DE2514544A1 - Vorspannungsanordnung fuer einen gegentaktverstaerker - Google Patents

Vorspannungsanordnung fuer einen gegentaktverstaerker

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DE2514544A1
DE2514544A1 DE19752514544 DE2514544A DE2514544A1 DE 2514544 A1 DE2514544 A1 DE 2514544A1 DE 19752514544 DE19752514544 DE 19752514544 DE 2514544 A DE2514544 A DE 2514544A DE 2514544 A1 DE2514544 A1 DE 2514544A1
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Description

  • Vorspannungsanordnung für einen Gegentaktverstärker.
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Gegentaktverstärker und insbesondere auf eine Vorspannanordnung für einen direkt gekoppelten Feldeffekt-Transistoren verwendenden Gegentaktverstärker.
  • Ein üblicher im Ausgang übertragerloser (OTL) Verstärker besitzt den Vorteil, daß er keinen Ausgangsübertrager benötigt, der Wellenverzerrungen, ungünstige Frequenzeigenschaften und Leistungsverlust verursachen kann. Die meisten Festkörper- oder Solid-State-OTL-Verstärker mit einer Gegentaktendstufe mit Eintaktausgangsschaltung benötigen jedoch einen Kopplungskondensator, der im niedrigeren Band eine hohe Impedanz besitzt. Diese Verstärker haben daher einen ungünstigen Frequenzverlauf im niedrigeren Band.
  • Ein im Ausgang kondensatorloser (OCL) Verstärker besitzt die oben beschriebenen Nachteile nicht.
  • Es gibt einen OCL-Verstärker mit direkt gekoppelten Stufen, der durch mittig geerdete negative und positive Batterien versorgt wird. Wenn aber alle Stufen aus Feldeffekt-Transistoren (FET) zusammengesetzt sind, so wäre die Vorspannschaltung recht kompliziert, und zwar wegen der Batterien, die unabhängig für jede Verstärkerstufe vorgesehen sein müßten.
  • Zusammenfassung der Erfindung. Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Gegentaktverstärker vorzusehen, der eine einfache und leicht einstellbare Vorspannanordnung aufweist. Ferner soll die Anordnung in der Lage sein, durch einen einzigen Vorgang die Vorspannungen für ein Paar von Feldeffekt-Transistoren einzustellen. Die Anordnung soll gemäß der Erfindung ferner so ausgebildet sein, daß-sie in der Lage ist, ein Ungleichgewicht zwischen den Vorspannungen der Transistoren zu eliminieren. Schließlich bezweckt die Erfindung, eine einfache und leicht einstellbare Vorspannanordnung für sämtliche Stufen eines direkt gekoppelten Verstärkers vorzusehen.
  • Gemäß der Erfindung weist eine Vorspannanordnung ein Paar von Widerständen sowie einstellbare, einen konstanten Strom liefernde Mittel für die Widerstände auf. Die Widerstände liegen zwischen den Tor- und Quellen-Elektroden der entsprechenden Feldeffekt-Transistoren, die zur Bildung eines Leistungsverstärkers in Reihe geschaltet sind. Die den konstanten Strom liefernden Mittel können von Hand oder automatisch eingestellt werden, um einen geeigneten Arbeitspunkt der Transistoren einzustellen, und um deren Vorspannungen in Gleichgewicht zu bringen. Diese Vorspannanordnung ist für jede Stufe eines Gegentaktverstärkers verwendbar.
  • Eine Vielzahl der erfindungsgemäßen Vorspannanordnungen kann in einem mehrstufigen direkt gekoppelten Verstärker verwendet werden.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere auch aus den Ansprüchen.
  • Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen Leistungsgegentaktverstärker, der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorspannanordnung verwendet; Fig. 2 einen Gegentaktverstärker, der ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet; Fig. 3-6 Gegentaktverstärker, die andere Ausführungsbeispiele der Vorspannanordnungen verwenden; Fig. 7 einen direkt gekoppelten Verstärker, der mit der erfindungsgemäßen Vorspannanordnung ausgestattet ist; Fig. 8 einen-weiteren direkt gekoppelten Verstärker, der mit der erfindungsgemäßen Vorspannanordnung ausgestattet ist; Fig. 9 eine Quellenfolgeschaltung; Fig. 10 eine erfindungsgemäße Quellenfolgeschaltung; Fig. 11 eine Leistungsverstärkerschaltung, die eine erfindungsgemäße Quellenfolgeschaltung verwendet.
  • Im folgenden seien bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, aus welchen sich Art und Ziele der Erfindung an Hand der Zeichnung ergeben. In Fig. 1 ist ein Leitstungsgegentaktverstärker dargestellt, der die erfindungsgemäße Vorspannanordnung verwendet. Diese Verstärkerschaltung weist ein Paar Feldeffekt-Transistoren Q1 und Q2 auf, die in Serie geschaltet sind. Das Tor (gate; G) von Q1 ist über einen Kondensator Cl mit der Eingangsklemme T1 gekoppelt und das Tor von Q2 ist über einen Kondensator C2 mit der Eingangsklemme T2 -gekoppelt. Die Senke (drain; D) von Q1 ist mit der positiven Klemme T3 von in Serie geschalteten Battierien +E1 und -E2 verbunden, und die Senke von Transistor Q2 liegt an der negativen Klemme T4 der Batterien.
  • Zwischen den Tor- und Quellen-Elektroden der Transistoren liegen Widerstände R1 bzw. R2t. Eine Klemme T5 ist mit dem Punkt verbunden, wo die Quellenelektrode von Transistor Q1 mit der Senke (drain; D) des Transistors Q2 verbunden ist.
  • Eine Klemme T6 ist ferner mit dem Punkt verbunden, wo die beiden Battierien +El und -E2 miteinander verbunden sind.
  • Eine Last (oder ein Lautsprecher) RL liegt direkt zwischen den Klemmen T5 und T6 und die Klemme T6 ist geerdet. Ferner sind die Gates der Transistoren Q1 bzw. Q2 mit den Kollektoren der Transistoren Q3 bzw. Q4 verbunden. Der Emitter von Transistor Q3 liegt über einen Widerstand R3 an einem Ende eines veränderbaren Widerstands VR, und der Emitter des Transistors Q4 liegt über einen Widerstand R4 am anderen Ende des Widerstands VR. Der Gleitabgriff des Widerstands VR ist mit der Batterie -E4 verbunden. Die Basiselektroden der Transistoren Q3 und Q4 sind miteinander über eine veränderbare Spannungsversorgung E3 mit der Batterie -E4 verbunden. Der Transistor Q3 und der Widerstand R3 bilden eine einen konstanten Strom liefernde Einheit Ccl und der Transistor Q4 und der Widerstand R4 bilden eine weitere einen konstanten Strom liefernde Einheit CC2.
  • Die Gate-Quellen-Vorspannungen der Transistoren Q1 und Q2 werden durch den Spannungsabfall an den entsprechenden Widerständen R1 und R2 erzeugt. Die Gates dieser Transistoren sind mit einem niedrigeren Potential vorgespannt als die entsprechenden Source-Elektroden. Die Transistoren sind somit normal vorgespannt. In diesem Zustand fließt ein Strom durch Widerstand R1, Einheit Ccl und Widerstand VR in die Batterie -E4, und ein weiterer Strom fließt durch Widerstand R2, die Einheit CC2 und den Widerstand VR in die Batterie -E4.
  • Die Abgriffeinstellung am Widerstand VR bringt daher die Gate-Source-Vorspannungen der Transistoren Q1 und Q2 ins Gleichgewicht, weil der eingestellte Widerstand VR die gleiche Größe an Spannungsabfällen an den Widerständen R1 und R2 erzeugt, um zu gestatten, daß die Transistoren Q3 und Q4 die gleiche Strommenge führen. Die veränderbare Spannungsversorgung E3 ist vorgesehen, um die Größe der Ströme zu ändern, die von den Batterien +El bzw. -E2 aus durch die Widerstände R1 bzw. R2 zu den Transistoren Q3 und Q4 fließen, um durch eine einzige Einstellung in gleicher Weise die Gate-Source-Vorspannungen der Transistoren Q1 und Q2 zu verändern. Die Betriebsart wird daher wahlweise entweder auf A-Betrieb oder B-Betrieb eingestellt.
  • In dieser Schaltungsausbildung bilden die Transistoren Q3 bzw. Q4 konstanten Strom liefernde Einheiten CCl und CC2 und sie sind parallel zu den Feldeffekt-Transistoren Q1 und Q2 eingefügt. Daher werden die Transistoren Q1 und Q2, obwohl sie im wesentlichen unendliche Gate-Impedanzen haben, durch die Transistoren Q3 und Q4 beeinflußt. Um diese Beeinträchtigung zu eliminieren, sollten die Transistoren Q3 und Q4 unendliche Impedanz für Wechselstrom besitzen und sie sollten daher Feldeffekt-Transistoren oder bipolare Transistoren sein, welche die gleichen Eigenschaften wie Pentoden besitzen. Wenn diese Art von Transistoren verwendet wird, so zeigen die Transistoren Q3 und Q4 kollektorseitig eine hohe Impedanz für Wechselstrom und sie können daher imWechselstrombetrieb ignoriert werden. Nur Gleichströme werden den Widerständen R1 und R2 zugeführt.
  • Der Wechselstrombetrieb dieser Verstärkungsschaltung ist der gleiche wie bei üblichen Gegentaktverstärkern, und ein Eingangssignal wird an die Klemmen T1 und T 2 mit zueinander entgegengesetzt liegenden Phasen angelegt.
  • Gemäß der vorliegenden Vorspannanordnung können die Vorspannungen der Feldeffekt-Transistoren durch eine einzige Einstellung ins Gleichgewicht gebracht (symmetrisch eingestellt) werden, und diese Vorspannungen können auch durch eine weitere einzige Einstellung gleich eingestellt werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorspannanordnung ist in Fig. 2 gezeigt. Dort bestehen die einen konstanten Strom liefernden Mittel aus einem Differentialverstärker DA und einer einen konstanten Strom liefernden Einheit CC an Stelle von zwei einen konstanten Strom liefernden Einheiten Ccl und CC2 wie bei der Schaltung gemäß Fig. 1.
  • Der Differentialverstärker weist zwei Transistoren Q3 und Q4 auf. Die Basiselektroden der Transistoren Q3 und Q4 sind mit Eingangsklemmen T1 bzw. T2 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren Q3 und Q4 sind mit den Gates der Feldeffekt-Transistoren Ql bzw. Q2 verbunden. Die Emitterelektroden der Transistoren Q3 und Q4 sind mit der Kollektorelektrode des Transistors Q5 in der einen konstanten Strom liefernden Einheit CC verbunden. Die Emitterelektrode von Transistor Q5 steht über einen Widerstand R3 mit der negativen Spannungsversorgung -E4 in Verbindung. Die Basiselektrode von Transistor Q5 liegt über eine veränderbare Spannungsversorgung E3 an der negativen Spannungsversorgung -E4.
  • Die beiden durch die Widerstände R1 und durch R2 fließenden Ströme können in gleicher Weise durch eine Änderung der Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q5 oder durch eine Änderung der Versorgungsspannung E3 geändert werden, solange die Basispotentiale der Transistoren Q3 und Q4 konstant bleiben.
  • Der Differentialverstärker DA kann als ein Treiberverstärker durch Anlegen eines Eingangssignals mit entgegengesetzten Phasen an die Eingangsklemmen T1 und T2 der Transistoren Q3 und Q4 verwendet werden. In diesem Fall ist die wesentlich konstanten Strom liefernde Einheit nur eine.
  • Fig. 3 zeigt einen Gegentaktverstärker, der mit einer anderen Vorspannungsanordnung ausgestattet ist. Diese Verstärkerschaltung ist fast die gleiche wie die in Fig. 2 gezeigte mit der Ausnahme, daß eine Vorrichtung zur Feststellung der Schwankungen der Versorgungsspannungen vorhanden ist. In der Schaltung ist eine Serienverbindung eines Transistors Q6 und eines Widerstands R6 zwischen die Spannungsversorgungen +El und -E4 eingefügt, und die Basiselektrode des Transistors Q6 steht mit der Spannungsversorgung E2 in Verbindung. Gemäß dieser Schaltungsausbildung wird die Schwankung der Versorgungsspannungen in der Form eines Spannungsabfalls am Widerstand R6 festgestellt. Die festgestellte Schwankung oder Fluktuation wird über einen mit Widerstand R6 verbundenen veränderbaren Widerstand VR2 der Basis des Transistors Q5 zugeführt. Der Widerstand VR2 ist ferner mit dem anderen Ende mit der Anode einer Diode D2 verbunden1 die über eine Zener -Diode ZD an der Batterie -E4 liegt. Diese Kathode ist ferner über Diode D1 mit der Basiselektrode des Transistors Q5 verbunden. Transistor Q5, Widerstand R3 und veränderbarer Widerstand VR1 bilden eine einen konstanten Strom liefernde Einheit CC.
  • Der Ausgangsstrom der Stromlieferungseinheit CC wird entsprechend der festgestellten Spannung verändert und die Veränderung im Ausgangsstrom kompensiert die Vorspannung.
  • In anderen Worten ausgedrückt, die Spannungsschwankung (-+V) zwischen den Versorgungen +E1 und -E2 tritt am Widerstand R5 auf. Diese Spannungsschwankung wird in einen Strom umgewandelt und sodann wieder in eine Spannungsschwankung am Widerstand R6 rückumgewandelt. In einem Beispiel sei die Bezugs- oder Referenz-Spannung (Zener-Spannung), die an die Basis des Transistors Q5 angelegt wird, mit 12 Volt angenommen, und dieser Wert ist gleich demjenigen der Spannung, die am Widerstand R6 zu der Zeit auftritt, wenn sich die Versorgungsspannungen +El und -E2 auf einer Nennspannung befinden. In diesem Zustand werden die Enden des Widerstands VR2 auf dem gleichen Potential gehalten und am Widerstand tritt keine Potentialdifferenz auf. Der Transistor Q5 führt einen Emitterstrom, der durch die Summe der Widerstände R3 und VR1 bestimmt ist. Wenn der Gleitabgriff des veränderbaren Widerstands VR2 am linken Ende (Anodenseite der Diode D2) angeordnet ist, so wird die Zener-Spannung oder Bezugsspannung der Basiselektrode des Transistors Q5 zugeführt. Die Einheit CC arbeitet daher als eine gewöhnliche, einen konstanten Strom liefernde Einheit, die die Fluktuation der Batteriepannung nicht kompensiert.
  • Eine Änderung der Versorgungsspannungen hat die Änderung der Drain-Ströme der Feldeffekt-Transistoren Q1 und Q2 zur Folge.
  • Eine nach rechts gerichtete Verschiebung des Gleitabgriffs (auf den Widerstand R6 zu) addiert einen Teil der Spannung am Widerstand R6 der Basis des Transistors Q 5 hinzu, und es wird daher die Basisvorspannung des Transistors Q5 entsprechend der Spannungsänderung am Widerstand R6 geändert.
  • Dies bedeutet, daß der Ausgangsstrom des Transistors Q5 entsprechend einer Änderung der Drain-Versorgungsspannung geändert wird.
  • Wenn das Gleichgewicht oder die Symmetrie der Feldeffekt-Transistoren Q1 und Q2 ideal ist, so sind die Schaltungen 4 und 5 verwendbar.
  • In Fig. 4 besitzt die einen konstanten Strom liefernde Einheit CC nicht die für die Gleichgewichtseinstellung bei der in Fig. 3 gezeigten Schaltung erforderlichen Elemente, nämlich die Zener-Diode ZD, den Widerstand R4,- die Dioden D1 und D2 und den veränderbaren Widerstand VR2. Die Basiselektrode des Transistors Q5 ist direkt mit einem Ende des Widerstands R6 verbunden. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist die gleiche wie der Schaltung gemäß Fig. 3, wenn sich dort der Gleitabgriff des veränderbaren Widerstands VR2 in Fig. 3 in seiner Lage am rechten Ende befindet.
  • Die in Fig. 5 gezeigte einen konstanten Strom liefernde Einheit CC weist keine Diode D2, keinen Widerstand R4 und auch nicht den veränderbaren Widerstand VR2 auf, wohingegen alle diese Elemente bei der Schaltung gemäß Fig. 3 vorhanden sind.
  • Die Arbeitsweise ist die folgende: Wenn die Potentialdifferenz zwischen den Spannungsversorgungen +E1 und -E2 höher wird als die Nenn- oder Bemessungsspannung, so übersteigt die Spannung am Widerstand R6 die Zenerspannung und somit wird die Diode D1 in Sperrichtung vorgespannt.
  • In diesem Zustand wird die Spannung am Widerstand R6 direkt in die Basis des Transistors Q5 eingespeist.
  • Wenn die Versorgungsspannung niedriger wird als die Bemessungsspannung, so wird die Diode D1 leitend und die Zenerspannungen werden an die Basis des Transistors Q5 angelegt. Die vorliegende Schaltung reguliert somit nur höhere Spannungen als die Bemessungsspannung.
  • In der Schaltung gemäß Fig. 3 kann der Widerstand R5 mit der Erde GND an Stelle mit der Spannungsversorgung +El verbunden werden. In diesem Fall wird die Potentialdifferenz zwischen der Erde und der einen Spannungsversorgung (E2) festgestellt.
  • Gemäß den Schaltungen der Fig. 3-6 wird die Brummkomponente in den Versorgungsspannungen ausgelöscht und die Signalverzerrung an den Feldeffekt-Transistoren wird minimiert.
  • Fig. 7 zeigt einen direkt gekoppelten mehrstufigen Verstärker, der mit der erfindungsgemäßen Vorspannungsanordnung ausgestattet ist. Dieser Verstärker besteht aus einer Vorverstärker-, Treiber- und einer Leistungsverstärker-Stufe.
  • Die Vorverstärkerstufe weist ein Paar von Gegentakttransistoren Q3 und Q4 auf, deren Gates mit Eingangsklemmen IN1 bzw. IN2 verbunden sind, während die Source-Elektroden miteinander über eine einen konstanten Strom liefernde Einheit CC mit der Spannungsversorgung -E4 verbunden sind und die Drain-Elektroden direkt an den entsprechenden Gates der Feldeffekt-Transistoren Q7 und Q8 liegen.
  • Die Sourcefolge-Treiberstufe weist ein Paar Gegentakttransistoren Q7 und Q8 auf. Die Gates der Transistoren Q7 und Q8 sind mit den Drains der Transistoren Q3 bzw. Q4 verbunden. Die Drainelektrode des Transistors Q7 ist mit einer positiven Spannungsversorgung +El verbunden. Die Source-Elektrode des Transistors Q 7 liegt über eine in Sperrichtung vorgespannte Diode D3 und Widerstand R7 an der Ausgangsleitung OL (neutrales Potential). Das Gate von Trans sistor Q7 ist über Widerstand R1 mit der Ausgangsleitung OL verbunden. Die Drainelektrode des Transistors Q8 liegt an der Ausgangsleitung OL. Die Source-Elektrode von Transistor Q8 ist über eine in Sperrichtung vorgespannte Diode D4 und einen Widerstand R8 mit der negativen Spannungsversorgung -E2 verbunden. Das Gate von Transistor Q8 liegt über Widerstand R2 an der negativen Spannungsversorgung -E2. Die Widerstände R1 und R2 erzeugen jeweils die Gate-Source-Vorspannung VGS7 bzw. VGS8 an den Transistoren Q7 und Q8. Die Source-Elektroden der Transistoren Q7 und Q8 sind über Konstantstromquellen CC3 bzw. CC4 mit der negativen Spannungsversorgung -E4 verbunden. Der Verbindungspunkt von Diode D3 und Widerstand R7 steht mit dem Gate von Transistor Q1 in Verbindung. Der Verbindungspunkt von Diode D4 und Widerstand R8 ist an das Gate von Transistor Q2 angeschlossen. Die Dioden D3 und D4 dienen zum Schutz der Gate-Source-Spannung VGS1 und VGS2 der Transistoren Q1 und Q2 vor übersteuerung.
  • Die Leistungsverstärkerstufe weist Feldeffekt-Transistoren Q1 und Q2 auf. Die Schaltung dieser Stufe ist die gleiche wie die in Fig. 1.
  • Der Wechselstrombetrieb dieses Verstärkers ist der gleiche wie beim üblichen FET-Gegentaktverstärker.
  • Die erfindungsgemäßen Merkmale dieser Verstärkungsschaltung sind insbesondere die folgenden: Die in der Ordnung von Vor-, Treiber- und Leis tungs -Verstär;ker stufe ansteigenden Vorspannungen ermöglichen die direkte Kopplung dieser Stufen.
  • Diese Verstärkerschaltung kann eine Gegenkopplungsschleife aufweisen, welche den Gleichstrom des Verstärkers stabilisiert.
  • Dieser Verstärker benötigt keine unabhängige Vorspannungsversorgung und besitzt daher einen einfachen Schaltungsaufbau.
  • DieserVerstärker umfaßt keinen Kondensator und es ist daher die direkte oder galvanische'Kopplung sämtlicher Stufen möglich. Dies bedeutet, daß ein über einen großen Bereich hinweg stabiler Verstärker erhalten werden kann.
  • Fig. 8 zeigt einen weiteren direkt gekoppelten, mehrstufigen Verstärker. Die Schaltungsanordnung ist fast die gleiche wie bei Fig. 7. Hier sind die einen konstanten Strom liefernden Einheiten CC, CC3, CC4 durch Regelwiderstände (Rheostaten) VR5, VR3 und VR4 ersetzt und ein Paar einen konstanten Strom liefernder Einheiten CCl und CC2 sind zwischen den Gateelektroden der Transistoren Q1 bzw. Q8 und den Drainelektroden der Transistoren Q3 bzw. Q4 eingefügt.
  • Gemäß dieser Schaltungsausbildung werden sämtliche Ströme in der Schaltung durch die Regelwiderstände VR3-VR5 eingestellt. Darüber hinaus sind die Vorspannungen VGS7 und VGS8 der Transistoren Q7 und Q8 äußerst stabil wegen der einen konstanten Strom liefernden Einheit CCl (CC2), die zwischen der Gateelektrode von Transistor Q7 (Q8) und Drainelektrode von Transistor Q3 (Q4) eingesetzt ist.
  • Der Wechselstrombetrieb dieser Verstärkerschaltung ist der gleiche wie bei einem üblichen FET-Gegentaktverstärker.
  • Andere Merkmale dieser Verstärkerschaltung sind die gleichen wie diejenigen des Verstärkers gemäß Fig. 7 In Fig. 9 ist eine konventionielle Sourcefollower-Schaltung dargestellt, die einen Feldeffekt-Transistor (FET) verwendet.
  • In dieser Schaltung wird ein Ausgangssignal von der Sourceelektrode des FET abgenommen. Gemäß dieser Schaltungsausbildung ist ein Signal an Ausgangsklemme T positiv bezüglich Erde GND. Diese Klemme T kann daher nicht direkt mit einer Gatelektrode eines n-Kanal-FET (der Sperrschicht-Bauart) in der nächsten Stufe verbunden werden. Wenn die vorliegende Source-Folgeschaltung ohne irgendeine Verbesserung verwendet wird, so muß das Source-Potential des FET in der nächsten Stufe höher angehoben werden als das Source-Potential des Feldeffekt-Transistors in der Source-Folgeschaltung. Dies liegt an dem Erfordernis, daß das Source-Potential des FET in der nächsten Stufe höher gehalten werden muß als sein Gatepotential. Wenn eine Gleichspannungsversorgung verwendet wird, um das Source-Potential anzuheben, so bewirkt dies einen Leistungsverlust. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Source-Folgeschaltung verbessert, um diesen Nachteil zu überwinden und wird in den Fig. 7 und 8 an der Treiberstufe einschließlich Transistoren Q7 und Q8 verwendet.
  • Fig. 10 zeigt eine Source-Folgeschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei ist die Sourceelektrode des Transistors Q11 (entsprechend Q7 oder Q8)mit einer einen konstanten Strom liefernden Schaltung CC11 (entsprechend CC3 und CC4) verbunden, welchletztere einen Transistor Q12 aufweist, dessen Emitterelektrode über einen Widerstand R11 mit der negativen Spannungsversorgung -B1, dessen Basiselektrode über eine Vorspannungsversorgung BC mit der-negativen Spannungsversorgung -B1, und dessen Kollektorelektrode mit der Sourceelektrode des FET Q11 verbunden ist. Der Transistor Q12 sollte ein Feldeffekt-Transistor (FET) oder ein bipolarer Transistor sein, der die Eigenschaften einer Pentode besitzt.
  • In der in der Fig. dargestellten Schaltung fließt ein erster Strom von der Spannungsversorgung +B1 durch den Transistor Q11 zur einen konstanten Strom liefernden Versorgung CC11 und ein zweiter Strom fließt von der Erde GND durch den Widerstand RS (entsprechend R7 und R8) zu der einen konstanten Strom liefernden Versorgung CC11. Wenn die Schaltung so ausgelegt ist, daß der erste Strom gleich dem zweiten Strom ist, so wird das Source-Potential negativ. D.h. der von Spannungsversorgung +B1 durch Transistor Qll und Widerstand RS zu Erde GND fließende Strom wird in seiner Polarität am Widerstand RS umgekehrt.
  • Die parallel zum Ausgang T etngesetzte einen konstanten Strom liefernde Schaltung übt kaum einen nachteiligen Effekt auf den Wechselstrombetrieb dieser Source-Folgeschaltung aus, wenn der Transistor Q12 eine hohe Eingangsimpedanz besitzt.
  • Die negativ vorgespannte Ausgangsklemme T kann direkt mit dem Gate des darauffolgenden n-Kanal-FET verbunden werden.
  • Fig. 11 zeigt eine Leistungsverstärkerschaltung, die eine Source-Folgeschaltung in der Vor-Treiberstufe und komplementäre symmetrische Schaltungen in der Treiber- und Leistungs-Stufe verwendet. In der Zeichnung ist eine Source-Folgeschaltung durch eine strichpunktierte Linie eingefaßt, und diese Schaltung ist die erfindungsgemäße Schaltung. In der Schaltung sind die von einer Drain- und einer Source-Elektrode des Feldeffekt-Transistors Q11 kommenden Klemmen T11 und T12 in entsprechender Weise mit den Gates eines p-Kanal-FET Q13 bzw. eines n-Kanal-FET Q14 über Widerstände R12 bzw. R14 mit Spannungsversorgungen +B1 bzw. -B2 verbunden. Die Drainelektroden der Transistoren Q13 und Q14 sind miteinander durch Widerstand R13 verbunden.
  • Ein Paar von Feldeffekt-Transistoren Q15 und Q16 sind in Reihe zwischen Spannungsversorgungen +B1 und -B2 geschaltet.
  • Das Gate von Transistor Q15 ist mit dem Punkt verbunden, wo die Drainelektrode von Transistor Q14 an den Widerstand R13 angeschlossen ist. Die Gateelektrode von Transistor Q16 ist mit dem Punkt verbunden, wo die Drainelektrode von Transistor Q13 an den Widerstand R13 angeschlossen ist. Die Ausgangsklemme T 13 ist mit dem Verbindungspunkt der Source-Elektroden der Transistoren Q15 und Q16 verbunden. Somit sind die genannte Source-Folgeschaltung, die Treiberschaltung DA und der Leistungsverstärker PA direkt miteinander in Kaskade verbunden.
  • Wie oben beschrieben, besitzt in dieser Source-Folgeschaltungsausbildung ein Feldeffekt-Transistor einen Source-Widerstand und die Source-Elektrode des Transistors ist über eine einen konstanten Strom liefernde Schaltung mit einer negativen Spannungsversorgung verbunden. Daher kann in den Feldeffekt-Transistor eine stabilisierte Vorspannung eingegeben werden.
  • Da der Ausgang dieser Source-Folgeschaltung direkt mit einer Gateelektrode eines n-Kanal-FET verbunden werden kann, werden die Kopplungsschaltung und die Spannungsversorgung vereinfacht.
  • Zusammenfassend kann man sagen, daß hier eine Vorspannungsanordnung beschrieben wurde, die ein Paar von Gate-Vorspannwiderständen für einen Gegentaktverstärker bildende Feldeffekt-Transistoren und eine einen konstanten Strom liefernde Versorgungsvorrichtung aufweist, welche zwei Ausgangsklemmen besitzt, um stabilisierte Gate-Vorspannungen an die Transistoren zu liefern. Die einen konstanten Strom liefernden Mittel können manuell oder automatisch eingestellt werden, um einen geeigneten Arbeitspunkt der Transistoren einzustellen, und um ihre Vorspannungen in Gleichgewicht zu bringen. Durch diese Anordnung besitzen die Verstärker einen vereinfachten Aufbau. Diese Anordnung vereinfacht die Vorspannmittel sehr stark, die auch leicht reguliert-- werden können.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    rj Verstärkerschaltung gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Feldeffekt-Transistor (beispielsweise Q1, Q2) mit einer Verbindung zwischen der Source-Elektrode (S) des ersten Transistors und der Drainelektrode (D) des zweiten Transistors, eine von dieser Verbindung abgegriffene Ausgangsklemme, mit den Gates der Transistoren verbundene Eingangsklemmen (beispielsweise T1, T2), einen ersten zwischen dem Gate und der Source-Elektrode des ersten Transistors liegenden Widerstand, einen zweiten zwischen der Gate- und Source-Elektrode des zweiten-Transistors liegenden Widerstand, eine zwei Ausgangsklemmen aufweisende jeweils mit den Gates der Transistoren verbundene, einen konstanten Strom liefernde Vorrichtung, eine erste mit der Drain-Elektrode des ersten Transistors verbundene Spannungsversorgung (+El) und eine zweite mit der Source-Elektrode des zweiten Transistors verbundene Spannungsversorgung (+E2).
  2. 2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen konstanten Strom liefernde Vorrichtung ein Paar in ihrer Ausgangsgröße einstellbare einen konstanten Strom liefernde Einheiten und einen Rheostaten aufweist, wobei jede der Einheiten einen Transistor besitzt, der mit einer Kollektorelektrode mit einer Ausgangsklemme, der mit einer Basiselektrode mit einer im Ausgang einstellbaren Spannungsversorgung und der mit einer Emitterelektrode mit einem Widerstand verbunden ist, und wobei der Rheostat mit seinen Enden mit den Widerständen ver--bunden ist und-sein Mittelabgriff an einer dritten Spannungsversorgung liegt.
  3. 3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen konstanten Strom liefernde Vorrichtung folgende Elemente aufweist: Einen Differentialverstärker, der aus einem dritten und vierten Transistor besteht, von denen ein jeder eine Kollektorelektrode, eine Basiselektrode und eine Emitterelektrode aufweist, und wobei die Kollektorelektrode mit einer den Ausgangsklemmen der einen konstanten Strom liefernden Vorrichtung verbunden ist, und eine in ihrer Ausgangsgröße einstellbare einen konstanten Strom liefernde Einheit, die aus einem fünften mit einer Kollektorelektrode mit den Emittern der dritten und vierten Transistoren verbundenen Transistor (beispielsweise Q5) besteht, der mit einer Emitterelektrode über einen Widerstand mit einer dritten Spannungsversorgung und mit einer Basiselektrode über eine in der Ausgangsgröße einstellbare Spannungsversorgung mit der dritten Spannungsversorgung verbunden ist.
  4. 4. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ausgangsgröße einstellbare Spannungsversorgung durch eine die Versorgungsspannungsschwankungen feststellende Vorrichtung gesteuert ist.
  5. 5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwankungsfeststellvorrichtung folgende Elemente aufweist: Einen sechsten Transistor, der mit seiner Kollektorelektrode über einen fünften Widerstand mit der ersten Spannungsversorgung verbunden ist, und der mit einer Basiselektrode direkt an der zweiten Spannungsversorgung liegt, und der mit einer Emitterelektrode über einen sechsten Widerstand mit der negativen Spannungsversorgung in Verbindung steht, und wobei die in der Ausgangsgröße einstellbare Spannungsversorgung eine Zener-Diode aufweist, die mit ihrer Anode an der zweiten negativen Spannungsversorgung liegt, und wobei eine erste Diode (beispielsweise D2) mit ihrer Kathode an der Kathode der Zener-Diode liegt und mit ihrer Anode über einen vierten Anstand an Erde angeschlossen ist, und wobei ferner ein Rheostat mit einem Ende an dem Verbindungspunkt des sechsten Transistors und des Widerstands liegt, und wobei das andere Ende mit der Anode der ersten Diode in Verbindung steht, und wobei schließlich ein Gleitabgriff direkt an die Basiselektrode des fünften Transistors und über eine zweite Diode an die Kathode der Zener-Diode angeschlossen ist.
  6. 6. Verstärkerschaltung bestehend aus einer Kombination der Verstärkerschaltungen gemäß den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker gemäß Anspruch 2 eine erste Verstärkerstufe und der Verstärker gemäß Anspruch 3 eine zweite Verstärkerstufe bildet, und wobei der erste Widerstand (R1) ion der ersten Verstärkerstufe zwischen dem ersten Widerstand (R3) und der Source-Elektrode des ersten Transistors (Q3) in der zweiten Verstärkerstufe eingesetzt ist, und wobei der erwähnte zweite Widerstand (R2) in der ersten Verstärkerstufe zwischen dem zweiten Widerstand (R4) und der Source-Elektrode des zweiten Transistors (Q4) in der zweiten Verstärkerstufe eingesetzt ist.
  7. 7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche erwähnten einen konstanten Strom liefernde Einheiten durch Regelwiderstände ersetzt sind, und daß ein Paar von einen konstanten Strom liefernden Einheiten zwischen die Ausgangsklemmen des Differentialverstärkers und die Gates der ersten und zweiten Transistoren in der zweiten Stufe eingesetzt sind.
  8. 8. Source-Folgeschaltung, gekennzeichnet durch einen Feldeffekt-Transistor mit einer Source-Gate- und Drain-Elektrode, eine positive an die Drain-Elektrode angelegte Spannungsversorgung, eine Reihenverbindung einer negativen Vorspannungsversorgung.und einer Signalquelle eingesetzt zwischen die Gate-Elektrode und Erde, eine mit der Source-Elektrode verbundene Ausgangsklemme, einen zwischen die Source-Elektrode des erwähnten Transistors und Erde eingesetzten Widerstand, und eine einen konstanten Strom liefernde Schaltung, die zwischen der Source-Elektrode und einer negativen Spannungsversorgung eingesetzt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0189489B1 (de) * 1984-12-28 1989-10-04 International Business Machines Corporation Schaltungsanordnung für konstante Vorspannung und deren Anwendung in einem Operationsverstärker
US20060180398A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-17 Ibrahim Khalil Integrated waffle pan apparatus and method
JP2009194869A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Systec:Kk 静電誘導トランジスタを用いたパワーアンプ回路のバイアス電流設定回路
JP5501043B2 (ja) * 2010-03-16 2014-05-21 株式会社ミツトヨ 容量変化型変位計

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS521229Y2 (de) * 1971-09-09 1977-01-12
JPS551724B2 (de) * 1974-03-16 1980-01-16

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