DE2801810C2 - - Google Patents
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromstabilisationsschaltung
nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs (DE-OS 24 12 313).
Die im Oberbegriff genannten Halbleiterbauelemente können
u. a. sein: Dioden, bei denen die erste und die zweite Elektrode,
abhängig von der Durchlaßrichtung, durch die Anode und die
Kathode gebildet werden, Bipolartransistoren,
bei denen die Basis-Elektrode die
zweite Elektrode und die Emitter-Elektrode
die erste Elektrode ist, und Feldeffekttransistoren,
bei denen die Steuerelektrode die
zweite Elektrode und die Source-Elektrode die
erste Elektrode ist.
Stromstabilisatoren sind aus
der DE-OS 24 12 393
bekannt. Bei diesen Stromstabilisationsschaltungen
werden gleiche Spannungen über dem
dritten und dem vierten Kreis dadurch aufrechterhalten,
daß der zweite und der dritte
Punkt miteinander verbunden sind. Diese Punkte
sind mit je der Basis-Elektrode eines ersten
und eines zweiten Transistors verbunden, die
das erste bzw. das zweite Halbleiterbauelement
bilden, deren Hauptstrombahnen in dem
ersten bzw. dem zweiten Stromkreis liegen.
Einer der beiden Transistoren kann dabei
durch eine Kollektor-Basis-Verbindung als
Diode geschaltet sein. Das feste gegenseitige
Größenverhältnis der Ströme in den beiden
Stromkreisen kann dabei durch eine Stromspiegelkopplung
zwischen den beiden Stromkreisen
oder durch Anwendung eines Differenzverstärkers
aufrechterhalten werden, dessen
Eingängen Spannungen, die über in dem ersten
und dem zweiten Stromkreis angeordneten Widerständen
erzeugt werden, zugeführt werden,
wobei ein Ausgang dieses Differenzverstärkers
mit den von den Eingängen des Differenzverstärkers
abgekehrten Seiten der genannten Widerstände
verbunden ist. In dem dritten Kreis
ist dabei ein Widerstand zwischen dem ersten
Halbleiterbauelement und dem ersten Punkt angeordnet,
und dabei fließt durch diesen Widerstand
der kleinere der beiden Ströme.
Bei einer aus US-Z "IEEE Journal
of Solid State Circuits", Band SC-8, Nr. 3,
Juni 1973, S. 222-226, bekannten Stromstabilisationsschaltung
werden gleiche Spannungen über dem
dritten und dem vierten Kreis dadurch aufrechterhalten,
daß der zweite bzw. der dritte
Punkt mit dem invertierenden bzw. nichtinvertierenden
Eingang eines Differenzverstärkers
verbunden sind, dessen Ausgang mit einem
dritten Punkt verbunden ist. Der dritte Punkt
ist mit Widerständen, die in dem ersten bzw.
dem zweiten Stromkreis angeordnet sind, an den
zweiten bzw. den dritten Punkt angeschlossen.
Beide Halbleiterbauelemente sind dabei
Dioden oder als Dioden geschaltete Transistoren.
Das Verhältnis der genannten Widerstände
bestimmt das gegenseitige Größenverhältnis
der Ströme, die durch den ersten
und den zweiten Stromkreis fließen. In dem
dritten Kreis ist dabei ein Widerstand in
Reihe mit dem ersten Halbleiterbauelement
angeordnet, wobei durch diesen Widerstand
der kleinste der beiden Ströme fließt.
Ferner ist aus der NL-OS
72 14 136 ein Stromstabilisator bekannt,
bei dem das erste und das zweite Halbleiterbauelement
ein erster und ein zweiter Transistor
sind und bei dem ein Widerstand in dem zweiten
Stromkreis in der Kollektorleitung des
zweiten Transistors angeordnet ist, wodurch
der genannte dritte Kreis über diesen Widerstand
und den Basis-Emitter-Übergang des ersten
Transistors und der vierte Kreis über
den Basis-Emitter-Übergang des zweiten Transistors
gebildet wird. Dabei ist die Basis
des ersten Transistors mit dem Kollektor des
zweiten Transistors und die Basis des
zweiten Transistors mit dem von dem
Kollektor des zweiten Transistors abgekehrten
Ende des genannten Widerstandes
verbunden.
Es ist bei Stromstabilisatoren
der vorstehend beschriebenen Art möglich, zusätzliche
Dioden oder als Dioden geschaltete
Transistoren in dritten und vierten Kreisen
anzuordnen, vorausgesetzt, daß in den beiden
Kreisen eine gleiche Anzahl vorhanden ist.
Weiter dürfen in dem dritten und dem vierten
Kreis zusätzlich gleiche Widerstände angeordnet
werden.
Die Wirkung der beschriebenen Stromstabilisationsschaltungen
beruht auf der Tatsache, daß infolge des
festen Verhältnisses zwischen den Strömen
in den beiden Stromkreisen sich nur bei
einer bestimmten Größe (ungleich 0) dieser
Ströme ein stabiler Zustand einstellen kann.
Denn infolge der Aufrechterhaltung gleicher
Spannungen über dem zweiten und dem dritten
Kreis müssen diese Ströme die Bedingung erfüllen,
daß der Unterschied zwischen den
Spannungen zwischen den beiden Elektroden
des zweiten Halbleiterbauelements und
zwischen den beiden Elektroden des ersten
Halbleiterbauelements gleich der Spannung
über dem in dem dritten Kreis angeordneten
Widerstand (oder, wenn in beiden Kreisen
zusätzliche Widerstände angeordnet sind,
gleich dem Unterschied zwischen den Spannungen
über den Widerständen in den beiden Kreisen)
sein muß.
Es läßt sich nachweisen, daß
der Unterschied zwischen den Spannungen über
zwei nahezu identischen Halbleiterübergängen,
die in einer integrierten Schaltung nahezu die
gleiche Temperatur aufweisen, und abgesehen
von der Geometrie, genau gleich sind, gleich
ist, wobei k die Boltzmann-
Konstante, T die absolute Temperatur (K), q
die elementare Ladung, n das Verhältnis der
beiden Ströme durch die Halbleiterübergänge,
i₀₁ den Sättigungsstrom in der Sperrichtung
des einen Halbleiterübergangs und i₀₂ den
Sättigungsstrom in der Sperrichtung des anderen
Halbleiterübergangs darstellen. Wenn der in
dem dritten Kreis angeordnete Widerstand
einen Widerstandswert R aufweist, gilt für
den Strom I durch diesen Widerstand, daß
wobei infolge der Tatsache,
daß beide Halbleiterübergänge nahezu identisch
sind, gilt, daß i₀₂ etwa gleich i₀₁
ist.
Aus obenstehendem geht hervor,
daß die Ströme, die den ersten und den zweiten
Stromkreis durchfließen, einen der Temperatur
proportionalen Wert aufweisen. Der am
ersten Punkt auftretende Strom kann dann ebenfalls
eine gleiche Temperaturabhängigkeit aufweisen.
In der zuerst genannten Patentanmeldung
ist angegeben, daß durch Anordnung
eines zusätzlichen Widerstandes mit passend
gewähltem Widerstandswert parallel zu dem
zweiten Halbleiterübergang dem ersten Punkt ein
nahezu temperaturunabhängiger Strom entnommen
werden kann. Denn der Strom durch diesen
Widerstand ist der Spannung über dem zweiten
Halbleiterübergang proportional, wobei
durch diesen Halbleiterübergang ein der Temperatur
proportionaler Strom fließt. Für
die Spannung über einem derartigen pn-
Übergang kann nachgewiesen werden, daß sie
eine temperaturunabhängige Komponente und
eine Komponente mit einer negativen Temperaturabhängigkeit
erster Ordnung aufweist.
Der von dieser Komponente erster Ordnung in
diesem Widerstand erzeugte Strom kann dann
die positive Temperaturabhängigkeit der in den
beiden Stromkreisen fließenden Ströme ausgleichen,
so daß ein nahezu temperaturabhängiger
Strom erhalten wird.
Die beiden genannten Patentanmeldungen
geben auch ein Beispiel des
Spannungsäquivalents einer derartigen temperaturunabhängigen
Stromquelle. Der erzeugte
Strom mit einer positiven Temperaturabhängigkeit
wird dazu über die Reihenschaltung eines
Halbleiterübergangs und eines Widerstandes geführt.
Die von diesem Strom über diesem
Widerstand erzeugte Spannungskomponente mit
einer positiven Temperaturabhängigkeit kann
dann die Komponente der Spannung über diesem
Halbleiterübergang mit einer negativen Abhängigkeit
erster Ordnung ausgleichen. Es läßt sich
nachweisen, daß dann die Spannung über diesem
Widerstand in Reihe mit diesem Halbleiterübergang
nahezu gleich E gap , d. h. dem Bandabstand
zwischen dem Leitungs- und dem Valenzband des
verwendeten Halbleitermaterials, ist (bei der
äquivalenten Stromquelle ist der Strom dann
nahezu gleich E gap /R, wobei R der Parallelwiderstand
ist). Bei der Schaltung nach dem
genannten Aufsatz in "IEEE J. S.S.C.", aaO,
bildet die Reihenschaltung bereits einen Teil
des Stromstabilisators und erscheint die
Spannung E gap zwischen dem Ausgang des
Differenzverstärkers und dem ersten Verbindungspunkt.
Bei Anwendung von Feldeffekttransistoren
können ähnliche Beziehungen
auftreten, wobei jedoch quadratische statt
exponentieller Charakteristiken gelten.
Bei Bipolartransistoren, die
unter Verwendung derselben Verfahrensschritte
und auf ein und demselben Substrat integriert
sind, wird die Gleichheit der genannten Größen
i₀₁ und i₀₂ im wesentlichen durch die Abmessungen
der Basis-Emitter-Übergänge bestimmt. Bei
Anwendung der jetzigen Technologien treten
Abweichungen von 1 bis 2% in bezug auf den
gewünschten Strom ln n auf. Für Anwendungen,
bei denen ein genauer Strom oder
eine genaue Spannung erwünscht ist, sind
diese Abweichungen zu groß. Die Abweichung
kann zwar dadurch herabgesetzt werden, daß
der Widerstand R abgeglichen wird, aber bei
der Herstellung ist dieser Vorgang nicht
attraktiv. Dies ist um so mehr bei den genannten
Anwendungen der Fall, bei denen ein weiterer
Widerstand vorgesehen wird, um eine
temperaturunabhängige Spannung oder einen
temperaturunabhängigen Strom zu erhalten. Beide
Widerstände beeinflussen dann den Temperaturkoeffizienten
und den Wert dieser Spannung
oder dieses Stromes, wodurch ein eindeutiger
Abgleich nicht möglich ist.
Bei Anwendung von Feldeffekttransistoren
werden die Abweichungen im wesentlichen
durch Abweichungen der Kanalabmessungen
in bezug auf die gewünschten Abmessungen
bestimmt.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine
Stromstabilisationsschaltung zu schaffen, bei der der Einfluß
gegenseitiger Änderungen in den Abmessungen der Halbleiterübergänge
auf den Wert des stabilisierten Stromes erheblich
herabgesetzt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Stromstabilisationsschaltung nach
dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs
gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die
periodische Vertauschung beider Ströme und das Umschalten des
genannten Widerstandes die Funktionen der
beiden Halbleiterbauelemente stets vertauscht
werden, wodurch ein konstanter Strom
oder eine konstante Spannung erhalten wird,
als ob beide Halbleiterbauelemente identisch
wären, während außerdem ein Welligkeitsstrom
oder eine -spannung erhalten wird,
dessen oder deren Amplitude durch die Ungleichheit
der beiden Halbleiterbauelemente
bestimmt wird und der oder die wegen seiner
oder ihrer verhältnismäßig niedrigen Amplitude
einfach, z. B. mit Hilfe eines RC-Gliedes
oder sogar mittels einer Streukapazität, das
oder die innerhalb oder außerhalb der Schaltung
hinzugefügt werden kann, weggefiltert
werden kann. Im beschriebenen Beispiel von
Bipolartransistoren wird der Strom I durch
den Widerstand R in dem einen Zustand gleich
und im anderen Zustand gleich
sein. Der mittlere Strom wird
dann gleich
sein.
Aus diesem Ausdruck sind die Terme i₀₁
und i₀₂, die die Abweichungen verursachten,
verschwunden.
Dabei sei bemerkt, daß das
Schalten des Widerstandes in wechselweise dem
dritten und dem vierten Kreis dadurch erfolgen
kann, daß ein und derselbe Widerstand umgeschaltet
oder daß von zwei Widerständen, und
zwar einem in jedem Kreis, ausgegangen wird,
von denen wechselweise einer wirksam ist.
Eine sehr günstige Ausführungsform
eines Stromstabilisators nach der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die
genannten zweiten Schaltungselemente einen
ersten Widerstand, der zwischen den ersten
Elektroden der beiden Halbleiterbauelemente
eingeschaltet ist, und einen Schalter enthalten,
mit dessen Hilfe synchron mit den ersten
Schaltmitteln der erste Punkt mit wechselweise
dem einen und dem anderen Ende des ersten Widerstandes
verbunden wird.
Durch diese Maßnahme sind
die zweiten Schaltmittel außerhalb des zweiten
und dritten Kreises angeordnet und beeinflussen
die Spannungen über diesen Kreisen nicht.
Dadurch beeinflussen die Widerstände und
gegebenenfalls die Schwellwertspannungen der
zweiten Schaltmittel die Ströme in den beiden
Stromkreisen nicht, wodurch für diesen Zweck
einfache Schalter, z. B. in Sättigung zu
steuernde Transistoren, gewählt werden können.
Aus ähnlichen Gründen ist es bei
einer Stromstabilisationsschaltung, bei der
die genannten Mittel zum Aufrechterhalten
gleicher Spannungen durch eine Verbindung zwischen
dem zweiten und dem dritten Punkt gebildet
werden, wobei dieser zweite und dieser
dritte Punkt durch die zweiten Elektroden
beider Halbleiterbauelemente gebildet werden
und wobei diese Verbindung von der Stromspiegelschaltung
her angesteuert wird, vorteilhaft,
daß die genannten ersten Schaltmittel durch
einen Kreuzschalter gebildet werden, der
zwischen den beiden Halbleiterbauelementen und
der Stromspiegelschaltung in den genannten
Stromkreisen zum periodischen Vertauschen
der Ströme in diesen Stromkreisen angeordnet
ist, wobei die genannte Ansteuerung diesen
Kreuzschalter überbrückt.
Der genannte Kreuzschalter ist
zwischen der Stromspiegelschaltung und den
beiden Halbleiterbauelementen angeordnet,
wodurch weder die Spannungen über den beiden
Kreisen noch das gegenseitige Größenverhältnis
der Ströme in den beiden Stromkreisen
von diesen ersten Schaltmitteln beeinflußt
werden.
Bei einer Stromstabilisationsschaltung,
bei der der zweite und der dritte Punkt
durch die zweiten Elektroden des ersten bzw.
zweiten Halbleiterbauelements gebildet werden
und die genannte Stromspiegelschaltung einen
Differenzverstärker mit einem invertierenden
und einem nichtinvertierenden Eingang und
mindestens einem in bezug auf diese Eingänge
nichtinvertierenden Ausgang enthält, wobei
der genannte erste und der genannte zweite
Stromkreis über Widerstände gebildet werden,
die einen Ausgang dieses Differenzverstärkers
mit jeweils einem Eingang verbinden, wodurch
das genannte gegenseitige Größenverhältnis
durch das Verhältnis der Widerstände zwischen
dem Ausgang und den beiden Eingängen bestimmt
wird, derart, daß der Widerstand zwischen
diesem Ausgang und dem in bezug auf diesen
Ausgang invertierenden Eingang größer als
der Widerstand zwischen dem Ausgang und dem
in bezug auf diesen Ausgang nichtinvertierenden
Eingang ist, ist es in bezug auf die letztere
Maßnahme vorteilhaft, daß die genannten
Widerstände zwischen den Eingängen und dem
Ausgang durch einen zweiten, einen dritten
und einen vierten Widerstand gebildet werden,
von denen der zweite und der vierte Widerstand
nahezu gleich sind und von denen der zweite
und der vierte Widerstand einerseits mit
je einem der beiden Eingänge und andererseits
mit je einer anderen Seite des dritten
Widerstandes verbunden sind und wobei die
genannten ersten Schaltmittel jeweils abwechselnd
eines der beiden Enden des dritten
Widerstandes mit einem Ausgang des Differenzverstärkers
derart verbinden, daß der
Widerstand zwischen diesem Ausgang und dem in
bezug auf diesen Ausgang invertierenden Eingang
stets größer als der Widerstand zwischen
diesem Ausgang und dem in bezug auf
diesen Ausgang nichtinvertierenden Eingang ist.
Durch diese Maßnahme kann
man mit einer geringeren Anzahl von Schaltern,
insbesondere Schalttransistoren, auskommen.
Dabei soll aus Stabilitätsgründen stets der
in bezug auf den Ausgang invertierende
Eingang mit dem größten Widerstand verbunden
sein. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß
synchron mit den zweiten Schaltmitteln die
beiden Eingänge vertauscht werden; da jedoch
im allgemeinen Differenzverstärker auch einen
invertierenden Ausgang aufweisen, kann es
günstig sein, daß der Differenzverstärker
in bezug auf den nichtinvertierenden Eingang
einen nichtinvertierenden und einen invertierenden
Ausgang aufweist, wobei der zweite
Widerstand mit einem Ende an den invertierenden
Eingang und der vierte Widerstand mit
einem Ende an den nichtinvertierenden Eingang
angeschlossen ist und wobei die genannten
Schaltmittel über Schalter den invertierenden
Ausgang mit dem anderen Ende des zweiten Widerstandes
und den nichtinvertierenden Ausgang
mit dem anderen Ende des vierten Widerstandes
verbinden, wobei diese Schalter abwechselnd
geschlossen sind.
Durch diese Maßnahme ist
automatisch die genannte Stabilitätsbedingung
ohne Anwendung zusätzlicher Schalter
erfüllt, weil ein Wechselschalter zum
Verbinden eines Ausganges mit abwechselnd
einer der beiden Enden des dritten Widerstandes
eine gleiche Anzahl von Schalttransistoren
wie zwei Ein/Aus-Schalter
zwischen den beiden Ausgängen und den beiden
Enden des dritten Widerstandes benötigt.
Es ist bekannt, das von 1
abweichende feste Größenverhältnis dadurch
zu erzielen, daß parallel zu dem Halbleiterbauelement,
das mit dem Widerstand in Reihe
geschaltet ist, eine Anzahl weiterer Halbleiterbauelemente
angeordnet wird. Bei einer
solchen Stromstabilisationsschaltung, bei der
das genannte erste und das genannte zweite
Halbleiterbauelement ein erster und ein zweiter
Transistor sind, deren Steuerelektroden die
zweiten Elektroden bilden und miteinander zum
Aufrechterhalten gleicher Spannungen über dem
dritten und dem vierten Kreis verbunden sind
und von der Stromspiegelschaltung her angesteuert
werden, wobei parallel zu dem Transistor,
dessen Hauptstrombahn in den Stromkreis
zum Führen des kleineren Stroms n-1
aufgenommen ist, wobei n<1 ist, weitere
Transistoren angeordnet sind, die nahezu mit dem
ersten und dem zweiten Transistor identisch sind
und deren Steuerelektroden mit den Steuerelektroden
des ersten und des zweiten Transistors
verbunden sind, ist es vorteilhaft, daß
die ersten Elektroden von n+1 genannter Transistoren
über Widerstände mit nahezu gleichen
Widerstandswerten zu einem Verbindungspunkt
führen; daß die genannten zweiten Schaltmittel
durch einen (n+1)-Schrittschalter zum
zyklischen permutierenden Verbinden des ersten
Punktes mit jeweils den ersten Elektroden
eines der n+1 genannten Transistoren gebildet
werden und daß die ersten Schaltmittel
durch Schalter gebildet werden, mit deren
Hilfe synchron mit den ersten Schaltmitteln
zyklisch permutierend die von den zweiten
Elektroden abgekehrten Enden der Hauptstrombahnen
aller n anderer genannter Transistoren
zusammengeschaltet werden, wobei die genannte
Ansteuerung diese ersten Schaltmittel überbrückt.
Bei einer derartigen Schaltung
sind die Basis-Emitter-Übergänge der n+1
Transistoren zyklisch permutierend in den
dritten und den vierten Kreis aufgenommen, so
daß die gegenseitige Ungleichheit ausgemittelt
wird. Außerdem bilden auch hier die zweiten
Schaltmittel keinen Teil des dritten und des
vierten Kreises und beeinflussen die Spannungen
über dem dritten und dem vierten Kreis nicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform
von Stromstabilisationsschaltungen, bei der
das genannte erste und das genannte zweite
Halbleiterbauelement ein erster und ein
zweiter Transistor sind, deren Steuerelektroden
die zweiten Elektroden bilden und deren Hauptstrombahnen
auf den von den ersten Elektroden
abgekehrten Seiten mit dritten Elektroden versehen
sind, wobei die ersten Elektroden dieser
Transistoren mit dem ersten Punkt verbunden
sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die
dritten Elektroden des ersten und des zweiten
Transistors mit in dem ersten bzw. dem zweiten
Stromkreis liegenden ersten bzw. zweiten Widerständen
mit nahezu den gleichen Widerstandswerten
verbunden sind und daß die zweiten
Schaltmittel durch einen ersten Wechselschalter
zum Verbinden der zweiten Elektrode
des ersten Transistors mit abwechselnd
der von der dritten Elektrode des ersten
Transistors abgekehrten Seite des ersten
Widerstandes und der dritten Elektrode des
zweiten Transistors und durch einen zweiten
Wechselschalter gebildet werden, durch den
gegenphasig zu dem ersten Wechselschalter die
zweite Elektrode des zweiten Transistors mit
abwechselnd der von der dritten Elektrode des
zweiten Transistors abgekehrten Seite des
zweiten Widerstandes und der dritten Elektrode
des ersten Transistors verbunden wird.
Bei dieser Art Stromstabilisationsschaltung
ist, falls Bipolartransistoren verwendet
werden, der Widerstand, über dem die
Spannung gleich dem Unterschied zwischen den
Basis-Emitter-Spannungen der beiden Transistoren
ist, auf der Kollektorseite angeordnet. In
dem einen Schaltzustand erstreckt sich der
dritte Kreis von dem von dem Kollektor des
ersten Transistors abgekehrten Ende des Widerstandes
in dem ersten Stromkreis über den
Basis-Emitter-Übergang des ersten Transistors
zu dem ersten Punkt und erstreckt sich der
vierte Kreis von dem von dem Kollektor des
ersten Transistors abgekehrten Ende des
Widerstandes in dem ersten Stromkreis über
diesen Widerstand und den Basis-Emitter-
Übergang des zweiten Transistors zu dem
ersten Punkt und im anderen Schaltzustand
erfolgt mutatis mutandis ähnliches mit dem
zweiten bzw. ersten Transistor statt mit dem
ersten bzw. zweiten Transistor. Bei dieser
Stromstabilisationsschaltung sind die Schalter
zwar in den dritten und den vierten Kreis
aufgenommen, aber weil sie in die Basisleitungen
der beiden Transistoren aufgenommen
sind, werden sie nur von einem geringen Strom
durchflossen, so daß ihr Innenwiderstand eine
unwesentliche Rolle spielt. Obenstehendes
trifft auch für Feldeffekttransistoren mit
einer Source-, einer Drain- und einer Gate-
Elektrode statt einer Emitter-, Kollektor-
bzw. Basis-Elektrode zu. Werden Feldeffekttransistoren
mit isolierter Gate-Elektrode
verwendet, so fließt durch die zweiten
Schaltmittel nahezu kein Strom (nur Lade-
und Entladeströme für die Gate-Kapazität)
und beeinflussen die Schalter die Spannungen
über dem dritten und dem vierten Kreis nahezu
nicht.
Bei dem letzteren Typ einer
Stromstabilisationsschaltung kann es vorteilhaft
sein, daß die genannten ersten
Schaltmittel durch einen Kreuzschalter gebildet
werden, der zwischen den beiden Widerständen
und der Stromspiegelschaltung in den
genannten Stromkreisen zum periodischen Vertauschen
der Ströme in diesen Stromkreisen angeordnet
ist.
Der genannte Kreuzschalter ist
zwischen der Stromspiegelschaltung und den
beiden Halbleiterbauelementen angeordnet,
wodurch weder die Spannungen über den beiden
Kreisen noch das gegenseitige Größenverhältnis
der Ströme in den beiden Stromkreisen
von den ersten Schaltmitteln beeinflußt
werden.
Bei dem letzteren Typ einer
Stromstabilisationsschaltung, bei dem die
genannte Stromspiegelschaltung einen Differenzverstärker
mit einem invertierenden und
einem nichtinvertierenden Eingang und mindestens
einem in bezug auf diese Eingänge nichtinvertierenden
Ausgang enthält, wobei der
genannte erste und der genannte zweite Stromkreis
über Widerstände gebildet werden, die
einen Ausgang dieses Differenzverstärkers mit
jeweils einem Eingang verbinden, wodurch das
genannte gegenseitige Größenverhältnis durch
das Verhältnis der Widerstände zwischen dem
Ausgang und den beiden Eingängen derart bestimmt
wird, daß der Widerstand zwischen
diesem Ausgang und dem in bezug auf diesen
Ausgang invertierenden Eingang größer als
der Widerstand zwischen diesem Ausgang und
dem in bezug auf diesen Ausgang nichtinvertierenden
Eingang ist, ist es in bezug auf
die letztere Maßnahme vorteilhaft, daß die
genannten Widerstände zwischen den Eingängen
und dem Ausgang durch einen zweiten, einen
dritten und einen vierten Widerstand gebildet
werden, von denen der zweite und der vierte
Widerstand nahezu gleich sind und von denen
der zweite und der vierte Widerstand einerseits
mit je einem der beiden Eingänge und andererseits
mit je einer anderen Seite des
dritten Widerstandes verbunden sind, und wobei
die genannten Schaltmittel jeweils abwechselnd
eines der beiden Enden des dritten
Widerstandes mit einem Ausgang des Differenzverstärkers
derart verbinden, daß der
Widerstand zwischen dem Ausgang und dem
in bezug auf diesen Ausgang invertierenden
Eingang stets größer als der Widerstand
zwischen diesem Ausgang und dem in bezug
auf diesen Ausgang nichtinvertierenden
Eingang ist.
Durch diese Maßnahme kann man
mit einer geringeren Anzahl von Schaltern,
insbesondere Schalttransistoren, auskommen.
Dabei soll aus Stabilitätsgründen stets der
in bezug auf den Ausgang invertierende Eingang
mit dem kleineren Widerstand verbunden
sein. Dies kann durch eine attraktive Maßnahme
erreicht werden, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Differenzverstärker
in bezug auf den nichtinvertierenden Eingang
einen nichtinvertierenden und einen invertierenden
Ausgang aufweist, wobei der zweite
Widerstand einerseits mit dem invertierenden
Eingang und der vierte Widerstand andererseits
mit dem nichtinvertierenden Eingang verbunden
ist und wobei die genannten Schaltmittel über
Schalter den invertierenden Ausgang mit dem
anderen Ende des zweiten Widerstandes und den
nichtinvertierenden Ausgang mit dem anderen
Ende des vierten Widerstandes verbinden, wobei
diese Schalter abwechselnd geschlossen sind.
Einige Ausführungsformen der
Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 ein erstes Beispiel einer
Stromstabilisationsschaltung nach der Erfindung,
Fig. 2 ein zweites Beispiel einer
solchen Schaltung,
Fig. 3 ein drittes Beispiel einer
solchen Schaltung,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel
der ersten Schaltmittel,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der
zweiten Schaltmittel für die Ausführungsform
nach Fig. 2,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der
zweiten Schaltmittel für die Ausführungsform
nach Fig. 3,
Fig. 7 ein erstes Beispiel einer
Kombination der Stromspiegelschaltung und der
ersten Schaltmittel,
Fig. 8 ein zweites Beispiel
einer Kombination der Stromspiegelschaltung
und der ersten Schaltmittel,
Fig. 9 ein viertes Beispiel einer
Stromstabilisationsschaltung nach der Erfindung,
in dem die beiden Halbleiterbauelemente Dioden
sind,
Fig. 10 ein fünftes Beispiel
einer solchen Schaltung mit mehreren parallelen
Halbleiterbauelementen,
Fig. 11 ein Beispiel der ersten
Schaltmittel für die Schaltung nach Fig. 10
und
Fig. 12 ein Beispiel der zweiten
Schaltmittel für die Schaltung nach Fig. 10.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform
eines Stromstabilisators nach der
Erfindung. Die Schaltung enthält eine Stromspiegelschaltung
3 mit zwei Transistoren 19 und
20, die über Emitterwiderstände 17 bzw. 18 mit
einem Punkt 119 zur Ableitung der in der
Schaltung fließenden Ströme verbunden sind. Die
Basis-Elektroden der beiden Transistoren sind
miteinander verbunden, während auch der Kollektor
und die Basis des Transistors 19 miteinander
verbunden sind.
Verhalten sich die Werte der
Widerstände 17 und 18 wie 1 : n und ist vorzugsweise
die wirksame Basis-Emitter-Oberfläche
des Transistors 19 n-mal größer als
die wirksame Basis-Emitter-Oberfläche des
Transistors 20, so verhalten sich die Kollektorströme
der Transistoren 19 und 20 wie n : 1.
Dieses Verhältnis könnte auch erreicht werden,
wenn die Emitter der Transistoren 19 und 20
miteinander verbunden und diese Transistoren
auf ein und demselben Substrat integriert
würden, aber dann würden Änderungen des Verfahrens
den Faktor n ungenau machen. Die
Werte der Widerstände 17 und 18 können sehr
genau sein, wenn für diesen Zweck z. B.
selektrierte nichtintegrierte Widerstände
verwendet werden.
Die Schaltung enthält weiter
einen ersten (1) und einen zweiten (2) Stromkreis,
die über einen Kreuzschalter 13 in
Reihe mit den Hauptstrombahnen 30 und 31
der Transistoren 19 bzw. 20 geschaltet
werden können. Der Kreuzschalter 13 ist auf
den Befehl eines Taktgenerators 23 umschaltbar.
In dem einen (dargestellten) Schaltzustand
liegen die Stromkreise 1 und 2 in Reihe mit
den Hauptstrombahnen 30 bzw. 31 und in dem
anderen Schaltzustand in Reihe mit den Hauptstrombahnen
31 bzw. 30.
In den Stromkreisen 1 bzw. 2 sind
die Hauptstrombahnen der Transistoren 4 bzw. 5
angeordnet, deren Emitter-Elektroden über
Widerstände 15 bzw. 16 mit einem ersten Stromableitungspunkt
10 verbunden sind. Die Basis-
Elektroden 7 bzw. 9 der Transistoren 4 bzw. 5
sind mit Punkten 11 bzw. 12 verbunden. Zwischen
den Punkten 11 und 10 und 12 und 10 wird auf
diese Weise der dritte bzw. der vierte Kreis
gebildet. Um die Spannungen über den beiden
Kreisen gleich zu halten, sind die Punkte 11
und 12 miteinander verbunden. Diese miteinander
verbundenen Basis-Elektroden werden über einen
Kreis 25 von dem Kreis 31 des Stromspiegels 3
her gegebenenfalls über einen Verstärker 24
angesteuert. Um abwechselnd einen Widerstand
in dem dritten oder dem vierten Kreis zu
schalten, sind die Widerstände 15 und 16 von
Schaltern überbrückt, die auf den Befehl des
Taktgenerators 23 abwechselnd und zueinander
gegenphasig geöffnet und geschlossen sind.
In bezug auf den Schalter 13 soll diese
Phase aus Stabilitätsgründen derart sein,
daß stets der nicht kurzgeschlossene Widerstand
im betreffenden Stromkreis 1 oder 2
angeordnet ist, der über den Schalter 13 mit
der Hauptstrombahn 30 verbunden ist. Die
dargestellte Phasenbeziehung erfüllt diese
Bedingung. Außerdem soll dieser Stromkreis
den kleineren der beiden Ströme führen, was
bedeutet, daß der Wert des Widerstandes 17
größer als der des Widerstandes 18 sein soll.
Wenn der Wert der Widerstände
15 und 16 gleich R, der Strom in der Hauptstrombahn
30 gleich I und der Strom in der
Hauptstrombahn 31 gleich nI ist, wobei n das
Verhältnis der Werte der Widerstände 17 und
18 darstellt, gilt in dem dargestellten Schaltzustand
für die Spannung V₁ über dem dritten
Kreis (zwischen den Punkten 11 und 10):
wobei i₀₁ der Sättigungsstrom in der Sperrichtung
des Transistors 4 ist. Für die
Spannung V₂ über dem vierten Kreis
(zwischen Punkten 12 und 10) gilt:
wobei i₀₂ der Sättigungsstrom in der Sperrichtung
des Transistors 5 ist. Wegen der
direkten Verbindung zwischen den Punkten 11
und 12 sind die Spannungen V₁ und V₂ einander
gleich, wodurch für den Strom I gilt:
Eine gleiche Berechnung im anderen
Schaltzustand (in der gestrichelt dargestellten
Lage der Schalter) ergibt:
In beiden Fällen ist der Gesamtstrom
an den Punkten 19 und 10 (abgesehen von
Basisstromverlusten) gleich (n+1) I.
Für den Strom I kann angenommen
werden:
I = I₀ + I₁P (f ) ,
wobei I₀ die Gleichstromkomponente des Stromes I
und I₁P (f ) eine Einheitsrechteckwelle mit einer
Frequenz F und einer Spitze-Spitze-Amplitude
2I₁ ist. Für I₀ und I₁ wird dann gefunden:
und
Auf einfache Weise läßt sich
die Wechselstromkomponente I₁P (f ) wegfiltern,
z. B. dadurch, daß die Punkte 10 und/oder 119
über einen Kondensator mit einem Bezugspotential
verbunden werden, so daß an diesen
Punkten ein Strom gleich (n+1)I₀ erhalten
wird.
Dabei sei bemerkt, daß die
Maßnahme nach der Erfindung nur dann zweckmäßig
ist, wenn die Ungleichheit der Transistoren
4 und 5 die wichtigste Fehlerquelle ist.
Für den Stromspiegel 3 soll also ein genauer
Stromspiegel gewählt werden, der z. B. mittels der
bekannten Techniken für Basisstromverlust kompensiert
ist oder der z. B. durch den aus der DE-AS
25 15 759 bekannten Stromspiegel gebildet wird.
Ebenfalls zur Verringerung von Basisstromverlusten
ist es zweckmäßig, den Verstärker 24
zu benutzen. Außerdem sollen an die die Widerstände
15 und 16 schaltenden Schalter hohe Anforderungen
gestellt werden, weil diese einen
Teil des dritten und des vierten Kreises
bilden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform
eines Stromstabilisators, bei der an die letzteren
Schalter keine hohen Anforderungen gestellt
zu werden brauchen. Der Stromstabilisator
enthält hier beispielsweise einen Stromspiegel
3 von einem anderen Typ. Dieser Stromspiegel
enthält einen Differenzverstärker 22
mit einem invertierenden (20) und einem nichtinvertierenden
(21) Eingang und einem Ausgang
43. Der Ausgang 43 ist über die Widerstände 17
bzw. 18 mit den Eingängen 20 bzw. 21 verbunden.
Diese Widerstände 17 und 18 bilden die Hauptstrombahnen
30 bzw. 31, in denen sich die Ströme wie
die Widerstände 18 und 17 verhalten, weil der
Differenzverstärker 22 die Spannungen über
diesen Widerständen nahezu gleich hält. Von
dem Differenzverstärker 22 her führt ein Ansteuerungskreis
25 zu den Basis-Elektroden der
Transistoren 4 und 5 auf eine aus der DE-OS
24 12 393 bekannte Weise.
Auf gleiche Weise wie bei dem
Stromstabilisator nach Fig. 1 ist der Kreuzschalter
13 angeordnet, um die Hauptstrombahnen
30 und 31 mit den Stromkreisen 1 und 2 zu verbinden.
Die Emitter-Elektroden der Transistoren
4 und 5 sind über einen Widerstand 15 miteinander
und über einen von der Quelle 23 betätigten
Wechselschalter mit dem ersten Punkt
10 verbunden. Dadurch ist der Widerstand 15,
abhängig von der Lage dieses Wechselschalters,
in den dritten oder vierten Kreis aufgenommen.
Die Phasenbeziehung zwischen diesem Wechselschalter
und dem Kreuzschalter 13 wird durch die
Stabilitätsbedingung bestimmt, daß der invertierende
Eingang 20 des Differenzverstärkers
22 mit demjenigen der Stromkreise 1 und 2 verbunden
sein soll, in dem sich der Widerstand 15
befindet. Die dargestellten Schalter erfüllen
diese Bedingung. Aus demselben Grund wie bei
dem Stromstabilisator nach Fig. 1 gilt auch
hier, daß der Wert des Widerstandes 17 größer
als der Wert des Widerstandes 18 sein soll. Die
Wirkungsweise dieses Stabilisators ist gleich
der des Stabilisators nach Fig. 1 mit der
Maßgabe, daß der genannte Wechselschalter in
den gemeinsamen Teil des dritten und des vierten
Kreises aufgenommen ist und dadurch den
Wert des stabilisierten Stromes I nicht beeinflußt.
Zur Illustrierung ist in Fig. 2
ein Widerstand 84 gestrichelt dargestellt, der
zwischen den gemeinsamen Basis-Elektroden der
Transistoren 4 und 5 und dem Punkt 10 eingeschaltet
ist. Wie bereits beschrieben, fügt
dieser Widerstand einen Strom mit einem negativen
Temperaturkoeffizienten dem stabilisierten,
den Punkt 10 durchfließenden Strom hinzu, um
einen temperaturunabhängigen Gesamtstrom zu
erhalten.
Fig. 3 zeigt einen anderen Typ eines
Stromstabilisators, bei dem die erfindungsgemäßen
Maßnahmen angewandt sind. Gleich wie
der Stromstabilisator nach Fig. 2 enthält dieser
eine Stromspiegelschaltung 3 mit einem Differenzverstärker
22 mit Widerständen 17 bzw. 18
zwischen seinem Ausgang 42 und seinen Eingängen
21 bzw. 20. Ferner enthält dieser Stabilisator,
gleich wie der Stabilisator nach
Fig. 2, einen Kreuzschalter 13 zwischen dem
Stromspiegel und dem ersten (1) und dem
zweiten (2) Stromkreis. Der erste und der
zweite Stromkreis enthalten die Hauptstrombahnen
der Transistoren 4 bzw. 5, deren
Emitter 6 bzw. 8 mit dem ersten Punkt 10 verbunden
sind. In dem ersten und zweiten Stromkreis
sind gleiche Widerstände 15 bzw. 16
zwischen den Punkten 18 bzw. 29 und den
Kollektor-Elektroden 26 bzw. 27 der Transistoren
4 bzw. 5 angeordnet.
In dem dargestellten Zustand der
Schaltmittel 14 sind der Punkt 28 mit der Basis-
Elektrode 7 des Transistors 4 und die Kollektor-
Elektrode 26 des Transistors 4 mit der Basis-
Elektrode 9 des Transistors 5 verbunden. Der
dritte Kreis wird nun zwischen dem Punkt 28
und dem Punkt 10 über den Basis-Emitter-Übergang
des Transistors 4 und der vierte Kreis
wird zwischen dem Punkt 28 und dem Punkt 10
über den Widerstand 15 und den Basis-Emitter-
Übergang des Transistors 5 gebildet. In dem
anderen, gestrichelt dargestellten Schaltzustand
sind der Punkt 29 mit der Basis-Elektrode
9 des Transistors 5 und die Kollektor-
Elektrode des Transistors 5 mit der Basis-
Elektrode 7 des Transistors 4 verbunden. Der
dritte Kreis wird nun zwischen dem Punkt 29
und dem Punkt 10 über den Widerstand 16 und
den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 4
und der vierte Kreis wird zwischen dem Punkt
29 und dem Punkt 10 über den Basis-Emitter-
Übergang des Transistors 5 gebildet.
Wenn die Schaltmittel 14 periodisch
umgeschaltet werden, ist ein Widerstand
abwechselnd in den dritten und den vierten
Kreis aufgenommen und, vorausgesetzt, daß
der Kreuzschalter 13 in der richtigen Phase
mitgeschaltet wird, ergibt sich der gleiche
Effekt wie bei den Schaltungen nach den
Fig. 1 und 2. Aus Stabilitätsgründen soll
diese Phase derart sein, daß der nichtinvertierende
Eingang 21 des Differenzverstärkers
22 stets mit demjenigen der Stromkreise 1 und
2 gekoppelt ist, in den derjenige der Widerstände
15 und 16 aufgenommen ist, der zu dem
betreffenden Zeitpunkt in den dritten oder
vierten Kreis aufgenommen ist. Dabei soll
zugleich der Strom in diesem Kreis der größte
sein, was bedeutet, daß der Widerstand
18 zwischen dem invertierenden Eingang 20
und dem Ausgang 43 des Differenzverstärkers
22 größer als der Widerstand 17 sein soll.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
bilden die zweiten Schaltmittel 14 einen Teil
des dritten und des vierten Kreises, werden
aber nur vom Basisstrom und nicht von den
Strömen in dem ersten und dem zweiten Stromkreis
durchlaufen, wodurch dies weniger bedenklich
sein kann, insbesondere, wenn der
Stabilisator mit Feldeffekttransistoren mit
isolierten Gate-Elektroden ausgeführt wird.
Die in den Fig. 1, 2 und 3
dargestellten Schaltmittel können auf verschiedene
Weise ausgebildet werden.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel
des Kreuzschalters 13. Dieser Schalter
enthält die Transistoren 32, 33, 34 und
35. Die Emitter der Transistoren 32 und 33
führen zu dem ersten Stromkreis 1, und die
Emitter der Transistoren 34 und 35 führen zu
dem zweiten Stromkreis 2. Die Kollektoren der
Transistoren 32 und 34 führen zu der Hauptstrombahn
30, und die Kollektoren der Transistoren
33 und 35 führen zu der Hauptstrombahn
31. Die Basis-Elektroden der Transistoren
33 und 34 sind, gleich wie die Basis-
Elektroden der Transistoren 32 und 35, miteinander
verbunden. Zwischen den beiden
Paaren von Basis-Elektroden wird mit Hilfe
der Quelle 23 eine Schaltspannung angelegt,
wodurch entweder die Transistoren 32 und 35
oder die Transistoren 33 und 34 in den leitenden
Zustand geschaltet sind, so daß die
Hauptstrombahnen 30 und 31 entweder in Reihe
mit den Stromkreisen 1 bzw. 2 oder in Reihe
mit den Stromkreisen 2 bzw. 1 geschaltet
sind.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Schaltmittel 14 des Stabilisators
nach Fig. 2. Der Widerstand 15 ist zwischen
den Kollektoren der Transistoren 36 und 37
angeordnet, deren Emitter zu dem Punkt 10
führen. Zwischen den Basis-Elektroden wird
mit Hilfe der Quelle 23 eine Schaltspannung
angelegt, wodurch entweder der Transistor 36
oder der Transistor 37 in den leitenden Zustand
geschaltet und somit entweder das eine
oder das andere Ende des Widerstandes 15
leitend mit dem ersten Punkt 10 verbunden ist.
Der leitende Transistor wird dabei vorzugsweise
in den gesättigten Zustand, z. B. durch Ansteuerung
mit einer ausschaltbaren Basisstromquelle,
gesteuert.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Schaltmittel 14 des Stabilisators
nach Fig. 3. Diese Schaltmittel enthalten
die Transistoren 38, 39, 40 und 41. Die Source-
Elektroden der Transistoren 38 und 39 führen zu
der Basis-Elektrode des Transistors 4, und die der
Transistoren 40 und 41 führen zu der Basis-
Elektrode des Transistors 5. Die Drain-
Elektroden der Transistoren 38, 39, 40 bzw.
41 führen zu dem Punkt 28, der Kollektor-
Elektrode des Transistors 5, dem Punkt 29
und der Kollektor-Elektrode des Transistors
4. Zwischen den miteinander verbundenen
Steuerelektroden der Transistoren 38 und 41
und den miteinander verbundenen Steuerelektroden
der Transistoren 39 und 40 wird mit
Hilfe der Quelle 23 eine Schaltspannung angelegt,
wodurch entweder die Transistoren 38
und 41 oder die Transistoren 39 und 40 in den
leitenden Zustand geschaltet sind. Auf diese
Weise ist das gewünschte Schaltmuster
erhalten.
Statt der dargestellten Stromspiegelschaltungen
3 sind zahlreiche andere
Stromspiegelschaltungen möglich. Auch ist es
möglich, die Stromspiegelschaltung mit den
ersten Schaltmitteln 13 zu einem geschalteten
Stromspiegel zu kombinieren.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines
solchen geschalteten Stromspiegels. Der Differenzverstärker
22 weist einen invertierenden
Eingang 20 und einen nichtinvertierenden Eingang
21 und in bezug auf den nichtinvertierenden
Eingang 21 einen invertierenden Ausgang 42
und einen nichtinvertierenden Ausgang 43 auf.
Zwischen dem Eingang 20 und einem Punkt 44 ist
ein Widerstand 46, zwischen dem Eingang 21 und
einem Punkt 45 ein Widerstand 48 und zwischen
den Punkten 44 und 45 ein Widerstand 47 angeordnet.
Über zwei Schalter können auf den
Befehl der Quelle 23 die Punkte 44 bzw. 45
abwechselnd mit den Ausgängen 42 bzw. 43 verbunden
werden.
Verhalten sich die Widerstände
46, 47 und 48 wie 1 : n-1 : 1, so verhalten
sich in dem dargestellten Schaltzustand
die Widerstandswerte zwischen dem Ausgang
43 und den Eingängen 20 bzw. 21 wie n : 1,
während sich in den anderen Schaltzustand
die Widerstandswerte zwischen den Eingängen
20 bzw. 21 und dem Ausgang 42 wie 1 : n
verhalten. Auf diese Weise kann mit Hilfe der
Schalter das Verhältnis der in dem ersten (1)
und dem zweiten (2) Stromkreis fließenden
Ströme umgekehrt werden oder, mit anderen
Worten, die Ströme in den beiden Stromkreisen
können vertauscht werden dadurch, daß beide
Ausgänge des Differenzverstärkers 22 statt
eines dieser Ausgänge verwendet werden, wird
stets automatisch die Stabilitätsbedingung erfüllt.
Wenn sie bei der Schaltung nach Fig. 3
verwendet werden, sollen die Eingänge 20 und
21 gerade in umgekehrter Reihenfolge mit den
Stromkreisen 1 und 2 verbunden werden.
Fig. 8 zeigt ein zweites
Beispiel eines geschalteten Stromspiegels. Dieser
enthält zwei Transistoren 19 und 20 mit
gemeinsamen Basis-Elektroden. Die Emitter der
Transistoren 19 bzw. 20 sind über Widerstände
46 bzw. 48 mit Punkten 44 bzw. 45 verbunden.
Zwischen den Punkten 44 und 45 ist ein Widerstand
47 angeordnet. Über von der Quelle 23
betätigte Schalter können die Punkte 44 und
47 abwechselnd mit einem Stromableitungspunkt
119 verbunden werden.
Verhalten sich die Werte der
Widerstände 46, 47 und 48 wie 1 : n-1 : 1, so
verhalten sich im dargestellten Schaltzustand
die Gesamtemitterwiderstände der Transistoren
19 bzw. 20 wie n : 1, und, vorausgesetzt, daß
diese Widerstände genügend groß sind, um die
Basis-Emitter-Spannungsunterschiede der
Transistoren 19 und 20 vernachlässigen zu
können, verhalten sich die Kollektorströme
der Transistoren 19 bzw. 20 wie 1 : n. In dem
anderen Schaltzustand verhalten sich unter den
gleichen Bedingungen die Kollektorströme der
Transistoren 19 bzw. 20 wie n : 1. Um die obengenannten
Stabilitätsbedingungen erfüllen zu
können, soll die Ansteuerung der Basis-
Elektroden der Transistoren 19 und 20 auf den
Befehl der Quelle 23 abwechselnd von der
Kollektor-Elektrode des Transistors 19 oder
20 her erfolgen. Dies kann dadurch erfolgen,
daß ein Wechselschalter zwischen diesen
Kollektor-Elektroden und den gemeinsamen Basis-
Elektroden angeordnet wird. Um Basisstromeinflüsse
herabzusetzen, ist es erwünscht,
einen Verstärker 85 in den Ansteuerungskreis
aufzunehmen. In der dargestellten
Situation erfüllt der geschaltete Stromspiegel
nach Fig. 8 die Stabilitätsbedingung der Stromstabilisationsschaltungen
nach den Fig. 1
und 2. Bei Anwendung in der Stromstabilisationsschaltung
nach Fig. 3 sollen die Kollektoren
der Transistoren 19 und 20 gerade in
umgekehrter Reihenfolge mit den Stromkreisen
1 und 2 verbunden werden.
Fig. 9 zeigt einen Stromstabilisator,
bei dem die beiden Halbleiterbauelemente
durch Dioden (oder als Dioden geschaltete
Transistoren) gebildet werden. Die Dioden 4′
bzw. 5′ sind in der Durchlaßrichtung in dem
ersten (1) bzw. zweiten (2) Stromkreis zwischen
dem zweiten Punkt 11 bzw. dem dritten Punkt 12
und dem ersten Punkt 10 angeordnet. Zwischen
den ersten Elektroden 6′ bzw. 8′ der beiden
Dioden ist der Widerstand 15 angeordnet. Die
beiden Enden dieses Widerstandes 15 können abwechselnd
auf den Befehl der Quelle 23 mit dem
ersten Punkt 10 verbunden werden, so daß der
Widerstand 15 abwechselnd in den dritten
(11-10) oder vierten (12-10) Kreis aufgenommen
ist. Die Punkte 11 und 12 sind mit
dem invertierenden (50) bzw. nichtinvertierenden
(51) Eingang eines Differenzverstärkers
49 verbunden, dessen Ausgänge über Widerstände
mit den Eingängen verbunden sind. Wenn der
Verstärkungsfaktor dieses Differenzverstärkers
genügend hoch ist, werden gleiche Spannungen
an den Punkten 11 und 12 aufrechterhalten.
Der Differenzverstärker 49 weist
in bezug auf den nichtinvertierenden Eingang
51 einen invertierenden Ausgang 52 und einen
nichtinvertierenden Ausgang 53 auf. Diese
Ausgänge und die Eingänge sind auf gleiche
Weise wie bei dem geschalteten Stromspiegel
nach Fig. 7 mit Widerständen 46, 47 und 48
gekoppelt, so daß der Differenzverstärker
47, der gleiche Spannungen über dem dritten
und dem vierten Kreis aufrechterhält, zugleich
einen Teil des geschalteten Stromspiegels
bildet. Was die Stabilisation der Ströme
anbelangt, ist die Wirkungsweise dieser Stabilisatorschaltung
gleich der Stabilisatorschaltung
nach Fig. 2.
Bei den in den Fig. 1, 2, 3
und 9 gezeigten Stromstabilisatoren wurde das
Verhältnis der Ströme in beiden Stromkreisen 1
und 2 völlig durch die Stromspiegelschaltung 3
bestimmt. Es ist aber auch möglich, das Verhältnis
dieser Ströme dadurch festzulegen, daß
eine Stromspiegelschaltung mit einem Stromverhältnis
1 : 1 gewählt und eine Anzahl von
Halbleiterbauelementen parallel zu dem ersten
oder dem zweiten Halbleiterbauelement angeordnet
wird oder daß eine Kombination der beiden
Verfahren angewendet wird.
Fig. 10 zeigt einen solchen
Stromstabilisator, bei dem die Maßnahmen
nach der Erfindung angewandt sind. Die Schaltung
nach Fig. 10 enthält wieder einen ersten
(1) und einen zweiten (2) Stromkreis, in die
die Hauptstrombahnen der Transistoren 4 bzw. 5
aufgenommen sind. Die Emitter-Elektroden 6
bzw. 8 dieser Transistoren sind über Widerstände
15 bzw. 16 mit einem Punkt 62 verbunden.
Die Emiter-Elektroden können über
Schalter mit dem ersten Punkt 10 verbunden
werden. Abgesehen von den weiteren Transistoren
kann also, gleich wie bei der Schaltung
nach Fig. 2, ein Widerstand (15 oder 16)
in den dritten oder vierten Kreis zwischen
den Punkten 11 bzw. 12 und 10 aufgenommen
werden. Zum Aufrechterhalten gleicher Spannungen
über dem dritten und dem vierten Kreis
sind die Punkte 11 und 12 (die die Basis-
Elektroden der Transistoren 4 und 5 bilden)
miteinander verbunden. Diese miteinander verbundenen
Basis-Elektroden sind mit den Basis-
Elektroden der Transistoren 54, 55, 56, 57 (in
diesem Beispiel also vier zusätzliche Transistoren)
verbunden, deren Emitter über Widerstände
58, 59, 60 bzw. 61 mit dem Punkt 62
verbunden sind. Alle Widerstände 15, 16, 58,
59, 60 und 61 weisen gleiche Werte R auf.
Die Schaltmittel 14 können auf den Befehl
der Quelle 23 zyklisch permutierend einen
der Emitter der Transistoren 4, 5, 54, 55,
56, 57 mit dem ersten Punkt 10 verbinden. Die
Schaltmittel 13 verbinden auf den Befehl der
Quelle 23 den Kollektor desjenigen Transistors,
dessen Emitter unmittelbar mit dem ersten
Punkt 10 verbunden ist, mit der Hauptstrombahn
31 und die Kollektoren der anderen
Transistoren zusammen mit der Hauptstrombahn 30.
Fließt in der Hauptstrombahn 30
ein Strom I₀ und in der Hauptstrombahn 31 ein
Strom mI₀ und ist die Anzahl von Transistoren
gleich n+1, so fließt ein Strom mI₀ durch
denjenigen Transistor, dessen Emitter unmittelbar
mit dem ersten Punkt 10 verbunden ist und
verteilt sich der Strom I₀ in der Hauptstrombahn
30 nahezu gleichmäßig über die n Hauptstrombahnen
der anderen Transistoren, so daß
parallel zu dem Basis-Emitter-Übergang des
Transistors, durch den der Strom I₀ fließt, ein
anderer Kreis liegt, der den Basis-Emitter-
Übergang eines Transistors enthält, durch den
ein Strom I₀ fließt und der mit einem Widerstand
in Reihe geschaltet ist. In jedem Schaltzustand
wirkt die Schaltung also wie ein Stromstabilisator
mit zwei Stromkreisen, in denen
Ströme mit einem gegenseitigen Größenverhältnis
von 1 : mn fließen und in denen der Wert des
Widerstandes in dem Kreis, durch den der
kleinste Strom fließt, gleich (n+1) R ist.
Durch die zyklische Permutierung schalten
Mittel auch hier die Fehler infolge gegenseitiger
Ungleichheiten der Transistoren aus.
Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Schaltmittel 13. Diese Schaltmittel
13 enthalten n+1 Transistorenpaare
(64, 65), (66, 67), (68, 69), (70, 71),
(72, 73) und (74, 75). Die Emitter jedes
Paares sind miteinander und mit jeweils dem
Kollektor eines der n+1 Transistoren 57, 56,
55, 54, 4 und 5 verbunden. Die Kollektoren der
Transistoren 65, 67, 69, 71, 73 und 75 führen
zu der Hauptstrombahn 30 und die Kollektoren
der anderen Transistoren zu der Hauptstrombahn
31.
Die Basis-Elektroden eines Satzes
von Transistoren (z. B. Transistoren 65, 67, 69,
71, 73 und 75) sind mit einem Punkt 63 auf
Bezugspotential verbunden, und die anderen Basis-
Elektroden führen zu einer Schaltung 76, z. B.
einem Schieberegister, die auf den Befehl der
Quelle 23 zyklisch permutierend der Basis-
Elektrode eines der Transistoren 64, 66, 68, 70,
72 und 74 eine hohe Spannung und n anderen dieser
Transistoren eine niedrige Spannung zuführt, so
daß die Hauptstrombahn 31 zu einem leitenden
Schalttransistor und die Hauptstrombahn 30 zu
n anderen leitenden Transistoren führt.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel der
Schaltmittel 14. Diese Mittel enthalten n+1
Transistoren 78 bis 83, deren Emitter mit dem
ersten Punkt 10 und deren Kollektoren je für
sich mit den Emitter-Elektroden der Transistoren
57, 56, 55, 54, 4 bzw. 5 verbunden sind.
Die Basis-Elektroden dieser Transistoren 78
bis 83 führen zu einer Schaltung 77, z. B. einem
Schieberegister, die auf den Befehl der Quelle
23 zyklisch permutierend der Basis-Elektrode
eines der Transistoren 78 bis 83 eine hohe
Spannung und den anderen eine niedrige Spannung
zuführt, so daß stets die Emitter-Elektrode
eines der n+1 Transistoren 57, 56, 55, 54, 4 und
5 direkt mit dem Punkt 10 verbunden ist. Einer
der Transistoren 78 bis 83 kann auch dadurch
in den leitenden Zustand gesteuert werden, daß
ein Basisstrom dem in den leitenden Zustand
zu steuernden Transistor zugeführt wird. Die
Schaltungen 76 und 77 können dabei eine einzige
Schaltung bilden.
Die Anwendung von Schieberegistern
schafft die Möglichkeit, zyklisch permutierend
die Kollektor-Elektroden einer Anzahl der n+1
Transistoren 5, 4, 54, 55, 56 und 57 nicht mit
der Hauptstrombahn 30 zu verbinden, um auf
diese Weise den Faktor n ändern zu können.
Auch ist es dabei möglich, die Emitter mehrerer
Transistoren zyklisch permutierend unmittelbar
mit dem Punkt 10 zu verbinden.
Claims (10)
1. Stromstabilisationsschaltung mit einer Stromspiegelschaltung
(3) zum Aufrechterhalten zweier Ströme mit einem
vorgegebenen Verhältnis in einem ersten (1) und einem
zweiten (2) Stromkreis, mit einem ersten Halbleiterbauelement
(4) mit einer Hauptstrombahn und einer ersten und
zweiten Elektrode (6, 7), wobei die erste Elektrode (6) in
der Hauptstrombahn liegt und der Strom in der Hauptstrombahn
eine Funktion der Spannung zwischen der ersten und
zweiten Elektrode (6, 7) ist und wobei die Hauptstrombahn
in dem ersten Stromkreis (1) zwischen der Stromspiegelschaltung
(3) und einem ersten Punkt (10) angeordnet ist,
mit einem zweiten Halbleiterbauelement (5), das mit dem
ersten Halbleiterbauelement (4) im wesentlichen
identisch ist und dessen Hauptstrombahn in dem zweiten
Stromkreis (2) zwischen der Stromspiegelschaltung (3) und
dem ersten Punkt (10) angeordnet ist, wobei beide Halbleiterbauelemente
(4, 5) auf ein und demselben Substrat
gebildet sind, mit einem dritten Kreis (zwischen 10 und
11) zwischen einem dritten Punkt (11) und dem ersten Punkt
(10), wobei die zweite und die erste Elektrode (7, 6) des
ersten Halbleiterbauelements (4) in dem dritten (zwischen
10 und 11) angeordnet sind, und mit einem vierten Kreis
(zwischen 10 und 12) zwischen einem zweiten Punkt (12) und
dem ersten Punkt (10), wobei eine zweite (9) und eine
erste (8) Elektrode des zweiten Halbleiterbauelements (5)
in dem vierten (zwischen 10 und 12) angeordnet sind, und
mit Schaltungsmitteln zum Aufrechterhalten gleicher
Spannungen über dem dritten (zwischen 10 und 11) und dem
vierten Kreis (zwischen 10 und 12),
dadurch gekennzeichnet, daß erste Schaltmittel (13) zum
periodischen Vertauschen der Ströme in dem ersten (1) und
dem zweiten (2) Stromkreis vorhanden sind und daß mit den
ersten Schaltmitteln (13) synchronisierte zweite Schaltmittel
(14) vorhanden sind zum Schalten eines Widerstandes
(15) in Reihe mit dem ersten Halbleiterbauelement (4),
wenn das Verhältnis zwischen dem Strom in dem ersten
Stromkreis (1) und dem Strom in dem zweiten Stromkreis (2)
gleich dem vorgegebenen Verhältnis ist, und zum Schalten
eines Widerstandes (16) in Reihe mit dem zweiten Halbleiterbauelement
(5), wenn das Verhältnis zwischen dem
Strom in dem zweiten Stromkreis (2) und dem Strom in dem
ersten Stromkreis (1) gleich dem vorgegebenen Verhältnis
ist (Fig. 1).
2. Stromstabilisationsschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltmittel (14)
einen ersten Widerstand (15), der zwischen den ersten
Elektroden (6, 8) der beiden Halbleiterbauelemente (4, 5)
angeordnet ist, und einen Schalter enthalten, durch den
synchron mit den ersten Schaltmitteln (13) der erste Punkt
(10) mit abwechselnd dem einen und dem anderen Ende des
ersten Widerstandes (15) verbunden wird (Fig. 2, Fig. 9).
3. Stromstabilisationsschaltung nach Anspruch 1 oder 2,
bei der die Mittel zum Aufrechterhalten gleicher Spannungen
durch eine Verbindung zwischen dem zweiten (12) und
dem dritten (11) Punkt gebildet werden, wobei dieser
zweite (12) und dieser dritte (11) Punkt durch die zweiten
Elektroden (7, 9) der beiden Halbleiterbauelemente (4, 5)
gebildet werden und wobei diese Verbindung von der
Stromspiegelschaltung (3) her angesteuert (25) wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltmittel (13)
durch einen Kreuzschalter gebildet werden, der zwischen
den beiden Halbleiterbauelementen (4, 5) und der Stromspiegelschaltung
(3) in den Stromkreisen (1, 2) zum
periodischen Vertauschen der Ströme in diesen Stromkreisen
angeordnet ist, wobei die Ansteuerung (25) diesen
Kreuzschalter überbrückt (Fig. 1, 2).
4. Stromstabilisationsschaltung nach Anspruch 1 oder 2,
bei der der zweite (12) und der dritte (11) Punkt durch
die zweiten Elektroden (7, 9) des ersten (4) bzw. des
zweiten Halbleiterbauelements (5) gebildet werden und die
Stromspiegelschaltung (3) einen Differenzverstärker (22)
mit einem invertierenden (20) und einem nichtinvertierenden
(21) Eingang und mindestens einem in bezug auf diese
Eingänge (20, 21) nichtinvertierenden Ausgang (43)
enthält, wobei der erste (1) und der zweite Stromkreis (2)
über Widerstände (46, 47, 48) gebildet werden, die einen
Ausgang (42 bzw. 43) dieses Differenzverstärkers (22) mit
jeweils einem Eingang (20 bzw. 21) verbinden, wodurch das
genannte gegenseitige Größenverhältnis durch das Verhältnis
der Widerstände zwischen dem Ausgang (42 bzw. 43) und
den beiden Eingängen (20, 21) derart bestimmt wird, daß
der Widerstand zwischen diesem Ausgang (42 bzw. 43) und
dem in bezug auf diesen Ausgang (42 bzw. 43) invertierenden
Eingang (21 bzw. 20) größer als der Widerstand
zwischen diesem Ausgang (42 bzw. 43) und dem in bezug auf
diesen Ausgang (42 bzw. 43) nichtinvertierenden Eingang
(20 bzw. 21) ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Widerstände (46,
47, 48) zwischen den Eingängen (20, 21) und dem Ausgang
durch einen zweiten (46), dritten (47) und vierten (48)
Widerstand gebildet werden, von denen der zweite (46) und
der vierte (48) Widerstand nahezu gleich sind und von
denen der zweite (46) und der vierte (48) Widerstand
einerseits mit je einem der beiden Eingänge (20, 21) und
andererseits mit je einer anderen Seite des dritten Widerstandes
(47) verbunden sind und wobei die ersten
Schaltmittel (13) jeweils abwechselnd eines der beiden
Enden des dritten Widerstandes (47) mit einem Ausgang (42,
43) des Differenzverstärkers (22) derart verbinden, daß
stets der Widerstand zwischen diesem Ausgang (42 bzw. 43)
und dem in bezug auf diesen Ausgang (42 bzw. 43) invertierenden
Eingang (21 bzw. 20) größer als der Widerstand
zwischen diesem Ausgang (42 bzw. 43) und dem in bezug auf
diesen Ausgang (42 bzw. 43) nichtinvertierenden Eingang
(20 bzw. 21) ist (Fig. 7).
5. Stromstabilisationsschaltung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (22)
in bezug auf den nichtinvertierenden Eingang (21) einen
nichtinvertierenden (43) und einen invertierenden (42)
Ausgang aufweist, wobei der zweite Widerstand (46) mit
einem Ende an den invertierenden Eingang (20) und der
vierte Widerstand (48) mit einem Ende an den nichtinvertierenden
(21) Eingang angeschlossen ist, daß die ersten
Schaltmittel (13) über Schalter den invertierenden Ausgang
(42) mit dem anderen Ende des zweiten Widerstandes (46)
und den nichtinvertierenden Ausgang (43) mit dem anderen
Ende des vierten Widerstandes (48) verbinden und daß
diese Schalter abwechselnd geschlossen sind (Fig. 7).
6. Stromstabilisationsschaltung nach Anspruch 1, bei
der das erste (4) und das zweite Halbleiterbauelement (5)
ein erster und ein zweiter Transistor sind, deren Steuerelektroden
die zweiten Elektroden (7, 9) bilden und zum
Aufrechterhalten gleicher Spannungen über dem dritten (10
bis 11) und dem vierten Kreis (10 bis 12) miteinander
verbunden sind und von der Stromspiegelschaltung (3) her
angesteuert werden, wobei parallel zu dem Transistor,
dessen Hauptstrombahn in den Stromkreis zum Führen des
kleineren Stroms n-1, wobei n<1 ist, angeordnet ist,
weitere Transistoren (54 bis 57) geschaltet sind, die mit
dem ersten (4) und dem zweiten Transistor (5) nahezu
identisch sind und deren Steuerelektroden mit den Steuerelektroden
(7, 9) des ersten (4) und des zweiten
Transistors (5) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elektroden der n+1
Transistoren (4, 5, 54 bis 57) über Widerstände (15, 16,
58 bis 61) mit nahezu gleichen Widerstandswerten zu einem
Verbindungspunkt (62) führen; daß die zweiten Schaltmittel
(14) durch einen (n+1)-Schrittschalter zum zyklisch
permutierenden Verbinden des ersten Punktes (10) mit
jeweils den ersten Elektroden wenigstens eines (5) der n+1
Transistoren (4, 5, 54 bis 57) gebildet werden und daß
die ersten Schaltmittel (13) durch Schalter gebildet
werden, mit deren Hilfe synchron mit den zweiten Schaltmitteln
(14) zyklisch permutierend die von der zweiten
Elektrode abgekehrten Enden der Hauptstrombahnen aller
anderen (4, 54 bis 57) Transistoren zusammengeschaltet
werden, wobei die Ansteuerung (25) diese ersten Schaltmittel
(13) überbrückt (Fig. 10).
7. Stromstabilisationsschaltung nach Anspruch 1, bei
der das erste (4) und das zweite (5) Halbleiterbauelement
ein erster und zweiter Transistor sind, deren Steuerelektroden
die zweiten Elektroden (7, 9) bilden und deren
Hauptstrombahnen auf den von den ersten Elektroden (6, 8)
abgekehrten Seiten mit dritten Elektroden (26, 27)
versehen sind, wobei die ersten Elektroden (6, 8) dieser
Transistoren (4, 5) mit dem ersten Punkt (10) verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Elektroden (26,
27) des ersten (4) und des zweiten (5) Transistors mit in
dem ersten (1) bzw. zweiten (2) Stromkreis liegenden
ersten (15) bzw. zweiten (16) Widerständen mit nahezu den
gleichen Widerstandswerten verbunden sind und daß die
zweiten Schaltmittel (14) durch einen ersten Wechselschalter
zum Verbinden der zweiten Elektrode (7) des
ersten Transistors (4) mit abwechselnd der von der dritten
Elektrode (26) des ersten Transistors (4) abgekehrten
Seite des ersten Widerstandes (15) und der dritten
Elektrode (27) des zweiten Transistors (5) und durch einen
zweiten Wechselschalter gebildet werden, durch den gegenphasig
zu dem ersten Wechselschalter die zweite Elektrode
(9) des zweiten Transistors (5) mit abwechselnder, von der
dritten Elektrode (27) des zweiten Transistors (9) abgekehrten
Seite des zweiten Widerstandes (16) und der
dritten Elektrode (26) des ersten Transistors (4)
verbunden wird (Fig. 3).
8. Stromstabilisationsschaltung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltmittel (13)
durch einen Kreuzschalter gebildet sind, der zwischen den
beiden Widerständen (15, 16) und der Stromspiegelschaltung
(3) in den Stromkreisen (1, 2) zum periodischen
Vertauschen der Ströme in diesen Stromkreisen angeordnet
ist (Fig. 3).
9. Stromstabilisator nach Anspruch 7, bei dem die
Stromspiegelschaltung (3) einen Differenzverstärker (22)
mit einem invertierenden (20) und einem nichtinvertierenden
Eingang (21) und mindestens einem in bezug auf diese
Eingänge nichtinvertierenden Ausgang (43) enthält, wobei
der erste (1) und der zweite Stromkreis (2) über Widerstände
(17, 18 bzw. 46 bis 48) gebildet sind, die einen
Ausgang (43 bzw. 42) dieses Differenzverstärkers (22) mit
jeweils einem Eingang (20 bzw. 21) verbinden, wodurch das
genannte gegenseitige Größenverhältnis durch das Verhältnis
der Widerstände zwischen dem Ausgang (43) und den
beiden Eingängen (20 bzw. 21) derart bestimmt ist, daß der
Widerstand zwischen diesem Ausgang (43) und dem in bezug
auf diesen Ausgang (43) invertierenden Eingang (20) größer
als der Widerstand zwischen diesem Ausgang (43) und dem in
bezug auf diesen Ausgang nichtinvertierenden Eingang (21)
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (46, 47, 48)
zwischen den Eingängen (20, 21) und dem Ausgang (43) durch
einen zweiten (46), einen dritten (47) und einen vierten
(48) Widerstand gebildet sind, von denen der zweite (46)
und der vierte (48) Widerstand einander nahezu gleich sind
und von denen der zweite (46) und der vierte (48) Widerstand
einerseits mit je einem der beiden Eingänge (20, 21)
und andererseits mit je einer anderen Seite des dritten
Widerstandes (47) verbunden sind, und daß die Schaltmittel
(13) jeweils abwechselnd eines der beiden Enden des
dritten Widerstandes (47) mit einem Ausgang (42, 43) des
Differenzverstärkers (22) derart verbinden, daß der
Widerstand zwischen dem Ausgang (43 bzw. 42) und dem in
bezug auf diesen Ausgang (43 bzw. 42) invertierenden
Eingang (20 bzw. 21) stets größer als der Widerstand
zwischen diesem Ausgang (43 bzw. 42) und dem in bezug auf
diesen Ausgang (43 bzw. 42) nichtinvertierenden Eingang
(21 bzw. 20) ist (Fig. 3 und 7).
10. Stromstabilisator nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (22)
in bezug auf den nichtinvertierenden Eingang (21) einen
nichtinvertierenden (43) und einen invertierenden (42)
Ausgang aufweist, daß der zweite Widerstand (46) mit einem
Ende an den invertierenden Eingang (20) und der vierte
Widerstand (48) mit einem Ende an den nichtinvertierenden
Eingang (21) angeschlossen ist und daß die Schaltmittel
(13) über Schalter den invertierenden Ausgang (42) mit dem
anderen Ende des zweiten Widerstandes (46) und den
nichtinvertierenden Ausgang (43) mit dem anderen Ende des
vierten Widerstandes (48) verbinden, wobei diese Schalter
abwechselnd geschlossen sind (Fig. 3 und 7).
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