.
Mit Hilfe eines derartigen Stromstabilisators wird beabsichtigt, eine Anzahl Ströme zu liefern, die als Ruheströme für die Elemente einer integrier*
ten Schaltung dienen können, welche Ströme genau bestimmt sind und von der Speisespannung in grossem Masse unabhängig sind. Der Stromatabilisator
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nach Fig, 5 enthält zunächst eine Stromverstarkerschaltung S. mit einer
Eingangsklemme A und einer Ausgangsklemme B, welche Stromverstärkerschaltung
in grossem Masse der nach Fig. 4 entspricht. Der Emitter des Transis-'.
tors T ist nun jedoch nicht direkt mit dem Emitter des Transistors T.,
sondern über einen Widerstand H mit diesem Emitter verbunden, während dieser Transistor T eine grössere Emitteroberfläche als der Transistor T.
aufweist, was zur Verdeutlichung durch die Parallelanordnung einer Anzahl Transistoren dargestellt ist. Um das Frequenzverhalten der Schaltung zu
verbessern, sind die als Dioden geschalteten Transistoren T„ und T0 auf
entsprechende Weise wie in Fig. 4 angebracht, wodurch die Transistoren T_
und T grössere Ströme führen.
Der Stromstabilisator enthält ferner eine zweite Stromverstärkerschaltung
S?, die aus den Transistoren T1. und T,- besteht, die
gleiche Emitteroberflächen aufweisen und deren Basis-Emitter-Strecken
parallel geschaltet sind, während ferner der Transistor T1. als Diode geschaltet
ist. Die Eingangsklemme A' dieses zweiten Stromverstärkers S?
ist mit der Ausgangsklemme B des ersten Stromverstärkers und die Ausgangsklemme
B1 dieses zweiten Stromverstärkers ist mit der Eingangsklemme A
der ersten Stromverstärkerschaltung S. verbunden.
Die Ein- und Ausgangsströme des Stromverstärkers S„ sind
zwangsläufig einander gleich und dies trifft also auch für den Eingangs-
und den Ausgangsstrom des Verstärkers S. zu. Unter Vernachlässigung des
Basisstromes des Transistors T. werden also die Kollektorströme und in
guter Annäherung auch die Emitterströme der Transistoren T. und T„ einander
gleich sein. Dies hat zur Folge, dass die Grosse dieser Ströme völlig bestimmt
ist, weil die zu diesen Emitterströmen gehörige Basis-Emitter-Span^
nung des Transistors T1 gleich der Summe der zu diesem Strom gehörigen
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Basis-Emitter-Spannung des Transistors T„ und der Spannung über dem Widerstand
R sein soll. Die Grosse der Ströme ist demzufolge völlig durch die
Grosse des Widerstandes R und das Verhältnis der Eraitteroberflächen der
Transistoren T. und T_ bestimmt und ist von der Speisespannung praktisch
unabhängig.
Mit Hilfe dieses Stromstabilisatore kann eine Anzahl Stromquellen dadurch gesteuert werden, dass z.B. eine Anzahl Transistoren Tf T,..
mit ihren Basis-Emitter-Strecken parallel zu der Basis-Emitter-Strecke
des Transistors T. geschaltet wird, wodurch ihre Kollektorströme, also die
Ströme an den Klemmen I«. - I„. völlig durch den Strom in den Kreisen des
Stromstabilisators bestimmt sind.
Die dargestellte Stromstabilisatorschaltuhgsanordnung hat
zunächst den Vorteil, dass eine sehr niedrige Speisespannung genügt. Eine Gesamtspeisespannung von etwa 0,9 V ist bereits ausreichend, um die Schaltung
betreiben zu können. Weiter ist die Genauigkeit der Schaltung besonders gross, weil die durch den Basisstrom des Transistors T. herbeigeführte
Stromabweichung gering ist. Der Stromstabilisator kann eine Vielzahl von Stromquellen steuern, weil die für diese Stromquellen benötigten
Ströme, und zwar die Basisströme für die Transistoren T-. - T-., ohne Bedenken
vom Transistor T, geliefert werden können. Schliesslich weist die Schaltung den Vorteil auf, dass die sich bei den bekannten Stromstabilisatoren
dieser Art ergebenden Einschwingprobleme praktisch völlig beseitigt sind. Stromstabilisatoren dieser Art weisen grundsätzlich einen stabilen
Zustand auf, in dem die Ströme gleich Null sind, so dass besondere Massnahmen
getroffen werden müssen, um den Stromstabilisator aus diesem stabilen Zustand heraus und in den verlangten stabilen Zustand mit Strömen
ungleich Null zu führen. Es hat sich herausgestellt, daes bei einem mit
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einem erfindungsgemässen Stromverstärker: versehenen Stromstabilisator derartige
besondere Massnahmen nicht erforderlich sind, weil für den Fall,
dass die Ströme gleich Null sind, die Schleifenverstärkung derartig ist,
j-, dass der Stromstabilisator automatisch in den gewünschten stabilen Zustand
gelangt.
Es ist einleuchtend, dass Viele Abwandlungen des Stromstabilisators
nach Fig. 5 möglich sind. So können z.B. für den Stromverstärker
S auch andere bekannte Stromverstärker verwendet werden. Auch kann
für diesen Verstärker ein Stromverstärker nach der Erfindung verwendet
werden. Statt in dem Stromverstärker S. kann der Widerstand auch in dem
Stromverstärker S? angebracht werden, wobei der zugehörige Transistor
wieder in bezug auf seine Emitteroberflache angepasst werden soll. Statt
für gleiche Eingangs- und Ausgangsströme kann die Stromverstärkerschaltung
auch für ungleiche Ströme entworfen werden. Es sind^ somit viele Abwandlungen
möglich, denen aber ein Merkmal gemeinsam ist, und zwar dass wenigstens
einer der Stromverstärker eine für die Figuren 2 - 5 beschriebene Steuerungder
Transistoren mit parallel geschalteten Basis-Emitt'er~Strecken besitzt.
Ferner können, obgleich die Schaltung im Obenstehenden stets Bipolartransistoren enthält, auch Unipolartransistoren verwendet werden.
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Claims (3)
- 72^9645-14- PHN. 5944.PATENTANSPRÜCHE :/Tj Schaltung mit einer konstanten Stromverstärkung, insbeson-dere zur Anwendung in einer Stromstabilisatorschaltungsanordnung, mit einsm Eingangsstromkreis, in den die Hauptstrombahn eines ersten Transistors von einem ersten Leitfähigkeitstyp aufgenommen ist, und mit einem Ausgangsstromkreis, in den die Hauptstrombahn eines zweiten Transistors von diesem ersten Leitfähigkeitstyp aufgenommen ist, wobei die Steuerelektroden des ersten und des zweiten Transistors miteinander verbunden sind und die für die Steuerelektroden dieser Transistoren benötigten Ströme von einem dritten Transistor geliefert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transistor (T,) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp ist, und dass der Steuerelektrode dieses dritten Transistors ein Steuersignal zugeführt wird, das von der Ausgangselekfcrode eines vierten Transistors (T.) von demersten Leitfähigkeitstyp in gemeinsamer Hauptelektrodenschaltung herrührt, dessen Steuerelektrode mit dem Eingangsstromkreis verbunden ist.
- 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Heihe mit der Hauptstrombahn des vierten Transistors eine Stromquelle (J) angeordnet ist,
- 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhalten einer Stromstabilisatorschaltungsanordnung in Reihe mit dem Singangsstromkreis dieser ersten Stromverstarkerschaltung (S.)der Ausgangskreis einer zweiten Stromverstärkerschaltung (S„) und in Reihe mit dem AusgangsStromkreis dieser ersten ,Stromverstärkerschaltung der Eingangsstrorakreis dieser zweiten Stromverstärkerachaltung (S_) angeordnet ist, welche zweite Stromverstärkerschaltung einen fünften (T1.) und einen sechsten (T/-) Transistor vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp enthält, deren Steuerelektroden miteinander verbunden sind, wobei die Hauptstrorabahn des3098 17/1036COPY22Λ9Β45-15- PHN.. 5944fünften Transistors (T ) in den Kingangsstromkreis und die Hauptstrombahn des sechsten Transistors (Tg) in den Ausgangsstromkreis dieser zweiten :Stromverstärkerschaltung aufgenommen ist, und wobei eine der Stromverstärkerschaltungen zur Lieferung zweier Ströme mit einem festen gegenseitigen Verhältnis an die andere Stromverstärkerschaltung eingerichtet ist, welche letztere Stromverstärkerschaltung einen Widerstand (R) enthält, der in Reihe mit der Hauptstrombahn eines der Transistoren in dem Eingangs- oder Ausgangsstromkreis der betreffenden Stromverstärkerschaltung angeordnet ist.4. Schaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass dieTransistoren vom ersten Leitfähigkeitstyp laterale pnp-Transistoren und die Transistoren vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp vertikale npn-Transistoren sind, und dass der fünfte Transistor (T ,TQ) als Diode geschaltet ist.3 0 a 8 1 7 / 1 0 3 6
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IT (1) | IT969676B (de) |
NL (1) | NL169239C (de) |
SE (1) | SE392007B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2423478A1 (de) * | 1973-05-28 | 1975-01-02 | Philips Nv | Stromquellenschaltung |
US4230999A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-28 | Rca Corporation | Oscillator incorporating negative impedance network having current mirror amplifier |
US4553107A (en) * | 1982-12-03 | 1985-11-12 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Current mirror circuit having stabilized output current |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7316556A (nl) * | 1973-12-04 | 1975-06-06 | Philips Nv | Stroomstabilisatieschakeling. |
US3887879A (en) * | 1974-04-11 | 1975-06-03 | Rca Corp | Current mirror |
US3904976A (en) * | 1974-04-15 | 1975-09-09 | Rca Corp | Current amplifier |
US4008441A (en) * | 1974-08-16 | 1977-02-15 | Rca Corporation | Current amplifier |
US4063149A (en) * | 1975-02-24 | 1977-12-13 | Rca Corporation | Current regulating circuits |
JPS5287649A (en) * | 1976-01-16 | 1977-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Constant current bias circuit |
US4051392A (en) * | 1976-04-08 | 1977-09-27 | Rca Corporation | Circuit for starting current flow in current amplifier circuits |
JPS5323056A (en) * | 1976-08-17 | 1978-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Constant current biasing circuit |
US4160944A (en) * | 1977-09-26 | 1979-07-10 | Rca Corporation | Current amplifier capable of selectively providing current gain |
CA1152582A (en) * | 1979-11-05 | 1983-08-23 | Takashi Okada | Current mirror circuit |
US4329639A (en) * | 1980-02-25 | 1982-05-11 | Motorola, Inc. | Low voltage current mirror |
JPS605085B2 (ja) * | 1980-04-14 | 1985-02-08 | 株式会社東芝 | カレントミラ−回路 |
JPS5717211A (en) * | 1981-06-01 | 1982-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Constant current bias circuit |
JPS57206107A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-17 | Toshiba Corp | Current mirror circuit |
US4435678A (en) | 1982-02-26 | 1984-03-06 | Motorola, Inc. | Low voltage precision current source |
JPH069326B2 (ja) * | 1983-05-26 | 1994-02-02 | ソニー株式会社 | カレントミラー回路 |
US4528496A (en) * | 1983-06-23 | 1985-07-09 | National Semiconductor Corporation | Current supply for use in low voltage IC devices |
DE3476476D1 (en) * | 1983-08-31 | 1989-03-02 | Toshiba Kk | A constant current source circuit |
US4574233A (en) * | 1984-03-30 | 1986-03-04 | Tektronix, Inc. | High impedance current source |
GB2217937A (en) * | 1988-04-29 | 1989-11-01 | Philips Electronic Associated | Current divider circuit |
DE4302221C1 (de) * | 1993-01-27 | 1994-02-17 | Siemens Ag | Integrierbare Stromquellenschaltung unter Verwendung von bipolaren pnp-Transistoren |
DE19529059A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Philips Patentverwaltung | Stromspiegelanordnung |
US6518832B2 (en) * | 2001-07-09 | 2003-02-11 | Intersil Americas Inc. | Mechanism for minimizing current mirror transistor base current error for low overhead voltage applications |
US6507236B1 (en) * | 2001-07-09 | 2003-01-14 | Intersil Americas Inc. | Multistage precision, low input/output overhead, low power, high output impedance and low crosstalk current mirror |
KR20050098722A (ko) * | 2004-04-08 | 2005-10-12 | 원종호 | 구두주걱이 필요없는 구두 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1274672A (en) * | 1968-09-27 | 1972-05-17 | Rca Corp | Operational amplifier |
-
1971
- 1971-10-21 NL NLAANVRAGE7114470,A patent/NL169239C/xx not_active IP Right Cessation
-
1972
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- 1972-10-20 FR FR7237232A patent/FR2157610A5/fr not_active Expired
- 1972-10-20 CA CA154,331A patent/CA969628A/en not_active Expired
-
1976
- 1976-09-23 HK HK582/76*UA patent/HK58276A/xx unknown
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
"IEEE Journal of Solid State Circuits", Dezember 1968, S. 341 bis 348 * |
"International Solid State Circuits Conference", Februar 1970, S. 156 * |
"Proceedings IEEE", Dezember 1969, S. 2180, 2181 * |
"Wireless world" Oktober 1970, S. 511 bis 514 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2423478A1 (de) * | 1973-05-28 | 1975-01-02 | Philips Nv | Stromquellenschaltung |
US4230999A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-28 | Rca Corporation | Oscillator incorporating negative impedance network having current mirror amplifier |
US4553107A (en) * | 1982-12-03 | 1985-11-12 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Current mirror circuit having stabilized output current |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA969628A (en) | 1975-06-17 |
NL7114470A (de) | 1973-04-25 |
ES407761A1 (es) | 1975-10-16 |
IT969676B (it) | 1974-04-10 |
SE392007B (sv) | 1977-03-07 |
NL169239B (nl) | 1982-01-18 |
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JPS5344662B2 (de) | 1978-11-30 |
NL169239C (nl) | 1982-06-16 |
FR2157610A5 (de) | 1973-06-01 |
HK58276A (en) | 1976-10-01 |
AU466578B2 (en) | 1975-10-30 |
US3813607A (en) | 1974-05-28 |
AU4788572A (en) | 1974-04-26 |
DE2249645C3 (de) | 1982-06-09 |
GB1349310A (en) | 1974-04-03 |
JPS4850248A (de) | 1973-07-16 |
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