DE2631161A1

DE2631161A1 - Gleichrichterschaltung

Info

Publication number: DE2631161A1
Application number: DE19762631161
Authority: DE
Inventors: Rudy Johan Van De Plassche
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1976-07-10
Publication date: 1977-02-10
Also published as: IT1070622B; DE2631161B2; US4053796A; CA1061863A; FR2319236A1; DE2631161C3; GB1558993A; JPS5910154B2; FR2319236B1; JPS5213626A; NL7508771A

Description

PHN.8082

Schs/AvdV

13.5.76

Dr. Urrbc.rt Scholl 2631161

l'a: ι: ill a 11 wait

Anmilder: ^.^V· PM'P·"' Oloeilair.penfabrtekeö

"Gleichrichterschaltung".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichrichterschaltung für Signalströme, die im Gegentakt einem ersten bzw. einem zweiten Eingangsanscliusspunkt zugeführt werden können, wobei die Schaltung einen Ausgang enthält, dem die gleichgerichteten Signale entnommen werden können.

Gleichrichterschaltungen werden u.a. in Voltmetern verwendet. Bekannte Gleichrichterschaltungen benutzten eine Diodenbrücke. Diese haben

609886/0768

-Z- ΡΗΝ.βθ82

13-5.76

den Nachteil, dass das Ausgangsniveau, dem das gleichgerichtete Signal überlagert wird, nahezu völlig durch das Eingangsniveau bestimmt wird. Ferner ist es bei diesen Gleichrichtern oft ein Problem, ein einseitiges Ausgangssignal z.B. in bezug auf Erde zu erhalten.

Die Erfindung bezweckt eine Gleichrichterschaltung zu schaffen, bei der es möglich ist, ein einseitiges Ausgangssignal zu erhalten, und bei der das Ausgangsniveau, dem das gleichgerichtete Signal überlagert wird, nur in geringem Masse durch das Eingangsniveau bestimmt wird.

1 Die Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass der erste bzw. zweite Eingangsanschlusspunkt über einen ersten bzw. zweiten Stromkreis mit einem Speisungsanschlusspunkt gekoppelt sind, wobei der erste und der zweite Stromkreis miteinander über eine selektive Stromspiegelschaltung gekoppelt sind, mit deren Hilfe in Abhängigkeit von der Polarität des Unterschiedes zwischen den dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschlusspunkt zugeführten Signals tr "omen der in dem einen Stromkreis fliessende Strom zu dem. anderen Stromkreis mit einer Stromverstärkung von nahezu 1 weitergekoppelt wird, wobei der erste bzw. zweite Eingangsanschlusspunkt über einen dritten

60 98 86/0768 ' ■

-3- PHN.8082

13.5-76

bzw. vierten Stromkreis mit einem Ausgangsanschlusspunkt gekoppelt sind, der den genannten Ausgang bildet, wobei der dritte und der vierte Stromkreis je eine gegenseitig gleichgerichtete Sperr- und Durchlassrichtung aufweisen und je die Hauptstrombahn eines Transistors umfassen, dessen Stromausgangselektroden mit dem Ausgangsanschlusspunkt gekoppelt sind.

Unter ''Stromausgangselektrode" ist dabei jene Elektrode der Hauptstrombahn zu verstehen, die die höchste Innenimpedanz aufweist, also die Kollektor-Elektrode eines Bipolartransistors bzw. die Drain-Elektrode eines Feldeffekttransistors.

Durch die Massnahmen nach der Erfindung wird folgendes erreicht; wird den beiden Eingangsanschlusspunkten ein Gegentaktstrom zugeführt, der aus einer Gleichtaktkomponente gleich dem Mittelwert der^ beiden Eingangsströme und einer gegenphasig an den beiden Eingangsanschlusspunkten erscheinenden Signalkomponente besteht, .so werden infolge der selektiven Stromspiegelschaltung in dem ersten und dem zweiten Stromkreis Ströme fliessen, die abhängig von dem Aufbau der selektiven Stromspiegelschaltung nahezu gleich entweder dem grössten oder dem kleinsten der beiden Eingangsströme sind. Der Unterschied (gleich dem

609886/0768

S808.ÜÖH 13.3.76

rar r sas

^ZweifS5fo

dritten oder den vierten erscheint also die zweimal der

und

weise

^den

dass

«,.T axtt.

msiixe iim Jbrrxa ^T bau

bnia _£T to

iim bxixa

609S86/0768

PHN»8082 13-5.76

Fig. 3 eiine ««kna.tte Ausführungsform mit einem anderen Ausgangskreis,

Fig. h eine νΐ"β~ίΦβ Aus führungs form mit npn-Transistoren, und

Fig. 5 eine fünf&e Ausführungsform mit einer bistabilen selektiven Stromspiegelschaltung.

In Fig. 1 feilden die npn-Transistoren

T₁J_-Tg* T„ und T. die selektive Stromspiegelschaltung Die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren T„ und Tr sind parallelgeschaltet» Dabei werden die Transistoren

T und T als identisch vorausgesetzt, was in einer 3 h

integrierten Schaltung mit sehr gü^fcer Annäherung erzielbar ist. Dadurch führen die Transistoren T und Tl gleiche Ströme. Der Kollektor des Transistors T_ ist mit dem ersten Eingangsanschlusspunkt 1 und der Kollektor des Transistors T. mit dem zweiten Eingangsanschlus spunkt 2 verbunden. Die Emitter der Transistoren T„ und Tj^ sind mit einem Speisungsanschlusspunkt h verbunden. Die Hauptstrombahnen der Transistoren T„ und T. bilden auf diese Weise den ersten bzw. den zweiten Stromkreis. Die Emitter der Transistoren T₁ und T„ sind über eine Diode D„, die eine Spannungsverschiebung herbeiführt, mit den Basen der Transistoren T_ und Tl verbunden. Die Basen der Transistoren T₁ und T, sind mit dem Eingangsanschlusspunkt 1 bzw. 2 und die

609886/0768

—6- PHN.8082 13.5.76

Kollektoren der Transistoren T und T„ mit dem Ausgangsanschlusspunkt 3 verbunden, dem eine Belastung R_ zugeordnet werden kann. Die Eingangs— anschlusspunkte 1 und 2 sind miteinander über die gegensinnige Reihenschaltung zweier Dioden D₁ und D₂ verbunden, deren Kathoden mit den Emittern der Transistoren T.. und T verbunden sind.

Wie in der Figur angegeben ist, fliessen durch die Eingangsanschlusspunkte 1 und 2 die Ströme I₁ bzw. I_?. Diese Ströme sind aus einer Gleichtaktkomponente I gleich i/2 (li+Ip) und einer Signalkomponente i aufgebaut, also I₁ = I + i und I„ = I Dieser Gegentaktstrom kann den Eingangsanschlusspunkten 1 und 2 von einem Spannungswandler 8 zugeführt werden, der z.B. durch zwei als Differenzpaar geschaltete Transistoren T_ und Tn gebildet werden kann, deren Kollektoren mit den Eingangsanschlusspunkten 1 bzw. 2, deren Emitter gemeinsam mit einer einen Strom 21 führenden Stromquelle und deren Basen mit einem "weiteren Eingangsanschlusspunkt 6 bzw. 7 verbunden sind.

Ist die Signalkomponente i = 0 oder ist der Strom I₁ gleich dem Strom I , so fliessen diese . Ströme durch die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren T und T· , deren Basisströme durch die

Transistoren T_-1 und T fliessen. Die Dioden D„ und D₀, ¹ 2 . 1 «d

60 9 8 86/0768

S8O8.ΜΗΊ -σ-

-7- PHN.8082

13.5.76

r a r r sas 2631161

d-im ^T bau T neioiaiansiT -xsb ns-xoi ^Ls LLoIL

die zu

Wird die sfiggßlg^^^^^

f^{b und}

ff

des TPfiBeiJiosfel'q gfä fn&ftf ^P ¹M^f ί

v_f rhäl des Tär.p^j^^^^^^^e^a^an^ist^ ,_χ

und der

^^,^d^e^^l^^^^i^^^^ ^^^^ des Transistors T^» der' nahezu der Eingangsstrom I₁ ist,

ORIGINAL INSPECTED

-8- PHN.8082

13.5.76

und dem Strom I„ führen wird. Dieser Unterschied erscheint über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T am Ausgangsanschlusspunkt 3· Der die Diode Dn und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T₁ enthaltende Kreis bildet also den vierten Stromkreis.

Auf entsprechende Weise wird, wenn

die Signalkomponente i negativ wird, der Transistor T gesperrt und wird die Diode D_ in der Sperrichtung polarisiert. Die Kollektorströme der Transistoren T„ und Tr werden dabei nahezu gleich dem Strom I„. Nahezu der" Unterschied zwischen den Strömen I₁ und I„, d.h. -2i, wird durch die Diode D und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T_p zu dem AusgangsanscHusspunkt fliessen. Der die Diode D₁ und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T„ enthaltende Kreis bildet also den dritten Stromkreis. Der Strom I , der, wie in Fig. 1 angegeben, durch den Ausgangsanschlusspunkt 3 fliesst, ist, abgesehen von Basisströmen, gleich dem Zweifachen des Absolutwertes der Signalkomponente i oder dem Zweifachen der doppelseitig gleichgerichteten Signalkomponente i.

Wenn eine Gleichrichterschaltung gewünscht wird, bei der der Strom I in entgegengesetzter Richtung fliesst, kann die Schaltung nach Fig.2 benutzt werden.

609886/0768

-9- PIIN. 8082

13.5.76

In der Schaltung nach Fig. 2 sind in bezug auf die Schaltung nach Fig. 1 die Dioden D₁ und D„ mit entgegengesetzter Durchlassrichtung in die Schaltung aufgenommen und sind die Transistoren T₁ und T„ durch Transistoren T und T vom npn-Leitungstyp ersetzt.

Wenn die Ströme I₁ und I„ einander gleich sind, fliessen diese Ströme durch die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren T und Ti·

3 * Die Basisströme der Transistoren T und Tr fliessen

durch die Dioden D₁, D_Q und D . Die Transistoren T und T sind dabei in der Sperrichtung polarisiert.

2
Wird, die Signalkomponente i positiv oder nimmt der Strom I etwas zu und der Strom I_? etwas ab und führen in erster Linie die Transistoren T„ und T. nach wie vor die Gleichtaktströme I, so nimmt der Strom durch die Diode D₁ zu und durch die Diode D„ ab. Wenn die Signalkomponente i genügend gross ist, führt die Diode Dp keinen Strom mehr und wird in der Sperrichtung polarisiert. Bei einer weiteren Abnahme des Stromes wird der Unterschied zwischen dem Kollektorstrom des Transistors T. und dem Strom I₂ der Basis des Transistors T entzogen werden, wodurch der Transistor T leitend wird. Über den Basis-Emitter-Ubergang des Transistors Tp wird der Transistor T positiv rückgekoppelt, wodurch

der Kollektorstrom des Transistors T, nach wie vor

609886/0768

-10- PHN.8082

13.5.76

dem Strom I~ folgt. Im Gegensatz zu der Schaltung' nach Fig. 1 führen die Transistoren T_ und IV also nahezu den kleinstjn der Ströme I und I_?. Der Unterschied zwischen dem Kollektorstrom des Transistors T , der nahezu gleich I_ ist, und dem Strom I fliesst über die Diode D₁, die Emitter-KoHektor-Strecke des Transistors T und den Ausgangsan s chlus s punkt 3·

Auf entsprechende Weise werden, wenn die Signalkomponente i negativ ist, der Transistor T₁ und die Diode D leitend sein, während der Transistor T und die Diode D₁ in der Sperrichtung polarisiert sind. Der Strom I_u wird also nahezu gleich dem Zweifachen der doppelseitig gleichgerichteten Signalkomponente i sein.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1. Die selektive Stromspiegelschaltung, die durch die Transistoren T₁, T^, T„ und T^ gebildet wird, entspricht der Schaltung nach Fig. 1. Der dritte und der vierte Stromkreis zwischen den Eingangsanschlusspunkten 1 bzw. 2 und dem Ausgangsanschlusspunkt 3 werden durch die Emitter-Kollektor-Strecken der pnp-Transistoren T,- bzw.T₁, gebildet. Die Emitter dieser Transistoren T^ und T^ sind mit den Eingangsanschlusspunkten 1 bzw. 2, die Kollekto.ren sind mit dem

609886/0768

PIEi. 8082 13-5.76

Äusgangsanschlusspunkt 3 und die Basen sind mit einem Speisungsanschlusspunkt 5 verbunden, dem eine geeignete Bezugsspannung (siehe z.B. Fig.3) dadurch zugeführt werden soll, dass dieser Punkt 5 über zwei Dioden Dj, und D_ mit dem Speisungsanschlusspunkt 5 verbunden wird, wobei durch diese Dioden ein Einstellstrom fliesst, der von der Stromquelle 9 geliefert wird.

Diese Schaltung weist den Vorteil auf, dass für die Transistoren T₁ und T in integrierten Schaltungen vertikale Substrat-pnp-Transistoren (d.h. vertikale pnp—-Transistoren, deren Kollektor durch das Substrat der integrierten Schaltung gebildet wird) gewählt werden können, die einen erheblich grösseren Stromverstärkungsfaktor als laterale integrierte pnp-. Transistoren aufweisen.

Wenn die Ströme I₁ und I„ einander gleich sind, führen die Transistoren T„ und Tj₊ wieder nahezu die Gleichtaktströme I. Die Basisströme der Transistoren T„ und Tk fliessen durch die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren T und T„. Durch eine passende Vor-

1 *~

spannung am Punkt 5 sind dabei die Transistoren T_ und T^ in der Sperrichtung polarisiert. Dadurch fliesst

in dem Ausgangsanschlusspunkt 3 im Gegensatz zu der Schaltung nach Fig. 1 kein Strom, falls die Signalkomponente i Null ist. Anders als nach Fig. 3 könnte diese Vorspannung "auch erhalten werden, indem der Punkt

609886/0768

-12- PHN.8082

13-5.76

mit den Emittern der Transistoren T und T

¹ 2

verbunden wird.

Wenn die Signakomponente i positi\>" wird,

wird, wie bei der Schaltung nach. Fig. 1, der Transistor T_ in der Sperrichtung polarisiert und folgen die Kollektorströme der Transistoren T„ und Tr dem Strom Da der Strom I„ abgenommen hat und der Transistor Tj,, der einen Strom nahezu gleich I₁ führt, eine aktive Belastung für den Strom I_? bildet, nimmt die Basis-Emitter-Spannung des Transistors T„ zu, bis dieser in der Durchlassrichtung polarisiert wird und den Unterschied zwischen dem Kollektorstrom des Transistors Tj, und dem Strom I führen wird. Dieser Unterschied ist nahezu gleich 2i.

Auf symmetrische leise, werden, wenn die Signalkomponente i negativ ist, die Transistoren T und T_K in der Sperrichtung und die Transistoren T_Q land Tv , in der Durchlassrichtung polarisiert sein, Der Unterschied zwischen dem Kollektorstrom des

Transistors T₀ und dem Strom I., ₅ welcher Unterschied J ä

naliezu gleich -2i ist₃ fliesst dabei durch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transi stcj-rs ^-&'

Fig. h zeigt ein Ausführungsbeispiel

einer Gieichricliterscha-ltung nach der Erfindung,, bei dem npn-Transistoren verwendet werden, was in integrierten

^ Λ Π Π 6 ^
© U α Q Q Ό

-13- PHN.8082

13-5.76

Schaltungen den Vorteil ergibt, dass der Einfluss der Basisströme erheblich geringer ist. Die selektive Stromspiegelschaltung besteht aus den npn-Transistoren T_ und T., die annahmeweise miteinander identisch sind, und zwei npn-Transistoren T₁ und T„ mit doppelten Emittern. Für die selektive Stromspiegelschaltung sind dabei die Emitter e₁ bzw. e„ von Bedeutung. Der dritte Stromkreis zwischen dem Eingangsanschlusspunkt J und dem Ausgangsanschlusspunkt 3 wird durch die Hauptstrombahn des Transistors T_ mit dem Emitter e^ und der vierte Stromkreis zwischen dem Eingangsanschlusspunkt 2 und dem Ausgangsanschlusspunkt 3 durch die Hauptstrombahn des Transistors T mit dem Emitter e„ gebildet. Die Kollektoren der Transistoren T- und T₂ sind mit dem Ausgangsanschlusspunkt 3ι die Basen sind mit den Eingangsanschlusspunkten 1 bzw. 2, die ersten Emitter e* t>^zw· ^e mit, der gemeinsamen Basis-Elektrode der Transistoren T und T^ und die zweiten Emitter e_? bzw. e^ mit den Eingangsanschlusspunkten 2 bzw. 1 verbunden. Die Basen der Transistoren T„ und Tjl sind miteinander verbunden; die Emitter sind mit dem Speisungsanschlusspunkt k und die Kollektoren mit den Eingangsanschlusspunkten 1 bzw. 2 verbunden.

609886/0768

PHN.8082" 13.5.7-6

Sind die Ströme I und I~ gleich, so

führen die Transistoren T und T, die Gleichtaktströme I, Die Basisströme der Transistoren T„ und Tl werden über die Haupt strombahnen der Transistoren T.. und T„ mit den Emittern e, bzw. e zugeführt. Die Basis-Emitter-Ubergänge sind dabei in bezug auf die Emitter e.- und e₂ leitend. Da die Emitter e_? bzw. ej, mit den Basen der Transistoren T bzw. T₁ verbunden sind, sind die zu den Emittern e und e. gehörigen Basis-Emitter-Ubergänge in der Sperrichtung polarisiert.

¥enn die Signalkomponente i positiv wird oder der Strom I etwas zu- und der Strom I etwas abnimmt, nimmt der Basisstrom des Transistors T _zu

und der Basisstrom des Transistors T ab. Bei einer genügend grossen Signalkomponente i wird dann der Transistor T„ in bezug auf beide Basis-Emitter-Übergänge in der Sperrichtung polarisiert werden. Da dann die Basisströme für die Transistoren T„ und Tj, völlig über den Emitter e.. des Transistors T geliefert werden, entsteht über den Basis-Emitter-Ubergang des Transistors T in bezug auf den Emitter e eine positive Rückkopplung zwischen Kollektor und Basis' des Transistors T . Der Kollektorstrom des Transistors T„ und somit des Transistors T. wird dem Strom I₁ nahezu folgen. Infolge der- aktiven Belastung, die

609 8 86/0768

-15- PHN.8082 13,5-76

der Kollektor des Transistors Tl für den abnehmenden

Strom I bildet, wird die Spannung zwischen der 2

Basis und dem Emitter ep des Transistors T zunehmen, bis über den Emitter e„ der Unterschied zwisdhen den Kollektorstrom des Transistors Tj,, der nahezu gleich dem Strom I₁ ist, und dem Strom I₂ fliesst. Dieser Strom, der nahezu gleich 2i ist, fliesst dann zugleich durch den Ausgangsanschlusspunkt 3·

Wenn die Signalkomponente i genügend

negativ ist, werden auf symmetrische Weise die Basis-Emitter-Übergänge des Transistors T_p in der Durchlassrichtung und die beiden Basis-Emitter-Ubergänge des Transistors T₁ in der Sperrichtung polarisiert sein. Der Strom I ist dabei nahezu gleich -2i.

Bei den Gleichrichterschaltungen nach den vorhergehenden Figuren soll stets die Signal-.komponente i genügend positiv oder negativ sein, xim einen der Transistoren T und T„ in der Sperrichtung und den anderen in der Durchlassrichtung zu polarisieren. Die selektive Stromspiegelschaltung hat. also einen linearen Bereich. Fig."5 zeigt eine Gleichrichterschaltung nach der Erfindung, bei der die selektive Stromspiegelschaltung einen minimalen linearen Bereich aufweist und sich wie eine bistabile Kippschaltung verhält.

G09886/07B8

-16- PHN.8082

13.5-76

Die selektive Stromspiegelschaltung der Gleichrichterschaltung nach Fig. 5 besteht aus zwei Stromspiegeln. Der erst 3 besteht aus einem pnp-Transistor T_1n, dessen Emitter mit dem Speisungsanschlusspunkt h, dessen Kollektor mit dem Eingangsanschlusspunkt 2 und dessen Basis mit dem Eingangsanschlusspunkt 1 verbunden ist. Eine Diode D^- überbrückt den Basis-Emitter-Übergang des Transistors T_n, wobei die Kathode der Diode D, mit der Basis des Transistors T „

6 . -jO

verbunden ist. Die Diode D^ und der Transistor T„,_.

ο 10

bilden auf diese Weise einen Stromspiegel, dessen Eingang mit dem Eingangsanschlusspunkt 1, dessen Ausgang mit dem Exngangsanschlusspunkt 2 und dessen gemeinsamer Anschlusspunkt mit dem Speisungsanschlusspunkt k verbunden ist. Auf entsprechende Weise bilden eine Diode D η und ein pnp-Transistor T„ einen zweiten Stromspiegel, dessen Eingang mit dem Eingangsanschlusspunkt 2, dessen Ausgang mit dem Exngangsanschlusspunkt 1 und dessen gemeinsamer Anschlusspunkt mit dem SpeisungsanSchlusspunkt k verbunden ist. Die beiden Stromspiegel sollen ein Stromspiegelverhältnis gleich 1 aufweisen, was in integrierten Schaltungen meist dadurch erhalten wird, dass für die Diode ein Transistor> der mit dem zugehörigen Transistor identisch ist, gewählt wird, dessen Basis mit dem Kollektor verbunden ist.

609886/0768

-17- PHN.8082

13-5.76

Die Eingangsanschlusspunkte 1 und 2

sind mit den Ausgängen eines Spannungs-Strom-Wandlerq 8 und je über die Emitter-Kollektor-Strecke eines pnp-Transistors IV bzw. T_ mit dem Ausgangsanschlusspunkt 3 verbunden. Die Basen der Transistoren T- und T/ sind mit einem Punkt fester Spannung verbunden, der über die Reihenschaltung zweier Dioden D^ und D₁-mit dem Speisungsanschlusspunkt 4 verbunden ist. Durch diese Dioden fliesst ein Einstellstrom, der von einer Stromquelle 9 geliefert wird.

Wenn die Signalkomponente i Null ist und somit die zwei Ströme I₁ und Ip gleich der Gleichtaktkomponente I sind, verteilt sich der Strom I₁ =1 über die Dioden D^ und die Hauptstrombahn des Transistors T und der Strom I=I über die

9 ²

Diode D- und die Hauptstrombahn des Transistors T _.

Sind beide Stromspiegel identisch, so werden beide als Ein- und Ausgangs ströme einen Strom -g- I führen. Die Vorspannung an den Basen der Transistoren T_ und T soll dabei derart sein, dass diese Transistoren

6
nicht leitend sind. Dazu soll der Spannungsabfall über der Reihenschaltung der Dxdden D_ und Dr kleiner als die Summe der von einem Strom -§- I über der Diode D,- oder D_ erzeugten Spannung und der Basis-Emitter-Spannung sein, wobei der Transistor T oder Tzleitend wird.

609886/0768

-18- PHN.8082

13.5.76

Wird die Signalkomponente i positiv oder nimmt der Strom I etwas zu und der Strom I„ etwas ab, so nimmt der Strom durch die Diode D^- etwas zu und der Strom durch die Diode D₁₇ etwas ab. Die Zunahme des Stromes durch die Diode D^ führt eine Zunahme des Kollektorstroms des Transistors T_n herbe!,wodurch die Abnahme des Stromes durch die Diode D_ verstärkt wird. Die Abnahme des Stromes durch die Diode D₇ führt eine Abnahme des Kollektorstroms des Transistors T herbei, wodurch die Zunahme des Stromes durch die Diode D,- verstärkt wird. Infolge dieses unstabilen Prozesses führt nach einer geringen Zunahme des Stromes I in bezug auf den Strom I die Diode D^ den Strom I , während der durch die Diode D₇ und den Transistor T_Q gebildete Stromspiegel stromlos ist. Durch den Eingangsanschlusspunkt 2 fliesst ein Strom I , während der Kollektorstrom des Transistors

2
T₁^. gleich I- ist. Da die Diode D_keinen Strom führt, ist es möglich, dass der Basis-Emitter-Übergang des Transistors T in der Durchlassrichtung polarisiert wird. Der Unterschied zwischen·idem Strom I und dem

Strom I„ j d.h. 2i, wird über (Lie Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T und den Ausgangsanschlusspunkt 3 fliessen.

6098 8"6/0768

-19- PHN.8082

13.5.76

Wenn der Strom I etwas grosser als der

Strom I ist. d.h., dass die Signalkomponente i negativ ist, erfolgt auf symmetrische Weise dasselbe wie bei einer positiven Signalkomponente. Der durch die Diode D,- und den Transistor T_n gebildete Stromspiegel wird stromlose sein und der durch die Diode D_ und den Transistor T gebildete Stromspiegel wird einen

9
Strom I führen, über die Emitter-Kollektor-Strecke

des Transistors T fliesst ein Strom gleich -2i zu

dem Ausgangsanschlusspunkt 3«

Die Gleichrichterschaltung nach Fig.5 kann auch mit anderen Stromspiegeltypen ausgeführt werden, vorausgesetzt, dass diese ein Stromspiegelyerhältnis gleich 1 aufweisen.

Die E_rfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele. Zahlreiche Abwandlungen des erfindungsgemässen Prinzips sind möglich.

6098 86/076 8

Claims

■20- PHN.8082

13-5.76

PATENTANSPRÜCHE:

1. ] Gleichrichterschaltung für Signalströme, die im Gegentakt einem ersten bzw. einem zweiten Eingangsanschlusspunkt zugeführt werden können, wobei die Schaltung einen Ausgang enthält, dem die gleichgerichteten Signalströme entnommen werden können dadurch gekennzeichnet, dass der erste (i) bzw. der zweite (2) Eingangsanschlusspunkt über einen ersten (T„) bzw. zweiten (tJ Stromkreis mit einem Speisungsanschlusspunkt (4) gekoppelt sind, wobei dieser erste und dieser zweite Stromkreis miteinander über eine selektive Stromspiegelschaltung gekoppelt sind, mit deren Hilfe in Abhängigkeit von der Polarität des Unterschiedes zwischen den dem ersten (i) bzw. dem zweiten (2) Eingangsanschlusspunkt zugeführten Signalströmen der in dem einen Stromkreis fliessende Strom zu dem anderen Stromkreis mit einer Stromverstärkung von nahezu 1 weitergekoppelt wird, wobei der erste (i) bzw. zweite (2) Eingangsanschlusspunkt über einen dritten (D ,T„) bzw. vierten (Dp₁T₁) Stromkreis mit einem Ausgangsanschlusspunkt (3) gekoppelt sind, der den genannten Ausgang bildet, wobei der dritte· und der vierte Stromkreis je eine gegenseitig gleichgerichtete Sperr- und Durchlassrichtung aufweisen und je die Hauptstrombahn eines Transistors (T^,T„) umfassen, dessen Stromausgangselektroden mit dem Ausgangsanschlusspunkt (3) gekoppelt sind.

6 0 9 8 8 6/0768

-21- PHN.8082

.13.5.76

2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Stromspiegelschaltung (Τ ,T ,T ,T.) einen ersten (Τ ) und

3 3

einen zweiten (tJ Transistor van gleichen Leitungstyp enthält, welche Transistoren bei gleichen Basis-Emitter-Spannungen gleich Kollektorströme führen, wobei die Basis-Elektroden des ersten (T ) und des zweiten (Tr) Transistors miteinander verbunden sind, während die Emitter dieser Transistoren mit dem Speisiingsanschlusspunkt (h) und die Kollektoren mit dem ersten

(1) bzw. zweiten (2) Eingangsanschlusspunkt verbunden sind, und wobei ein dritter (T^) und ein vierter (Τ_?) Transistor vom gleichen Leitungstyp vorgesehen sind, deren Basis-Elektroden mit dem ersten (i) bzw. zweiten

(2) Eingangsanschlusspunkt und deren Emitter-Elektroden mit den Basis-Elektroden des ersten (T ) und des zweiten (T. ) Transistors verbunden sind.

3. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Stromspiegelschaltung einen ersten und einen zweiten.Stromspiegel mit je einem Stromspiegelverhältnis von nahezu.1, einem niederohmigen Eingang und einem hochohmigen Ausgang enthält, wobei der Eingang des ersten Stromspiegels mit dem ersten Eingangsanschlusspunkt (i) .und der Ausgang dieses Stromspiegels mit dem zweiten

609886/0768

-22- PHN.8082

13.5-76

Eingangsanschlusspunkt (2) verbunden sind, während der Eingang des zweiten Stromspiegels mit dem zweiten Eingangsanschlusspunkt (2) und .der Ausgang dieses Stromspiegels mit dem ersten (1) Eingangsanschlusspunkt verbunden sind.

k. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1,

2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass der dritte und der vierte Stromkreis durch die Hauptstrombahn eines fünften (T_) bzw. sechsten (Tg) Transistors vom gleichen Leitungstyp gebildet werden, wobei die Emitter-Elektroden des fünften und des sechsten Transistors mit dem ersten (2) bzw..zweiten (1) Eingangsanschlusspunkt, die Kollektor-Elektroden mit dem Ausgangsanschlusspunkt (3) und die Basis-Elektroden mit einem BezugsSpannungspunkt (5) verbunden sind (Fig.3)· 5« Schaltung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Basis-Emitter-Übergänge des dritten (T₁) und des vierten (T₂) Transistors von einem ersten (D₁) bzw. zweiten (D„) Halbleiterübergang überbrückt werden, wobei dieser erste und dieser zweite Halbleiterübergang eine der des Basis-Emitter-Übergangs des dritten bzw. des vierten Transistors entgegengesetzte Durchlassrichtung aufweisen, wobei die Kollektoren des dritten (T₁) und des vierten (Tp) Transistors mit dem Ausgangsanschlusspunkt (3) verbunden sind.

609886/G768

-23- PHN.8082

13.5.76

6. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungstyp des dritten (T₁) und des vierten (Τ«) Transistors gleich dem des ersten (Τ«) und des zweiten (Tk) Transistors ist; und dass die Gleichrichterschaltung einen fünften (Τ ) und einen sechsten (T^) Transistor vom gleichen Leitungstyp wie der dritte (T₁) und der vierte (T₂) Transistor enthält, wobei die Basis-Elektroden des fünften und des sechsten Transistors mit den Basis-Elektroden des dritten bzw. vierten Transistors, die Emitter mit dem zweiten (2) bzw. ersten (i) Eingangsanschlusspunkt und die Kollektoren mit dem Ausgangsanschlusspunkt (3) verbunden sind, (Fig.4).

7· Gleichrichterschaltung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass der dritte (T₁) und der fünfte (T_) Transistor, gleich wie der vierte (T₃) und'der sechste (T^) Transistor, in einer integrierten Schaltung dadurch gebildet werden, dass zwei getrennte Emittergebiete (e₁₍e₂|e„,e^) eines Transistors dem Basiegebiet zugeordnet sind (Fig.4).

609886/0768

if .

Leerse 11 e