DE2712680C2

DE2712680C2 - Mehrstufiger Transistorverstärker für Wechselspannungen

Info

Publication number: DE2712680C2
Application number: DE19772712680
Authority: DE
Inventors: Bonno Dipl.-Ing. 1000 Berlin Poppinga
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1982-10-21
Also published as: NL7803105A; DK151752B; DK151752C; DE2712680A1; BE865256A; AT374639B; ATA162878A; DK99678A

Description

Stand der Technik ^J5

Die Erfindung geht aus von einem mehrstufigen Transistorverstärker nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es sind schon mehrstufige Transistorverstärker für Wechselspannungen bekannt (Journal British IRE, Februar 1963, Seiten 127 bis 144), bei denen zwar aufeinanderfolgende Verstärkerstufen mit Gleichstromgegenkopplung arbeiten, bei denen aber der Strombedarf für jede einzelne Stufe vom Eingang zum Ausgang des Verstärkers um gewisse Beträge zunimmt. Die letzte Stufe eines derartigen mehrstufigen Transistorverstärkers hat also den höchsten Strombedarf.

Vorteile der Erfindung

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Der erfindungsgemäße mehrstufige Transistorverstärker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der verhältnismäßig hohe Gleichstrombedarf für die letzte Verstärkerstufe eines mehrstufigen Transistorverstärkers keine zusätzliche Belastung für die Betriebsstromquelle darstellt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen mehrstufigen Transistorverstärkers möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die gleichstromgegengekoppelten Stufen gemeinsam einen Kollektorwiderstand für die folgende Verstärkerstufe bilden, deren Transistor zwischen Kollektor und Basis einen Widerstand zur _b5 Spannungsgegenkopplung hat. Die gleichstromgegengekoppelten Stufen haben dann gleichzeitig die Wirkung eines temperaturstabilisierenden Kollektorwiderstandes für die folgende bzw. letzte Verstärkerstufe.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. ein Schaltbild eines dreistufigen Transistorverstärkers,

Fig. la ein Ersatzschaltbild der letzten Stufe des dreistufigen Transistorverstärkers nach Fig. 1,

F i g. 2 ein Schaltbild einer ersten Variante zu F i g. 1,

Fig. 3 eine zweite Schaltungsvariante zu Fig. 1, wobei nur der Gleichstromverlauf angedeutet ist, und

F i g. 4 eine dritte Schaltungsvariante zu F i g. 1, wobei ebenfalls nur der Gleichstromverlauf angedeutet ist.

Beschreibung der Erfindung

Ein dreistufiger Transistorverstärker nach F i g. 1 hat eingangsseitig einen koaxialen Anschluß 10, der über einen ersten Kopplungskondensator 11 mit der Basis eines ersten Transistors 12 in Verbindung steht.

Ein aus zwei Widerständen 13, 14 bestehender erster Spannungsteiler liegt zwischen dem positiven Pol einer Betriebsstromquelle mit der Spannung Ub und Masse. Ein Abgrif 15 zwischen den beiden Widerständen 13 und 14 ist mit der Basis des ersten Transistors verbunden. Der Kollektor des ersten Transistors steht über eine HF-Drossel 16 mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle in Verbindung. Der erste Transistor 12 hat einen Emitterwiderstand 17, dessen Enden über je einen Kondensator 18, 19 mit dem Massepotential verbunden sind.

Zwischen dem Kollektor des ersten Transistors 12 und der Basis eines zweiten Transistors 20 liegt ein zweiter Kopplungskondensator 21. Ein aus zwei Widerständen 22 und 23 bestehender zweiter Spannungsteiler liegt ebenfalls zwischen dem positiven Pol der Betriebsstromquelle und Masse. Der Abtriff des zweiten Spannungsteilers ist mit der Basis des zweiten Transistors verbunden. Zwischen dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle und dem Kollektor des zweiten Transistors befindet sich eine HF-Drossel 24. Zu dem zweiten Transistor 20 gehört ein Emitterwiderstand 25, der galvanisch mit dem Emitterwiderstand 17 des ersten Transistors 12 verbunden ist. Zwischen dem Emitter des zweiten Transistors 20 und Masse liegt noch ein Kondensator 26.

Die galvanisch miteinander verbundenen Enden der Emitterwiderstände 17 und 25 stehen erstens über einen Widerstand 27 mit der Basis eines dritten Transistors 28 und zweitens über eine dritte HF-Drossel 29 mit dem Kollektor des dritten Transistor? in Verbindung. In einer Verbindungsleitung zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors 20 und der Basis des dritten Transistors 28 befindet sich ein dritter Kopplungskondensator 30. Der Emitter des dritten Transistors ist unmittelbar mit Masse verbunden und der Kollektor über einen vierten Kopplungskondensator 31 mit einem ausgangsseitigen koaxialen Anschluß 32.

Mit 33 ist die erste Transistorverstärkerstufe, mit 34 die zweite Transistorverstärkerstufe und mit 35 die dritte Transistorverstärkerstufe des dreistufigen Transistorverstärkers bezeichnet. An dem eingangsseitigen koaxialen Anschluß 10 liegt eine Eingangsspannung Uc das ist vorzugsweise eine Hochfrequenzspannung, und an dem ausgangsseitigen koaxialen Anschluß 32 steht

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eine Ausgangsspannung U_ü zur Verfügung.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 ist folgende. Die Transistoren 12 und 20 der ersten und zweiten Transistorverstärkerstufe 33, 34 erhalten eine Basisvorspannung über die Spannungsteiler aus den Widerständen 13, 14 bzw. 22, 23. Der Kollektorstrom lc i2 für den ersten Transistor 12 und der Kollektorstrom lc 2o für den zweiten Transistor 20 vereinigen sich an den galvanisch miteinander verbundenen Enden der Emitierwiderstände 17 und 25 zu einem Koliektorsirom /(■28 für den dritten Transistor 28, zuzüglich eines geringen Stroms durch den Widerstand 27 in der Basiszuleitung des dritten Transistors 28. Der für die letzte Transistorverstärkerstufe 35 benötigte Kollektorstrom /r28 bedeutet also keine zusätzliche Belastung der Betriebsstromquelle. Neben dem Vorteil des geringen Strombedarfs hat die Schaltung nach Fig. 1 den weiteren Vorteil einer guten Temperaturstabilisierung, die erstens durch die Verwendung der Emitterwiderstände 17 und 25 in der ersten und der zweiten Transistorverstärkerstufe 33 und 34 und zweitens durch die Anwendung einer Spannungsgegenkopplung in der dritten Transistorverstärkerstufe 35 erreicht wird. Die Temperaturstabilisierung in der dritten Transistorverstärkerstufe 35 wird durch den Widerstand 27 in Verbindung mit dem Ersatzwiderstand R_m der beiden gleichstromgegengekoppelten Verstärkerstufen 33, 34 erzielt;vgl.auch Fig. la.

In F i g. 1 ist durch gestrichelte Linien angedeutet, daß sich vor der ersten Transistorverstärkerstufe 33 bzw. zwischen der zweiten Transistorverstärkerstufe 34 und der dritten Transistorverstärkerstufe 35 noch weitere Verstärkerstufen befinden können.

Nach dem Schaltbild in Fig. 2 wird bei einem mehrstufigen Transistorverstärker in der letzten Verstärkerstufe 36 eine Spannungsgegenkopplung unter Verwendung eines zusätzlichen Transistors 37 vorgesehen, der in dem Kollektor-Basisstromkreis eines Transistors 38 der letzten Verstärkerstufe 36 liegt. Für den zusätzlichen Transistor 37 ist ein Basisipannungsteiler mit zwei Widerständen 39, 40 vorhanden, der zwischen dem positiven Pol der Betriebsslromquelle und Masse liegt und dessen Abgriff 41 mit der Basis de:; zusätzlichen Transistors 37 verbunden ist.

Die anderen Verstärkerstufen 42, 43 und 44 haben den gleichen Aufbau wie die Verstärkerstufen 33 und 34 in dem Schaltbild nach Fig. 1. Abweichend von dem Schaltbild nach Fig. 1 sind jedoch nicht nur die Emitterwiderstände 45, 46 und 47 der Verstärkerstufen 42, 43 und 44, sondern auch die dem positiven Pol der Betriebsstromquelle abgewandten Enden der Spannungsteiler aus den Widerständen 48, 49; 50, 51; 52, 53 galvanisch miteinander verbunden. Mit der vorstehend genannten galvanischen Verbindung steht unmittelbar der Kollektor des zusätzlichen Transistors 37 in Verbindung, dessen Emitter über einen Widerstand 54 mit der Basis des Transistors 38 der letzten Verstärkerstufe 36 verbunden ist.

In F i g. 3 ist eine weitere Variante eines mehrstufigen Transistorverstärker gezeigt, wobei nur der Gleichstromverlauf angedeutet ist. Nach dieser Variante hat jede Verstärkerstufe 54, 55 zwei gleichstrommäßig in Serie geschaltete Transistoren 56, 57 bzw. 58, 59. Der letzte Transistor des mehrstufigen Transistorverstärkers ist mit 50 bezeichnet.

Die Schaltungsvariante nach dem in F i g. 4 gezeigten Schaltbild betrifft einen mehrstufigen Transistorverstär-

^iü ker, bei dem die Schaltungsmöglichkeiten von Fig. 1 und F i g. 2 kombiniert angewendet werden.

Der in Fig.4 durch strichpunktierte Linien 61 umrahmte Schaltungsteil entspricht gleichstrommäßig der Schaltung nach Fig. 1, und der durch gestrichelte

Linien 62 umrahmte Schaltungsteil in Fig.4 entspricht gleichstrommäßig der Schaltung nach Fig. 2. Der Fachmann kann bei Bedarf auch andere Kombinationen aus den Schaltbildern nach den Fig. 1,2 und 3 aufstellen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrstufiger Transistorverstärker für Wechselspannungen, bei dem zumindest zwei aufeinanderfolgende Verstärkerstufen gleichstromgegengekop- , pelte Stufen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der durch die gleichstromgegengekoppelten Stufen (33, 34) fließenden Ströme (Ic 12, !no) zur Gleichstromversorgung einer folgenden Verstärkerstufe (35) dient.

2. Mehrstufiger Transistorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß tiie gleichstromgegengekoppelten Stufen (33, 34) gemeinsam einen Kollektorwiderstand für die folgende Verstärkerstufe (35) bilden, deren Transistor (28) zwischen seinem Kollektor und seiner Basis einen Widerstand (27) zur Spannungsgegenkopplung hat.

3. Mehrstufiger Transistorverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spannungsgegenkopplungsweg die Kollektor-Emittersirecke eines zusätzlichen Transistors (37) liegt, dessen Basis auf einem festen Potential liegt.

4. Mehrstufiger Transistorverstärker nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei gleichstromgegengekoppelte Verstärkerstufen (56, 57 bzw. 58, 59) gleichstrommäßig eine Reihenschaltung bilden, daß die Reihenschaltungen gleichstronimäliig parallel geschaltet sind und daß die Summe der durch die Reihenschaltungen fließenden Gleichströme zur Stromversorgung einer jo folgenden Verstärkerstufe (60) dient.