DE2636156C3 - Spannungsfolger-Schaltung mit einer Eingangsklemme - Google Patents

Description

gentakt-Transistorverstärkerschaltung auch einen dritten Transistor mit einem zum Leitungstyp des ersten Transistors entgegengesetzten Leitungstyp, dessen Emitter mit der Ausgangsklemme, dessen Basis mit dem Emitter des ersten Transistors und dessen Kollektor mit der zweiten Energieversorgungsquelle verbunden ist Die Signalübertragung erfolgt bei diesem bekannten Gegentaktverstärker zum einen über eine durchgehende Masseleitung, die nicht mit einer der Energieversorgungsklemmen verbunden ist und zum anderen über die Gegentaktverstärkerschaltung, so daß also die Gegentaktverstärkerschaltung in Reihe zu einem Signalübertragungspfad geschaltet ist und als Phasenspalter arbeitet. Die beiden in Reihe zwischen die Energieversorgungsklemmen geschalteten Ausgangstransistoren arbeiten im Gegentakt und erzeugen additive Ausgangssignale, die relativ stark temperaturabhängig sind.

Weiterhin ist aus der Zeitschrift »1969 IEEE International Solid-State Circuit Conference«, Seiten 16 und 17 eine Schahungsanordnung eines Mikroleistungsverstärkers bekannt, der einen ersten Transistor vom einen Leitungstyp enthält, dessen Kollektor mit der Basis eines Transistors vom entgegengesetzten Leitungstyp verbunden ist, wobei der Kollektor des zweiten Transistors an einer Schaltungsvorrichtung liegt, die zwischen den Emitter des ersten Transistors und eine Ausgangsklemme geschaltet ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Spannungsfolger-Schaltung der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß der Ausgangsstrom in einem großen Bereich nahezu unabhängig von anderen Parametern der Schaltung eingestellt werden kann.

Ausgehend von der Spannungsfolger-Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Durch diese Ausbildung der Emitterfolger-Schaltung kann an die Ausgangsklemme eine Quellenlast wie beispielsweise eine TTL-Schaltung angeschlossen werden und es fließt ein Quellenstrom durch die Emitter-Koilektorsirecke des dritten Transistors nach Masse oder Erde. Die Emitter-Kollektorstrecke des dritten Transistors stellt einen gesonderten Strompfad dar, der von einer Konstantspannungsschaltung getrennt vorhanden ist, so daß die Größe des Quellenstroms frei gewählt werden kann, ohne daß dadurch irgendeine merkbare Beeinflussung durch einen Strom hervorgerufen wird, der durch die Konstantspannungsschaltung fließt. Die Spannungsfolger-Schaltung nach der vorliegenden Erfindung besitzt daher gegenüber der Schaltungsanordnung nach der genannten DE-OS 22 23 772 den besonderen Vorteil, daß der Quellenstrom der Spannungsfolger-Schaltung unabhängig von dem Strom gewählt werden kann, der durch die Konstantspannungsschaltung vorgegeben wird. Außerdem kann bei der erfindungsgemäßen Spannungsfolger-Schaltung, die nur wenig temperaturabhängig ist, eine Beeinflussung des Eingangszweiges durch den Ausgangsstrom sicher vermieden werden, da durch den Kollektorstrom des Ausgangstransistors keine übrigen Schaltungskomponenten mitgesteuert werden.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von AusführunesbeisDielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Spannungsfolger-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 eine Spannungsfolger-Schaltung mit Transistören, deren Leitungstyp jeweils dem Leitungstyp der Transistoren der Schaltung von F i g. 1 entgegengesetzt ist, und

F i g. 3 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der Spannungsfolger-Schaltung von Fig.2 und einer gewöhnlichen Emitterfolger-Schaltung zeigt.

Die in F i g. 1 dargestellte Spannungsfolger-Schaltung gleicht der Spannungsfolger-Schaltung nach der eingangs genannten DE-OS 22 23 772 mit der Ausnahme, daß anstelle der als Diode geschalteten Transistors ein Transistor 77? 6 verwendet wird, und daß parallel zum Transistor TR 2 eine Vorspannungsschaltung mit einem Transistor TR 7 und einem Widerstand R 2 geschaltet wird. Der Emitter des Transistors 77? 6 ist mit dem KoI-lektor des Transistors TR 2 verbunden, sein Kollektor liegt an Masse und seine Basis ist mit dem Emitter des Transistors TR 1 verbunden; somit wird die Fähigkeit der Spannungsfolger-Schaltung zur Abgabe von Ausgangsstrom gesteigert. Der Kollektor des Transistors 77? 7 ist mit dem Kollektor des Transistors TR 1 verbunden, sein Emitter ist über den Widerstand R 2 mit dem Emitter des Transistors 77? 2 verbunden und seine Basis ist mit der Basis des Transistors TR 2 und mit dem Kollektor des Transistors 77? 7 verbunden.
Dem Transistor 77? 1 wird über die Vorspannungsschaltung mit dem Transistor TR 7 und dem Widerstand R 2 ein Vorstrom zugeführt, der den Betrieb des Transistors TR 1 stabil macht und die Sättigung des Transistors TR 2 verhindert. Wenn der Transistor TR 6 verwendet wird, dann fließt über den Kollektor des Transistors TRS ein Ableitstrom von einer Ausgangsklemme Vo nach Masse, was über einen großen Bereich eine niedrige Ausgangsimpedanz ergibt. Es ist offensichtlich, daß die den Transistor TR 6 enthaltende Schaltung und die Schaltung mit dem Transistor TR 7 und dem Widerstand R 2 ihre Wirkungen unabhängig voneinander haben. Die Zusammenwirkung beider Schaltungen verbessert die Funktion der Spannungsfolger-Schaltung.

F i g. 2 zeigt eine Spannungsfolger-Schaltung mit Transistoren TR 11, TR 12 und TR 14 bis TR 17, deren Leitungstypen jeweils den Leitungstypen der Transistoren TR 1, 77? 2 und TR 4 bis TR 7 in der Spannungsfolger-Schaltung von F i g. 1 entgegengesetzt sind. Die Spannungsfolger-Schaltung arbeitet ebenso wie die Spannungsfolger-Schaltung von F i g. 1, es wird auch die gleiche Wirkung wie bei der Spannungsfolger-Schaltung von F i g. 1 erzielt.

F i g. 3 zeigt einen Vergleich der Abhängigkeit der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung zwisehen der Spannungsfolger-Schaltung von F i g. 2 und einer gewöhnlichen Emitterfolger-Schaltung. Die Kurve 1 in F i g. 3 zeigt die Eingangs- und Ausgangskennlinie der Spannungsfolger-Schaltung von F i g. 2, in der die Transistoren TR 11, TR 14 und 77? 15 laterale PNP-Transistoren mit dem Verstärkungsfaktor 3 sind, während die Transistoren TR 12, TR 16 und TA 17, NPN-Transistoren mit dem Stromverstärkungsfaktor 100 sind; die Widerstände Ri und R2 haben Werte von 20 kOhrn bzw. 4 kOhm, während parallel zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 77? 16 ein Lastwiderstand mit dem Wert 5 kOhm liegt. Die Kurve 2 zeigt die Eingangs- und Ausgangs-Kennlinie einer gewöhnlichen Emitterschaltung mit einem Lastwiderstand von

5 kOhm. In jedem Fall hat die Versorgungsspannung den Wert 2 V.

Aus F i g. 3 ist offensichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen Spannungsfolger-Schaltung eines Ausgangsspannung erhalten wird, die im wesentlichen gleich der Eingangsspannung ist, wie die Kurve 1 zeigt. Bei der gewöhnlichen Spannungsfolger-Schaltung wird jedoch der absolute Wert der Ausgangsspannung kleiner als der absolute Wert der Eingangsspannung, wie die Kurve 2 zeigt. Bei der Spannungsfolger-Schaltung nach der Erfindung ist folglich die Eingangs- und Ausgangs-Kennlinie merklich verbessert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. ι 2

   Eine derartige Spannungsfolger-Schaltung ist z. B.

   Patentansprüche: aus der DE-OS 22 23 772 bekannt Diese bekannte

   Spannungsfolger-Schaltung enthält ferner einen Wider-

   1 Spannungsfolger-Schaltung mit einer Eingangs- stand, dessen eines Ende mit dem Emittei des ersten klemme (V₁), einer Ausgangsklemme (V₀), einer er- s Transistors und dessen anderes Ende mit der zweiten sten und einer zweiten Energieversorgungsklemme, Energieversorgungsklemme verbunden ist Durch diese einem ersten Transistor (TR \,TR 11) des einen Lei- Schaltungsanordnung soll die Änderung der Offsettungstyps dessen Basis an die Eingangsklemme (V₁) Spannung sehr klein für Änderungen der Eingangsspanangeschlossen ist, einem zweiter. Transistor (TR 2, nung gehalten werden, und gleichzeitig soll die Tempe- TR 12) mit einem zum Leitungstyp des ersten Tran- io raturcharakteristik verbessert werden und die Emsistors (TRi, TRtI) entgegengesetzten Leitungs- gangsimpedanz hoch sein. ,,,,,· typ, dessen Basis mit dem Kollektor des ersten Tran- Aus der US-PS 37 Ol 032 ist eine weitere aus Ha bleisistors (TR 1, TAU) verbunden ist, dessen Emitter terelementen aufgebaute Spannungsfolger-Schaltung mit der ersten Energieversorgungsklemme verbun- bekannt die als integrierte Schaltung ausgeführt werden ist und dessen Kollektor mit der Ausgangsklem- 15 den kann. An den Emitter eines Spannungsfolger-Tranme (Vn) verbunden ist mit einer Schaltungsvorrich- sistors ist ein Lastkreis gekoppelt und das Betriebspotung zwischen der Ausgangsklemme (V₀) und dem tential wird über die Basis-Emitterstrecke eines zweiten Emitter des ersten Transistor; (TRl₁TRi 1), die ei- Transistors dem Kollektor des Spannungsfolger-Transinen Spannungsabfall dazwischen ermöglicht und stors zugeführt Weiter ist die Kollektor-Emitterstrecke mit einer zwischen den Emitter des ersten Transi- 20 eines Regeltransistors an den Lastkreis angeschaltet stors (TR 1, TR 11) und die zweite Energieversor- Vom Ausgang des zweiten Transistors führt eine Ruckgungsklemme geschalteten Stromquelle, dadurch kopplungsverbindung zum Eingang des Regeltransigekennzeichnet daß die Schaltungsvorrich- stors, derart, daß der Kollektorstrom des Spannungsfol_fe tung aus einem dritten Transistor (TR 6, TR 16) mit ger-Transistors im wesentlichen unabhängig ist von einem zum Leitungstyp des ersten Transistors (TR 1, 25 Schvankungen der Eingangsspannung, die der Basis des \ TRU) entgegengesetzten Leitungstyps besteht, Spannungsfolger-Transistors zugeführt wird. dessen Emitter mit der Ausgangsklemme (V₀), des- Aus der GB-PS 9 73 753 sind Schaltungsanordnungen sen Basis mit dem Emitter des ersten Transistors in Form von Kathoden-Folgerschaltungen und Emitter- (TR 1, TR 11) und dessen Kollektor mit der zweiten folger-Schaltungen bekannt, die dazu dienen, Signal-Energieversorgungsklemme verbunden ist, daß ein 30 quellen mit hoher Impedanz an Lastkreise mit niedriger vierter Transistor (TR 7, TR 17) mit einem zum Lei- Impedanz anzupassen. Bei keinem Ausführungsbeispiel tungstyp des ersten Transistors (TR 1, TR 11) entge- dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch der gengesetzten Leitungstyp vorgesehen ist, dessen Emitter eines Eingangstransistors mit der Basis eines Kollektor mit dem Kollektor des ersten Transistors den Quellenstrom liefernden Ausgangstransistors ver- (TR 1 TR U), dessen Basis mit seinem Kollektor und 35 bunden. Auch ist kein Transistor vorhanden, dessen Bader Basis des'zweiten Transistors (TR 2, TR 12) ver- sis direkt mit seinem Kollektor verbunden ist. bunden ist und dessen Emitter mit dem Emitter des Aus der Zeitschrift »Wireless World«, |uh 1968, Seizweiten Transistors (TR 2, TR 12) gekoppelt ist, daß ten 197 und 198 sind verschiedene Emitterfolger-Schalein Widerstand (R 2) zwischen den Emitter des vier- tungen bekannt, die jedoch jeweils nur aus einem cinziten Transistors (TR 7, TR 17) und dsn Emitter des 40 gen Transistor oder aus zwei in Kaskade oder in Reihe zweiten Transistors (TR 2, 77? 12) geschaltet ist, der- geschalteten Transistoren aufgebaut sind, art daß der Kollektor des ersten Transistors (TR 1, Aus der Zeitschrift »Tijdschrift van het Nederlands TR 11) einen Vorstrom erhält, daß die Stromquelle Electronica en Radiogenootschap, deel 40«, Nr. 4, 1975, aus einem fünften Transistor (TR 4, TR 14), dessen Seiten 91 bis 97 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, Kollektor mit dem Emitter des ersten Transistors 45 die ähnliche wie die Spannungsfolger-Schaltung der ein- (TR 1, TR 11) verbunden ist, und aus einem sechsten gangs genannten Art aufgebaut ist. Diese Schaltungsan-Transistor (TR 5, TR 15), dessen Basis und Emitter Ordnung enthält einen ersten Transistor vom einen Lcitjeweils mit der Basis und dem Emitter des fünften fähigkeitstyp, dessen Kollektor mit der Basis eines z.wei_t« Transistors (77? 4, TR 14) verbunden sind und dessen ten Transistors vom entgegengesetzten Leitfähigkeits- !' Kollektor mit seiner Basis verbunden ist, besteht und 50 typ verbunden ist, wobei eine Schaltungsvorrichtung in jjj daß ein zweiter Widerstand (F 1) zwischen den KoI- Form eines weiteren Transistors zwischen den zweiten lektor des sechsten Transistors (TR 5, TR 15) und die Transistor und dem Emitter des ersten Transistors ge- |^! erste Energieversorgungsklemme eingeschaltet ist, schaltet ist. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung !■ wobei der Verbindungspunkt der Emitteranschlüsse läßt sich jedoch der Ausgangsstrom nicht in einem gro- 'ί des fünften und des sechsten Transistors mit der 55 Ben Bereich unabhängig von anderen Parametern der si zweiten Energieversorgungsklemme verbunden ist. Schaltung einstellen, da die Schaltungsvorrichtung in % 2. Spannungsfolger-Schaltung nach Anspruch 1, Form des weiteren Transistors über eine Konstant- ;_:. dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor stromquelle gespeist wird und die Ausgangsspannung ; (TR 1, 77? 11) ein pnp-Transistor ist. bzw. der Ausgangsstrom von dieser Schaltuhgsvornch-3. Spannungsfolger-Schaltung nach Anspruch I₁ 60 tung in Form des weiteren Transistors abgegriffen wird. '' dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor Außerdem beeinflußt der vom weiteren Transistor ab-/77?1,77?11)einnpn-Transistorist. gegriffene Ausgangsstrom einen Transistor im Eingangszweig, so daß durch den Ausgangsstrom die gc-

   samte Schaltungsanordnung beeinflußt wird.

   _b5 Aus der GB-PS 10 91 434 ist eine Gegentakt-Transistorverstärkerschaltung bekannt, die gemäß der Span-Die Erfindung betrifft eine Spannungsfolger-Schal- nungsfolger-Schaltung der eingangs definierten An auftung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. gebaut ist. Darüber hinaus enthält diese bekannte Gc-