DE2516319A1

DE2516319A1 - Stromverstaerker

Info

Publication number: DE2516319A1
Application number: DE19752516319
Authority: DE
Inventors: Adel Abdel Aziz Ahmed
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-04-15
Filing date: 1975-04-15
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE2516319C3; JPS5436820B2; DE2516319B2; JPS50139660A; GB1494369A; FR2267657A1; CA1033020A; US3904976A

Description

7796-75 Ks/Sö

RGA 67, 793 Dr.-Ing. Ernst Sommerfeld

U. 8. Serial No, 461,229 ZX

Filed: April 15» 197^ DIpI.-tr3. Wolfgang K ^sler

β Mönchen 86, Postfach 6606ββ

RGA Corporation New York, N. Y., V.St.v.A.

Stromverstärker

Die Erfindung bezieht sich auf Stromverstärker mit eindeutig definierten Verstärkungsfaktoren.

In monolithischen integrierten Schaltungen werden gewöhnlich Stromverstärker verwendet, um mit dem Problem der Pegelverschiebungen fertig zu werden, welches dadurch entsteht, daß bei solchen Schaltungen die Kopplung zwischen einzelnen Stufen gleichstrommässig erfolgt. Es ist eine Sorte von Stromverstärkern bekannt, deren Verstärkungsfaktoren durch das Verhältnis der Transkonduktanζen (manchmal auch Gegenwirkleitwerte genannt) zweier Transisoren eindeutig bestimmt sind. Diese Stromverstärker werden gemeinhin als "Stromspiegelverstärker" oder einfach als "Stromspiegel" bezeichnet. Die Proportionierung der Transkonduktanzen der Transistoren erfolgt durch Kontrolle ihrer physikalischen Dimensionen. Damit der Verstärkungsfaktor eines Stromspiegels exakt durch das Verhältnis der Transkonduktanzen der beiden Transistoren festgelegt wird (innerhalb einer Toleranz von z.B. etwa 2 #), nüssen die Transistoren jeweils einen hohen Stromverstärkungsfaktor in Emitterschaltung (z.B. von 50 oder mehr) haben. In der Praxis ist Jedoch ein solch hoher Stromverstärkungsfaktor bei Strömen von einigen 100 Mikroampere oder darüber mit pnp-Lateraltransistoren vernünftiger Größe schwer erreichbar.

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Bekannte Stromspiegelverstärker mit pnp-Lateraltransistoren haben andere Nachteile. Ihre Ausgangsiinpedanz neigt dazu, bei höheren Strömen wesentlich niedriger zu werden als die Ausgan^simpedanz ihrer npn-Gegenstücke. Bei pnp-Lateraltransiatoren wird die Vorwärts-StromverStärkung in Emitterschaltung durch die Temperatur beeinflußt, so daß eine Bemessung der Dimensionen von pnp-Lateraltransistoren im Sinne eines Ausgleichs dafür, daß iiesa Verstärkungsfaktoren niedrig sind, keine ausreichende Kompensation über einen weiten Temperaturbereich bringt.

Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile bekannter Stromspiegelverstärker, d.h. die unerwünschte Beeinflussung ihrer Stromverstärkungen durch die Basisströme der in ihnen verwendeten pnp-Transistoren in Lateralbauweise,darauf zurückzuführen sind, daß d3.ese Basisströme in unrichtiger Weise zwischen den Eingangs-? und den Ausgangsströmen des Stromspiegelverstärkers verteilt werden« Es wurde gefunden, daß der besagte nachteilige Einfluß veriäieäen wird, wenn die Basisströme der pnp-Lateraltransistoren zw±sahen den Ausgangs- und Eingangsströmen eines Stromverstärkers in einem Verhältnis aufgeteilt werden, welches dem Stromverstärkungsfaktor des Stromverstärkers entspricht.

Die Erfindung wird realisiert an einem mit drei Anschlüssen versehenen Stromverstärker, der sinen Stromverstärkungsfaktor k hat« Der Stromverstärker enthält ein erstes ohmsches Glied, welGJQ.es in einen ersten Stromweg-zwischen die Eingangsklemme und die dem Eingangs- und Ausgangskreis gemeinsame Klemme des Vex-stärkers geschaltet ist. Ein zweites ohmsches Glied, dessen Leitwert gemäß dem Faktor k in proportionaler Beziehung zum Leitwert des ersten ohmecben Gliedes steht, ist in einen zweiten Stromweg zwischen der Ausgangsklemme und der gemeinsam en Klemme geschaltet, um den in diesem zweiten Weg fließenden Strom sit fühlen. Schließlich ist eine auf die Spannungen am ersten und am. sweiten ohmschen Glied ansprechende Anordnung vorgesehen, um den durch den zweiten We'g fließenden Stron im Sinne einer Gleich« haltung dieser beiden Spannungen au regeln.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert, in denen die Figuren 1-10 Schaltbilder von Stromverstärkern in verschiedener Ausgestaltung der Erfindung darstellen.

Die Fig. 1 zeigt innerhalb eines gestrichelt gezeichneten Rahmens einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stromverstärker 100, der eine aktive Last für die Kollektoren zweier Transistoren 101 und 102 darstellt, die als emittergekoppelter Differentialverstärker geschaltet sind. Ein Eingangssignal, dessen Werte zwischen dem positiven und dem negativen Potential einer Betriebsspannungsquelle 108 liegen, wird zwischen die Eingangsklemmen 103 und 104- an den Basen der Transistoren 101 und 102 gelegt, um die Kollektorströme der Transistoren 101 und 102 gegenphasig zu ändern. Die KollektorStromänderungen des Transistors 102 werden direkt auf die Ausgangsklemme 105 gegeben. Die Kollektorstromänderungen des Transistors 101 werden als Eingangssignal der Eingangsklemme 106 des Stromverstärkers 100 zugeführt. Der Verstärker 100 reagiert auf diese Stromänderungen mit gegenphasigen Stromänderungen an seiner Ausgangsklemme 107, die mit der Ausgangsklemme 105 verbunden ist. Der Stromverstärker 100 setzt also die Gegentakt-Ausgangsströme von den Kollektoren der Transistoren 101 und 102 in ein Eintakt-Signal um, um eine (nicht dargestellte) Last zu speisen, die zwischen die Klemme 105 und ein Bezugspotential geschaltet ist. Dieses Bezugspotential liegt zwischen dem positiven und dem negativen Potential der Betriebsspannungsquelle 108.

Die Betriebsspannungsquelle 108 legt ein Betriebspotential an die gemeinsame Klemme 109 des Stromverstärkers 100. Der Transistor 101 empfängt Kollektorruhestrom aus der Quelle 108 über die Klemme 109, die Dioden 110 und 111, die hierdruch in Durchlaßrichtung gespannt werden, und die Klemme 106. Der Transistor 102 empfängt Kollektorruhestrom aus der Quelle 108 über die Klemme 109, die Dioden 112 und 113, die hierdurch in Durchlaßrichtung gespannt werden, die Kolle ktor-Emitter-Strecke des

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Transistors 114· und die Klemme 107.

Die Dioden 110 und 111 bilden ein erstes nicht-lineares ohmsches Glied 115, welches als Kollektorlast des Transistors 101 dient. Die Spannung an jeder der Dioden erhöht sich bei jeder Verdoppelung des Kollektorstroms des Transistors 101 nur um etwa 18 Millivolt, so daß Änderungen des zum Transistor 101 fließenden Kollektorstroms über.einen weiten Bereich nur sehr geringe Änderungen des Spannungsabfalls am nicht-linearen ohmschen Glied 115 zur Folge haben. Die Dioden 112 und 113 bilden ein zweites nicht-lineares ohmsches Glied 116, dessen Stromkennlinie gemäß einem Faktor k für jede gegebene Spannung mit derjenigen des nicht-linearen ohmschen Gliedes 115 in proportionaler Beziehung steht. Wenn man also den Spannungsabfall an den beiden nicht-linearen ohmschen Gliedern 115 und 116 auf jeweils den gleichen Wert einstellt, dann beträgt das Verhältnis des durch das Glied 116 fließenden Stroms zu dem durch das Glied 115 fließenden Strom genau k.

Beispielsweise sei angenommen, daß die nicht-linearen ohmschen Glieder 115und 116 gleiche Strom/Spannungs-Kennlinien haben, weil die Dioden 110 und 111 gleiche Struktur wie die Dioden 112 und 113 haben. Wenn man dann den Spannungsabfall am nicht-linearen ohmschen Glied 116 gleich dem Spannungsabfall am nicht-linearen ohmschen Glied 115 macht, dann sind die durch die beiden Glieder fließenden Ströme einander gleich.

Die Einstellung des Spannungsabfalls am nicht-linearen ohmschen Glied 116 erfolgt mittels Gegenkopplung. Die Spannungen an den Gliedern 115 Tßnd 116 werden dem invertierenden bzw. dem nichtinvertierenden Eingang eines Differentialverstärkers 117 angelegt, der im Falle der Figur 1 zwei emittergekoppelte Transistoren 118 und 119 aufweist, und der an seinem Ausgang ein F_ehlersignal liefert, welches proportional der Differenz zwischen diesen beiden Spannungen ist, allerdings mit verstärkter Amplitude (der invertierende Eingang des Differential Verstärkers 117 wird durch die Basis des Transistors 118 und die Klemme 109 gebildet.

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Der nicht-invertierende Eingang des DifferentialVerstärkers

117 wird durch die Basis des Transistors 119 und die Klemme 109 gebildet. Die Anschlüsse für den Ausgang des Differentialverstärkers 117 sind der Kollektor des Transistors 118 und die Klemme 122). Dieses Fehlersignal wird vom Kollektor des Transistors 118 über den hierbei als Emitterfolger arbeitenden Transistor 120auf die Basis des Transistors 114- gegeben, um dessen Leitfähigkeit einzustellen.

Diese Einstellung erfolgt im Sinne einer Verkleinerung des Fehlersignals. Das heißt, wenn die Spannung am Glied 116 diejenige am Glied 115 übersteigt, wird die Leitfähigkeit des Transistors

118 gegenüber der Leitfähigkeit des Transistors 119 vermindert. Dies verkleinert den vom Kollektor des Transistors 118 gelieferten Basisstrom für den Transistor 120, so daß dieser Transistor weniger leitend wird und weniger Basisstrom zum Transistor 114 sendet. Dies wiederum vermindert die Leitfähigkeit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 114, so daß durch das Glied 116 weniger Strom fließt und an diesem Glied weniger Spannung abfällt.

Wenn andererseits der Spannungsabfall am Glied 116 kleher als der Spannungsabfall am Glied 115 ist, dann wird die Leitfähigkeit des Transistors 118 höher als diejenige des Transistors 119· Hierdurch wird der vom Kollektor des Transistors 118 zum Transistor 120 gelieferte Basisstrom größer, so daß die Leitfähigkeit dieses Transistors ansteigt und der Transistor 114 mehr Basisstrom erhält. Dies erhöht die Leitfähigkeit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 114, so daß mehr Strom durch das Glied 116 fließt und an diesem Glied eine höhere Spannung abfällt.

Die Transistoren 120 und 114 bilden eine Darlington-Kaskadenschaltung die als "kombinierter Transistor¹? 121 betrachtet werden kann, dessen Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung im wesentlichen gleich ist dem Produkt der Vorwärts-Stromver-

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Stärkungen in Emitterschaltung der Transistoren 120 und Die Basis des Transistors 120 stellt die "Basiselektrode" dieses kombinierten Transistors 121 dar. Der Emitter des Transistors 114 bildet die "Emitterelektrode" des kombinierten Transistors 121, und die aisammengekoppelten Kollektoren der Transistoren 114 und 120 bilden die "Kollektorelektrode" des kombinierten Transistors 121. Der "Emitterstrom" des kombinierten Transistors 121 wird über die Klemme 107 gezogen und ist bekanntlich gleich der Summe des '!Basisstroms" und des "Kollektorstroms¹¹ des kombinierten Transistors,wie es auch bei einem gewciiniichen Transistor der Fall ist. Da man zulässigerweise davon ausgehen kann, daß die Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung des kombinierten Transistors 121 sehr hoch ist (höher als 25OO wenn die Transistoren 120 und 114 jeweils eine Vorwärts-Stromverstärkung in Emitterschaltung von mehr als 50 haben, was gewöhnlich der Fall ist), ist der "Kollektorstrom" des kombinierten Transistors nahezu gleich groß wie dessen "Emitterstrom".

Ba der'"Kollektorstrom" des kombinierten Transistors 121 die vorwiegende Ursache für den Spannungsabfall am nicht-linearen ohmsehen Glied 116 ist, sollte er in einem vorbestimmten Verhältnis zum Kollektorstrom des Transistors 101 stehen,der die vorwiegende Ursache für den Spannungsabfall am nicht-linearen ohmsciien Glied II5 ist. Dies sollte deswegen so sein, damit die an den Gliedern 115 und 116 abfallenden Spannungen einander gleich sind und damit das Fehlersignal den Wert 0 bekommt. Dieses "vorbestimmte Verhältnis" ist das Verhältnis der Strom/Spannungs-Kennlinie des nicht-linearen ohmsehen Gliedes 116 zu derjenigen des nicht-linearen ohmsehen Gliedes 115* W_enn der "Kollektorstroiß" des kombinierten Transistors 121 in diesem vorbestimmten Verhältnis zum Kollektorstrom dee Transistors 101 steht, dann steht (weil der "Kollektorstrom" imd der "Emitterstrom" des kombinierten Transistors nahezu gleich groß sind) der"Emitterstro# des kombinierten Transistors 121 im im wesentlichen demselben vorbestimmten Verhältnis zvm Kollektoretrom des Transistors 101.

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Anders ausgedrückt heißt dies, daß der Ausgangsstrom von der AusRangsklemme 107 des Stromverstärkers 100 in diesem vorbestimmten Verhältnis zum Eingangsstrom steht,der von der Einrcangsklemme 106 des Verstärkers gezogen wird. Für den Sonderfall, daß das vorbestimmte Verhältnis zwischen den Strom/ Spannungs-Kennlinien der nicht-linearen ohmschen Glieder 115 und 116 gleich 1 ist, ist der über die Eingangskiemme 106 fließende Eingangsstrom gleich dem über die Klemme 107 fließenden Ausgangsstrom.

Für den allgemeineren Fall sei angenommen, daß die Dioden 110, 111, 112 und 113 aus gleichem Halbleitermaterial bestehen und gleiche Diffusionsprofile haben. Wenn in diesem Fall die Dioden 112 und 113 eine k-mal so große Halbleiterübergangsfläche haben wie die Dioden 110 und 111, dann muß der durch die Dioden 112 und 113 fließende Strom k-mal so groß sein, wie der durch die Dioden 110 und 111 fließende Strom, damit der Spannungsabfall am Glied 116 gleich dem Spannungsabfall am Glied 115 ist (k sei irgendeine positive Zahl). Dies gilt deswegen, weil bekanntlich der Spannungsabfall an einem Halbleiterübergang durch die Dichte des hindurchfließenden Stroms bestimmt ist. Das vorbestimmte Verhältnis zwischen den Strom/Spannungs-Kennlinien der nichtlinearen ohmschen Glieder 115 und 116 beträgt 1ik. Der von der Ausgangsklemme 107 gelieferte Ausgangsstrom des Stromverstärkers 100 ist dann k-mal so groß wie der über seine Eingangsklemme 106 gezogene Eingangsstrom.

Beim Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Stromverstärkers 100 muß besonders sorgfältig vorgegangen werden, wenn die Basisruheströme der Transistoren 118 und 119 einander angepaßt werden sollen, was zur Erzielung äußerst genauer und vorhersagbarer Verhältnisse zwischen den Eingangs- und Ausgangsströmen des Stromverstärkers wünschenswert ist. Für eine solche Anpassung sollte der über die Klemme 122 zum Bezugspotential (d.h. nach Masse) fließende Kollektorstrom des Transistors 119 gleich sein dem Kollektorstrom des Transistors 118, der auf die Basis des Transistors 120 gegeben wird. Ein Nennwert für diesen letztgenannten Kollektorstrom läßt sich bestimmen, wenn man den Aus-

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pangsruhestrom kennt, den der Stromverstärker 100 an seine AuRRanRsklemme 107 liefert. Dieser Ausgangaruhestrom wird durch die fsu erwartende Vorwärts-Stromverstärkunp; in Emitterschaltung des kombinierten Transistors 121 geteilt, um den Nennwert des Basisruhestroms dieses kombinierten Transistors zu bestimmen, der auch der Kollektorruhestrom des Transistors

118 ist.

Damit die Kollektorruheströme der Transistoren 118 und 119 einander im wesentlichen gleich werden, sollte dem Verbindungspunktder Emitter der Transistoren 118 und 119 ein Strom zugeführt werden, der doppelt so groß wie der Kollektorruhestrom des Transistors 118 ist. Die Spannung an diesem Verbindungspunkt ist eindeutig definiert und gleich der Summe der Offsetspannungen an den Übergängen der seriengeschalteten Dioden und 111 minus der Off set spannung am Basis-Emitte r-Übergang des Transistors 118 (oder auch gleich der Summe der Off set spannungen an den Übergängen der seriengeschalteten Dioden 112 und minus der Off set spannung am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 119). Wegen dieser eindeutig definierten Spannung am Verbindungspunkt zwischen den Emittern der Transistoren 118 und

119 kann man dem durch das ohmsche Element 123 fließenden Strom dadurch den gewünschten Wert geben, daß man den Widerstandswert dieses Elements nach dem ohmschen Gesetz entsprechend wählt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die nicht-linearen ohmschen Glieder 115 und 116 und der Differentialverstärker 118, 119 die Spannung am Widerstand 123 stabilisieren, der zwischen die Klemme 109 und die zusammengekoppelten Emitter der Transistoren 118 und 119 geschaltet ist. Diese Stabilisierungsfunktion, die den Widerstand 123 praktisch zu einer Konstantstromquelle macht, ist ein zusätzliches Ergebnis neben der Proportbnierung des von der Ausgangsklemme 107 abgegebenen Stroms gegenüber dem von der Klemme 106 gezogenen Strom. Die nüht-linearen ohmschen Glieder 115 und 116 können außerdem eine widhtige Rolle übernehmen, indem sie die Bandbreite des pnp-Transistor-Differentialverstärkers 117 aufrechterhalten.

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Diese nicht-linearen ohmschen Glieder 115 uncl 116 haben nämlich einen kleinen dynamischen Wirkwiderstand, der die Gefahr vermindert, daß die aus den Transistoren 118 und 119 gebildete Anordnung infolge ihrer Kollektor-Basis-Kapazitäten zu selbsterregten Schwingungen führt·

Im Falle der Fig. 1 enthält die Gegenkopplungsschleife zur Festlegung des Verhältnisses des AusgangsStroms zum Eingangsstrom des Stromverstärkers 100 einen sogenannten kombinierten Transistor 121. Es ist jedoch auch möglich, statt eines solchen kombinierten Transistores 121 einen einzelnen Transistor zu verwenden. Die niedrigere Stromverstärkung eines einzelnen Transistors würde jedoch zur Folge haben, daß das vorbestimmte Verhältnis des von der Klemme 107 gelieferten AusgangsStroms zu dem von der Klemme 106 gezogenen Eingangsstrom weniger genau festgelegt wird. Das in den Patentansprüchen verwendete Wort "Transistor" soll gleichermaßen einen einzelnen Transistor wie einen kombinierten Transistor umfassen, das heißt eine Schaltung mit Eigenschaften, die denjenigen eines Transistors vergleichbar sind.

Die Fig. 2 zeigt eine Abwandlung 200 des Stromverstärkers 100 nach Fig. 1. Im Stromverstärker 200 ist der Wert des Widerstands 123 wesentlich kleiner gewählt, als der Wert, der erforderlich ist, um durch diesen Widerstand einen Strom fließen zu lassen, der im wesentlichen doppelt so groß wie der zur Speisung der Basis des Transistors 120 benötigte Strom ist. Hierdurch werden die Emitterströme in den Transistoren 118 und 119 wesentlich größer als der dem Transistor 120 zuzuführende Basisstrom. Die Transkonduktanζ eines Transistors steigt proportional mit seinem Emitterstrom an. Die Höhecbr Fehlersignalspannung, die zwischen ' den Basen der Transistoren 118 und 119 zur Versorgung des Transistors 120 mit Basisstrom erforderlich ist, wird wegen der höheren Transkonduktanzen der Transistoren 118 und 119 wesentlich vermindert.

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Der überschüssige Kdlektorstrom des Transistors 118, der zur Versorgung des Transistors 120 nicht benötigt wird, wird durch eine Stromsenke fortgenommen, die mit dem Ausgangskreis eines Stromspiegelverstarkers 201 gebildet wird. Der Stromspiegelverstärker 201 ist ein Stromverstärker mit invertierendem Strom-Verstärkungsfaktor . Der Kollektorstrom des Transistors 119 wird dem Eingang des Stromspiegelverstarkers 201 zugeführt, der daraufhin an seinem Ausgang einen gleich großen Strom aus dem Kollektor des Transistors 118 zieht. Der dargestellte Stromspiegelverstärker besteht aus einem V_erstärkertransistor 202 ih Emitterschaltung, dessen Basis-Emitter-Übergang einem ähnlichen, als Diode geschalteten Transistor 203 parallel geschaltet ist. Dieser Stromspiegelverstärker ist einer von bekannten Typen, von denen auch andere zur Herstellung der gewünschten Stromsenke verwendet werden können.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei einer praktisch realisierten Schaltung der Wert der Ströme, die von den Kollektoren der Transistoren 118 und 119 zum Stromspiegelverstärker 201 fließen, weit über dem Wert des Basisstroms liegt, der dem Transistor in der kombinierten Transistoranordnung 121 zugeführt wird. Die Einflüsse dieser zum Stromspiegelverstärker 201 fließenden Ströme auf die Offsetspannungen an den Basis-Emitter-Übergängen der Transistoren 118 und 119 überdecken daher bei weitem den Einfluß des zum Transistor 120 fließenden Basisstroms. Der Stromspiegelverstärker 201 kann die von den Kollektoren der Transistoren 118 und 119 gelieferten Ströme in festem Verhältnis halten, was ' die mit dem kombinierten Transistor 121 bewirkte Gegenkopplung des DifferentialVerstärkers 117 erlaubt. Die proportionierten Emitter-Kollektor-Ströme der Transistoren 118 und 119 können dann dazu verwendet werden, die Basis-Emitter-Offsetspannungen dieser Transistoren anzupassen.

Im einzelnen wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 2 die.Fläche des Basis-Emitter-Übergangs des Transistors 119 k-mal so groß ausgelegt, wie die Fläche des Basis-Emitter-Übergangs des Transistors 118, und der Stromspiegel-

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verstärker 201 wird für einen Stromverstärkungsfaktor von -1A ausgelegt. Dies führt dazu, daß die Basis-Emitter-Offsetspannungen der Transistoren 118 und 119 einander gleich sind und daß die Basisströme der Transistoren 118 und 119 die Spannungsabfalle an den ohmschen Gliedern 115 und 116 in glei- eher Weise beeinflussen. Alle nachgeordneten Einflüsse, welche die vorhergesagte Stromverstärkung des Verstärkers 200 störend beeinflussen, loschen sich somit gegenseitig aus. Die Stromverstärkung des in Fig. 2 gezeigten speziellen Stromspiegelverstärkers 201 ist gleich -4/k, wenn die Transistoren 202 und 203 einander angepaßte Diffusionsprofile haben und wenn ihre Basis-Emitter-Übergangsflächen ebenfalls im Verhältnis von 1:k zueinander stehen.

Die Fig. 3 zeigt einen Stromverstärker 300, worin das ohmsche Element 123 als Halbleiterdiode 123' ausgebildet ist. Da sich die Spannung an der Diode 123' proportional mit dem Strom und der Temperatur in gleicher Weise ändert wie die Spannung an der Diode 110 oder 112, wirkt die Diode 123 in dieser Schaltung als Quelle für einen Strom, der proportional dem von der Eingangsklemme 106 gezogenen Strom ist. Urter der Voraussetzung, daß der als Diode geschaltete Transistor 111' hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Betriebskennlinien dem Transistor 118 genau gleich ist, ist das Verhältnis des durch die Diode 123' fließenden Stroms zu dem in der Diode 110 fließenden Strom genauso groß, wie das Verhältnis der Halbleiterübergangsfläche der Diode 123' zu derjenigen der Diode 110. Falls die Dioden 110, 112 und 123' durch dbdengeschaltete Transistoren gebildet werden, sind die das Stromverhältnis bestimmenden Halbleiter-Ubergangsflächen die Flächen der Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren. (Ein "diodengeschalteter Transistor" ist ein Transistor, dessen Basis und Kollektor zusammengeschaltet sind, um eine Diodenelektrode zu bilden, während die andere Diodenelektrode durch den Emitter des Transistors dargestellt wird).

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Die Fig. 4 zeigt einen Stromverstärker 40O₁ worin der kombinierte Transistor 121 der weiter oben beschriebenen Stromverstärker durch einen kombinierten Transistor 121V ersetzt ist, der eine Darlington-Kaskadenschaltung aus drei statt aus zwei Transistoren ist· Mit größerer Anzahl von Einzeltransistoren im kombinierten Transistor wird die an der Ausgangsklemme 107 meßbare Ausgangsimpedanz des Stromverstärkers 400 erhöht, außerdem kann hierdurch die Genauigkeit bei der Verhätnisbildung zwischen Ausgangs- und Eingangsstrom verbessert werden. In der dargestellten Schaltung dient die höhere Ausgangsimpedanz des Stromverstärkers 4-00 dazu, die Ausgangsimpedanz zu ergänzen, die am Kollektor des in Kaskodeschaltung mit dem Transistor 102 befindlichen Transistors 401 wirksam ist. Diese Ausgangsimpedanzen sind relativ hoch gegenüber der Ausgangsimpedanz, die am Kollektor des Transistors 102 in den S_chaltungen nach den Figuren 1, 2 und 3 gemessen wird.

Im Falle der Fig. 4 sind die nicht-linearen ohmschen Glieder 115' und 116' auf andere Weise durch hintereinander BOBchaltete Elemente gebildet, um die Basis-Emitter-Kreise von Transistoren 123''a und 123'¹D vorzuspannen. Diese beiden Transistoren ersetzen gemeinsam die Diode 123' des Stromverstärkers 300. Der Transistor 123''a liefert einen Kollektorstrom an die zusammengekoppelten Emitter der Transistoren 118 und 119, wobei dieser Kollektorstrom zu dem aus der Klemme 106 gezogenen Eingangsstrom im gleichen Verhältnis steht, wie die Basis-Emitter-Übergangsfläche des Transistors 123''a zu derjenigen des Transistors 111 ' , vorausgesetzt die beiden Transistoren haben gleiche Diffusionsprofile. Der Transistor 123'*b liefert einen Kolektorstrom an die zusammengekoppelten Emitter der Transistoren 118 und 119, der zu dem von der Klemme 107 gelieferten Ausgangsstrom im selben Verhältnis steht wie die Basis-Emitter-Übergangsfläche des Transistors 123''b zu derjenigen des Transistors 113'» vorausgesetzt die Diffusionsprofile dieser beiden Transistoren sind gleich. Es ist auch möglich, einen der Transistoren 123*'a und 123"b fortzulassen, um einen dem Stromverstärker 400 ähnlichen Verstärker zu bilden.

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Die Fig. 5 zeigt einen Stromverstärker 500, der eine Abwandlung des Stromverstärkers A-OO nach Fig. 4 ist. Hier sind lineare ohmsche Elemente 501 und 502 in die Emitterkren se der Transistoren 123''a und 123''b eingefügt, um eine Stromrückkopplung zu erhalten. Diese Maßnahme führt dazu, daß die Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren 123'·a und 123''b in Verbindung mit den ihren Basis-Emitter-Übergängen parallel liegenden diodengeschalteten Transistoren 111'* und 113'' weniger abhängig von einer genauen gegenseitigen Anpassung der Transistoren 123¹O und 123''b und der diodengeschalteten Transistoren sind. Um den Transistoren 123''a und 123*'b"beim Vorhandensein der Stromrückkopplung eine ausreichende Vorspannung in Durchlaßrichtung zu geben, sind in die nicht-linearen ohmschen Glieder 115*' und 116'' lineare ohmsche Elemente 503 und504 eingefügt. Vorzugsweise stehen die Widerstandswerte der ohmschen Elanente 501 und 503 zueinander im gleichen Verhältnis wie die Widerstandswerte der ohmschen Eiroente 502 und 50A- und ist der Widerstandswert des ohmschen Elements 503 k-mal so groß wie derjenige des ohmschen Elements 504·.

Da eine Proportionierung der Betriebseigenschaften der pnp-Transistoren 123''a und 123''b an die diodengeschalteten pnp-Transistoren 111' und 113* weniger notwendig ist, können statt der pnp-Transitoren 111' und 113' die npn-Transistoren 111^lf und 113'* treten. Hiermit läßt sich auf einem herkömmlichen monolithischen integrierten Schaltungsplättchen Platz einsparen.

Der in Fig. 6 dargestellte Stromverstärker 600 ist ebenfalls eine Abwandlung des Stromverstärkers 4-00 nach Fig. 4. Die Basiselektroden der Transistoren 111' und 113' (Figur 4) sollten im Stromverstärker A-OO auf gleichem Potential liegen, damit sie ohne störenden Einfluß auf den BeMeb des Stromverstärkers miteinander verbunden werden können. Wenn dies erreicht ist, dann können die parallelen diodengeschalteten Transistoren 111' und II3¹ durch einen einzelnen diodengeschalteten. Transistor 601 ersetzt werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, und die parallen len Transistoren 123*'a und 123''b können durch einen einzelnen

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Transistor 602 ersetzt warden. Diese Abwandlung der Schaltung des Stromverstärkers 400 führt zu einem Stromopiegelverstärker, der im wesentlichen dem Stromverstärker 600 gleicht.

Die Diode 112 im Stromverstärker 600 ist als Diodenkombination aus zwei Dioden 112a und 112b dargestellt, axe völlig gleich mit der Diode 110 sind. Dies führt dazu, daß beim Betrieb des Stromverstärkers 600 der von der Klemme 107 gelieferte Strom doppelt so groß wie der aus der Klemme 106 gezogene Strom ist (k=2). Die Basis-Emitter-Ubergangsfläche wird beim Transistor 203 doppelt so groß gemacht wie beim Transistor 202, und die Basis-Emitter-Übergangsfläche des Transistors 119 wird doppelt so groß gemacht, wie diejenige des Transistors 118. Diese Maßnohmen dienen dazu, einmal den Basisströmen der Transistoren 118 und 119 das Verhältnis 1:2 zu gebenuad zum anderen die Basis-Emitter-Off set spannungen der Transistoren 118 und 119 trotz des 1:2 - V»rhäitnisses der die Übergänge durchfließenden Ströme einander gleich zu machen.

Es läßt sich auch eim den Stromverstärker 600 ähnlicher Stromverstärker bauen, wenn man folgende Abwandlung trifft: Die Dioden 112a und 112b werden durch eine einzelne Diode 112 ersetzt; die Diode 110 wird durch zwei parallele Dioden mit denselben Leiteigenschaften wie die Diode 112 ersetzt; der Transistor 118 wird mit einer doppelt so großen Basis-Emitter-übergangsfläche wie der Transistor 119 ausgelegt (statt umgekehrt)5 und der Transistor 202 wird mit einer doppelt so großen Basis-Emitter-Übergangsfläche ausgelegt wieder Transistor* 203 (statt ^umgekehrt). Dieser abgewandelte Stromverstärker bringt enen Stromverstärkungsfaktor von -1/2. Stromverstärker mit Verstärkungsfaktoren von -1/k oder -k (mit k einer positiven Zahl) lassen sick auf ähnliche Weise herstellen, wie es für die vorstehende Abwandlung und den Stromverstärker- 600 beschrieben wurde (d.h. dadurch _f daß man im einen Fall die Diode 110 und im anderen EaIl die Diode 112 durch k parallelgeschaltete Dioden ersetzt).

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Die Fig. 7 zeigt einen Stromverstärker 700 mit einem Stromveretärkungsfaktor von -1/2. Das nicht-lineare ohmsche Glied 115 wird hier durch eine Reihenschaltung aus Dioden 110, 111 gebildet und das nicht-lineare ohmsche Glied 116 durch eine Reihenschaltung aus Dioden 112 und 113. Die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 701 ist parallel zur Reihenschaltung der Dioden 110, 111 geschaltet und so ausgelegt, daß sie den gleichen Leitwert wie die Serienschaltung hat. Dies erreicht man dadurch, daß man den Transistor 701 in Verbindung mit der Diode 111 als Stromspiegelverstarker schaltet·

Ein Stromverstärker mit einem Verstärkungsfaktor von -2 läßt sich realisieren, indem man im Stromverstärker 700 die nichtlinearen ohmschen Glieder 115und 116 miteinander vertauscht. Eine bevorzugte Ausführungsform kann auch dahingehen, den Differentialverstärker 117 und den Stromspiegelverstärker 201 ähnlich auszubilden, wie im Falle der Fig. 6.

Der Stromverstärker 800 nach Fig. 8 ist ähnlich wieder Stromverstärker 300 nach Fig. 3» nur daß die nicht-linearen ohmschen Glieder 115' und 116' durch Kollektor-Emitter-Strecken von Transistoren 815 und 816 ersetzt sind. Ein diodengeschalteter Transistor 823 übernimmt die Funktion der Diode 123'. Der Transistor 815 erhält eine Kollektor-Basis-Rückkopplung durch einen Spannungsteiler, der dadurch gebildet wird, daß der Transistor 118 als Emitterfolger auf die niedrige Impedanz des diodengeschalteten Transistors 823 arbeitet. Diese Rückkopplung hat zur Folge, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 815 eine ähnliche Impedanzkennlinie hat wie eine Serienschaltung aus Dioden (z.B. 110, 111). In ähnlicher Weise erhält der Transistor 816 eine Kollektor-Basis-Rüokkopplung mittels eines Spannungsteilers, der dadurch gebildet wird, daß der Transistor 119 als Emitterfolger auf die niedrige Impedanz des diodengeschalteten Transistors 823 arbeitet. Diese Rückkopplung führt dazu, daß die KoUßktor-Emitter-Strecke des Transistors 816 eine ähnliche Impedanzkennlinie hat wie eine Reihenschaltung aus Dioden (z.B. 112, 113).

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Der Stromverstärkungsfaktor des Verstärkers 800 ist gleich dem Verhältnis der Transkonduktanz des Transistors 816 zur Transkonduktanz des Transistors 815«

Der in Fig. 9 darges; eilte Stromverstärker 900 untescheidet sich von den Stromverstärkern 200 und 300 nach den Figuren 2 und 3 dadurch, daß der dem Verbindungspunkt zwischen den' Emittern der Transistoren 118 und 119 zugeführte Strom unabhängig von dem über die Klemme 106 bzw, 107 fließenden Eingangs- bzw. Ausgangsstrom ist. Der den zusammengekoppelten Emittern zugeführte Strom kommt vielmehr aus einer Schaltung, die praktisch eine Gleichstromquelle bildet uid aus den Elementen 901, 902 und 903 besteht. Mittels des Zweiges 901, 902 wird der Basis-Emitter-Ubergang des Transistors 903 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß dieser Transistor einen im wesentlichen konstanten Kollektorstrom liefert. Dieser konstante Kollektorstrom, der den zusammengekoppelten Emittern der Transistoren 119 und 118 zugeführt wird, kann die Transkonduktanzen dieser Transistoren auf einem gleichbleibenden Wert halten, auch wenn der von der Klemme 106 gezogene Eingangsstrom niedriger wird. Dies verhindert, daß der Verstärkungsfaktor des Differentialverstärkers 117 abfällt, so daß die Schleifenverstärkung in der Kollektor-Basis-Rückkopplung des kombinierten Transistors 121 aufrechterhalten bleibt. Die Verminderung des Fehlers bei der Proportionierung des Eingangs- und AusgangsStroms ist dann bei niedrigen Werten dieser Ströme genauso gut wie bei höheren Werten.

Zu den in den Figuren 1-9 gezeigten S^romverstärkern ist noch folgendes anzumerken: Wenn man die Elemente so proportioniert, wie es beim jeweiligen Verstärker als vorteilhaft beschrieben wurde, dann stehen die Beiträge der Basisströme der Transistoren 118 und 119 zu dem über die Eingangsklemme 106 gezogenen Strom bzw. zu dem von der Ausgangsklemme 107 gelieferten Strom im selben Verhältnis zueinander wie jeweils die anderen Te¹He des besagten Eingangsstems und des besagten AusgangsStroms. Das heißt, anders als bei den bekannten Stromspiegelverstärkern können hier die Basieetröme von pnp-Lateraltraneistoren zwischen

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der Eingangs- und der Ausgangsklemme so aufgeteilt werden, daß sie in den Stromverstärkungsfaktor des Stromverstärkers nicht als unerwünschte Fehlergröße eingehen, die sich als Funktion der Änderung der Vorwärts-Stromverstärkung & Emitterschaltung (des sogenannten h._ie-Parameters) von pnp-Lateraltransistoren ändern würde.

Der in Fig. 10 dargestellte Stromverstärker 1000 unterscheidet sich von den Verstärkern der anderen Figuren hauptsächlich dadurch, daß der mit pnp-Transistoren 118 ind 119 gebildete Differentialverstärker 117 durch einen Differentialverstärker 117' aus npn-Transistoren 118' und 119' ersetzt ist. Der Transistor 118' hat als Kollektorlast einen Konstantstromtransistor 202* komplementären Leitungstyps.

Die Einstellung der Ruheströme der Transistoren 118', 119' und 202' geschieht folgendermaßen: Beim Anlegen der Betriebsspannung zwischen die Klemmen 122 und 109 stellt sich nach dem Ohmschen Gesetz ein bestimmter Strom in der Serienschaltung 10 ein, die im dargestellten Fall einen Widerstand 15, einen als Diode geschalteten pnp-Transistor 12, einen Widerstand 11 und Vorspannung8-Kompensationsdioden 14- - 17 enthält. Die an der Reihenschaltung aus dem Widerstand Hund dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors 12 abfallende Spannung wird an die Reihenschaltung eines Widerstands 18 und des Basis-Emitter-Übergangs eines Transistors 19 gelegt. Um den Kollektorstrom des Transistors 19 gleich dem Strom durch die Serienschaltung 10 zu machen, werden die Werte der Widerstände 11und'18 gleich groß gewählt. In ahn» licher Weise wird der Wert eines Widerstands 20 gleich dem Wert des Widerstands 11 gemacht, so daß der Kollektorstrom vom Transistor 202' gleich dem Strom durch die Serienschaltung 10 ist. Der Kollektorstrom des Transistors 19 wird dem Eingang eines Stromspiegelverstärkers 50 zugeführt. Dieser Stromspiegelverstärker 50 besteht aus einem diodengeschalteten Transistor 51 und zwei parallelen Transistoren 52 und 55 und bringt, was den aus den zusammengekoppelten Emittern der Transistoren 118' und 119' gezogenen Strom betrifft, einen Stromverstärkungsfaktor von 2. Die Hälfte dieses Stroms wird während der Ruhebedin-

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gungen vom Transistor 118' als Emitterstrom benötigt, so daß dieser Transistor den Kollektorstrom des Transistors 202' als Ruhestrom annimmt.

Spannungsübertragungsschaltungen 4-0 und 50 koppeln die an den ohmsehen Gliedern 115 und 116 abfallenden Spannungen auf die Basen der Transistoren 118' und 119'» um sie im Differentialverstäz^ker 117' miteinander zu vergleichen. Eine solche Spannungsübertragung ist wünschenswert, damit sich das Basispotential des Transistors 120 abhängig vom Ausgangspotential an der Klemme frei ändern kann, ohne daß der Basis-Kollektor-Übergang des Transistors 118' in Durchlaßrichtung gespannt wird. Die Klemme 122 wird auf ein Potential gelegt, welches im allgemeinen negativ bezüglich des Potentials der Ausgangsklemme ist. Wie gezeigt, enthalten die Spannungsübertragungsschaltungen 4-0 und 50 jeweils einen als Emitterfolger geschalteten Transistor 41 bzw. 51 und einen Widerstand 4-2 bzw. 52, an dem mittels des konstanten Kollektorstroms eines weiteren Transistors 4-3 bzw. 53 ein Spannungsabfall erzeugt wird. Die Werte der Widerstände 4-2 und 52 werden einander gleich gemacht, und die Kollektorströme der Transistoren 4-3 und 53 werden ebenfalls einander gleich gemacht, so daß die Spannungsübersetzung von der Basis des Transistors 4-1 zur Basis des Transistors 118' gleich ist der Spannungsübersetzung von der Basis des Transistors 51 zur Basis des Transistors 119'. Die Transistoren 4-3 und 53 sind ebenfalls innerhalb des Stromspiegelverstärkers 30 enthalten und gleich dem Transistor 31 ausgebildet, so daß ihre Kollektorströme gleich dem Strom sind, der dem Eingang des Stromspiegelverstärkers 30 zugeführt wird, d.h. gleich dem Strom in der Serienschaltung Indem man die Werte der Widerstände 4-2 und 52 gleich dem V/ert des Widerstands 13 macht, werden die Basisspannungen der Transistoren 118' und 119' auf einem Wert gehalten, der um zwei Offsetspannungsbeträge eines Halbleiterübergangs positiver ist als die Spannung an der Klemme 122, und zwar unabhängig von Änderungen' der zwischen den Klemmen 122 und 109 liegenden. Betriebsspannung, An die Stelle der Schaltungen 4-0 und 50 können auch

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andere Arten von Spannungeübertragungsschaltungen wie z.B. Avalenche-Dioden oder Ketten aue in Durchlaßrichtung gespannten Dioden treten, obwohl diese anderen Schaltungen nicht das günstige Merkmal haben, daß sie die Basisspannungen der Transistoren 118' und 119' gegenüber dem Potential an der Klemme 122 auf einen im wesentlichen konstanten notwendigen Minimalwert stabilisieren.

Für den auf dem Gebiet der Transiöfcorschaltungen bewanderten Fachmann sind eine Vielzahl anderer Ausführungsformen der Erfindung möglich. Bestimmte strukturelle Merkmale, die vorstehend im Zusammenhang mit bestimmten der in den Figuren gezeigten Stromverstärker beschrieben wurden, können auch in anderer als in der gezeigten Weise miteinander kombiniert werden.

Ein Transistor mit mehreren elektrisch parallel liegenden Basis-Emitter-Übergängen kann durch einen Transistor mit einem einzigen Basis-Emitter-Übergang gleichwertiger Fläche ersetzt werden, um Stromspiegelverstärker mit Verstärkungsfaktoren von -k und -1/k zu bilden, wobei k irgendeine positive Zahl ist, die keine ganze Zahl zu sein braucht.

Obwohl sich bei der Verwendung bipolarer Transistoren mit niedriger Vorwärts-Stromverstärkung die Vorteile der Erfindung besonders bemerkbar machen, können die einzelnen Schaltungen auch mit bipolaren Transistoren höherer Vorwärts-Stromverstärkung oder mit Feldeffekttransistoren realisiert werden. Wenn in den Patentansprüchen von "Basis'^J, "Emitter" und "Kollektor" ' die Rede ist, dann gelten diese Ausdrücke auch für entsprechende Elektroden von Feldeffekttransistoren (Gate- oder Steuerelektrode, Source- oder Quellenelektrode, Drain- oder Senken- oder Abflußelektrode ) ·

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Patentanapruche:

Claims

Patentansprüche

Stromverstärker mit einer Eingangskler^mo, einer Ausgangsklemme, und einer dem Eingangs- \ν\Λ Ausgangskreis gemeinsamen Klemme, gekennzeichnet durch ein erstes ohmsches Glied (115; 115'; 115''; 815), welches zwischen die Eingangsklemme (106) und die gemeinsame Klemme (109) geschaltet ist; einen ersten Transistor (114), der eine mit der Ausgangsklemme (107) verbundene Emitterelektrode, eine Basiselektrode und eine Kollektorelektrode aufweist; ein zweites ohmsches Glied (116; 116¹; 116¹·; 816), welches zwischen die Kollektorelektrode und die gemeinsame Klemme geS3 haltet ist, wobei das Verhältnis des Leitwerts des ersten ohmschen Glieds zum Leitwert des zweiten ohmschen Glieds über einen gegebenen Bereich der an den Gliedern liegenden Spannungen im wesentlichen fest ist, sofern diese Spannungen an beiden Gliedern einander entsprechen; einen Differentialverstärker (117; 117') mit einem invertierenden Signaleingangspunkt (Basis von 118 oder 118'), der mit der Eingangsklemme gekoppelt ist, und mit einem nicht-invertierenden Signaleingangspunkt (Basis von 119 oder 119'), der mit dem Verbindungspunkt zwischen der Kollektorelektrode und dem zweiten ohmschen Glied gekoppelt ist, und mit einem Ausgangspunkt (Kollektor von 118 oder 118*), der gleichstrommässig mit der Basiselektrode des ersten Transistors gekoppelt ist·

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2. Stromverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dnß jedes der beiden ohmschen Glieder eine nicht-lineare Widerstandskennlinie hot.
3. Stromverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden ohmschen Glieder aus mindestens einer Diode (110; 110, 111; 110, 601; 110, 111'; 112, 113? 112, 113'; 112_t 601) besteht.
4-. Stromverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialverstärker (117? 117') einen zweiten (118; 118') und einen dritten (119; 119') Transistor mit jeweils einer Basiselektrode, einer Emitterelektrode und einer Kollektorelektrode aufweist, daß die Emitterelektroden des zweiten und des dritten Transistors gleichstrommässig mit der gemeinsamen Klemme (109) gekoppelt sind; daß die Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors mit dem invertierenden Signaleingangspunkt bzw. mit dem nichtinvertierenden Signaleingangspunkt gekoppelt sind; daß die Kollektorelektrode des zweiten Transistors mit dem Ausgangspunkt des Differentialverstärkers gekoppelt ist.
5. Verwendung eines Stromverstärkers nach Anspruch 4 in Verbindung mit einem zweiten Differentialverstärker, der aus einem vierten (101) und einem fünften (102) Transistor besteht, deren Emitterelektroden gleichstromraässig mit einem Bezugspotential (Masse) gekoppelt sind und deren Kollektorelektroden gleichstrommässig mit der Eingangsklemme (106) bzw. der Ausgangsklemme (107) gekoppelt sind und deren Basiselektroden mit einer ersten (103) bzw. einer zweiten (104) Signaleingangsklemme gekoppelt sind.
6. Stromverstärker nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der vierte und der fünfte Transistor (114, 101, 102) von einem ersten Leitungstyp sind, und daß der

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zweite und der dritte Transistor (118, 119 bzw. 118'·, 119') Ton einem zweiten, dem ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyp sind.
7. Stromverstärker nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner einen Stromspiegelverstärker (201) enthält, der mit einer Eingangsklemme an die Kollektorelektrode des dritten Transistors und mit einer Ausgangsklemme an die Kollektorelektrode des zweiten Transistors und mit einer gemeinsamen Klemme (122) an das Bezugspotential (Masse) angeschlossen ist.
8* Stromverstärker nach einem der Ansprüche 2, 4- oder 5* dadurch gekennzeichnet, dal? die Gleichstromkopplung vom Ausgangspunkt des Differentialverstärkers zur Basiselektrode des ersten Transistors über zumindest einen weiteren Transistor (120a, 120b) erfolgt, der mit dem ersten Transistor eine Barlington-Kaskadenschaltimg bildet.
9* Stromverstärkez* nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromkopplung der Kollektorelektrode des fünften Transistors mit der Ausgangsklemme über die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors (401) vom selben Leitungstyp erfolgt, der als Verstärker in Basisschaltung angeordnet ist.
10. Stromverstärker« nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwertkennlinien des ersten und des zweiten ohmschen Gliedes zueinander in einem proportionalen Verhältnis von 1:k (mit k einer positiven Zahl) stehen, und daß die Transkonduktanz-Kennlinien des zweiten und des dritten Transistors zueinander in einem proportionalen Verhältnis von Λ ils. stehen, und daß der Stromverstärkimgsfaktor des Stromspiegelverstärkers gleich 1/k ist_s

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11. Stromverstärker nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß ,jedes der beiden nicht-linearen ohmschen Glieder aun einer Vielzahl von in Serie geschalteten Halbleiter-Gleichrichterelementen (110, 111; 110, 111'; 110, 601; 112, 113; ■ 112, 113¹; 112, 601) besteht, und daß die Gleichstromkopplung der Emitterelektroden des zweiten und des dritten Transistors mit der gemeinsamen Klemme einen zusätzlichen Transistor (602 oder 823) desselben Leitungstyps enthält, dessen Kollektorelektrode mit den Emitterelektroden des zweiten und des dritten Transistors verbunden ist und dessen Emitterelektrode gleichstrommässig mit der gemeinsamen Klemme gekoppelt ist und dessen Basiselektrode gleichstrommässig mit einem Punkt gekoppelt ist, der zwischen den Enden der seriengeschalteten Gleichrichterelemente des ersten nicht-linearen ohmschen Gliedes liegt.
12. Stromverstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines (601) der Halbleiter-Gleichrichterelemente dem ersten und dem zweiten nicht-linearen ohmschen Glied gemeinsam ist und daß dieses eine Element dem Basis-Emitter-Übergang des zusätzlichen Transistors (602) parallel geschaltet ist.

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