DE2911171A1 - Schaltung fuer die ansteuerung eines stromquelletransistors - Google Patents
Schaltung fuer die ansteuerung eines stromquelletransistorsInfo
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Description
Schaltung für die Ansteuerung eines Stromquelletransistors
Es sind zahlreiche Schaltungen bekannt, mit denen temperaturkompensierte
Transistorströme erzeugt werden. Die Temperaturkompensation wird beispielsweise dadurch vorgenommen,
daß die Vorspannungen an den Basis-Emitterstrecken der von den konstanten Strömen durchflossenen Transistoren an in
FluBrichtung betriebenen Diodenstrecken gextfonnen werden,
die das gleiche Temperaturverhalten wie die Transistoren aufweisen.
Durch diese Temperaturkompensation wird ^r nicht gewährleistet,
daß die durch die Transistoren fließenden Ströme unabhängig von der Größe der Versorgungsgleichspannung sind.
Dies beruht darauf, daß die Stromquellen keinen unendlich großen Widerstand besitzen und außerdem bei Zunahme der
Kollektor-Emitterspannungen an den Transistoren, die beispielsweise durch die Zunahme der Versorgungsgleichspannung
verursacht werden kann, auch der Kollektorstrom durch diese Transistoren aufgrund der bauelementspezifischen
Stromspannungskennlinien zunimmt. Beispielsweise bei einer Gegentakt-Endstufe bedeutet dies, daß der Kollektor-Ruhestrom
durch die Endstufentransistoren bei ansteigender Betriebsspannung ebenfalls zunimmt, auch wenn dieser Kollektor-Ruhestrom
mit Hilfe einer temperaturstabilisierenden Schaltung erzeugt wird. Diese unerwünschte Zunahme des
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Kollektor-Ruhestromes durch Endstufentransistoren einer Gegentakt-Endstufe bei ansteigender Betriebsspannung kann
zur Selbstzerstörung der Endstufentransistoren führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung anzugeben, mit der die Ströme durch Stromquelle-Transistoren
in Abhängigkeit von der Versorgungsgleichspannung gesteuert werden können. Dies soll insbesondere
in der Weise möglich sein, daß der Transistorstrom bei
anwachsender Versorgungsgleichspannung konstant bleibt oder sogar kleiner wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung für die Ansteuerung eines Stromquelle-Transistors in Abhängigkeit von der Versorgungsgleichspannung
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Versorgungsgleichspannungsquelle eine weitere Stromquelle
angeschlossen ist, die ein Bauelement, an dem die Ansteuerspannung für den Stromquelle-Transistor abfällt, mit
Strom versorgt und daß parallel zu diesem Bauelement ein in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung steuerbarer
Widerstand geschaltet ist. Die Steuerspannung für den steuerbaren Widerstand, bei dem es sich vorzugsweise um einen
Transistor handelt, wird an einem zwischen die Pole der Versorgungsspannungsquelle angeschlossenen Spannungsteiler
abgegriffen. Zur Stromeinsparung kann in einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Spannungsteiler zugleich den
Vorwiderstand der zusätzlichen Stromquelle bilden.
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ORIGINAL INSPECTED
Bei dem Bauelement, an dem die Ansteuerspannung für den oder die Stromquellentransistoren abfällt, handelt es
sich vorzugsweise um eine Halbleiterdiode, die parallel zur Basis-Emitterstrecke des Stromquelle-Transistors geschaltet
Ist und die das gleiche Temperaturverhalten wie die Stromquelle-Transistoren aufweist, um auf diese Weise
gleichzeitig eine Temperaturkompensation des Transistor™ stromes zu bewirken. Der Vorwiderstand der weiteren Stromquelle
besteht S1US dem bereits erwähnten Spannungsteiler,
wobei an den Abgriff dieses Spannungsteilers die Basis eines Tranaistors T, angeschlossen ist, der parallel zu
der den Stromquelle-Transistor ansteuernden Diode geschaltet ist und somit die Funktion eines steuerbaren Widerstandes
übernimmt.
Die erf indungsgemäße ^Schaltung wird vorzugsweise so
dimensioniert, daß der Strom durch den Stromquelle-Transistor
oder gegebenenfalls auch durch mehrere Stromquelle-Transistcren
bei sich ändernder Versorgungsgleichspannung konstant bleibt, oder zum Zwecke der Oberkompensation
sogar geringfügig abnimmt. Mit der erfindungsgemäßen
Schaltunc; können insbesondere die Ströme gesteuert werden,
die der Vorspannlingserzeugung für die Basisemitter strecken
von Endstufentransistoren in einer Gegentakt-Endstufenschaltung dienen.
Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispieles
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näher erläu .rt werden. Dabei zeigt die Figur 1 den für
die Erfindung wesentlichen Teil der Schaltung, während in der Figur 2 noch näher dargestellt ist, wie sich mit der
erfindungsgemäßen Schaltung der Kollektor-Ruhestrom durch die Endstufentransistoren einer Gegentakt-Endstufen-Schaltung
beeinflussen läßt.
In der Figur 1 sind zwei Stromquelle-Transistoren T- und T~
dargestellt, die beispielsweise die im Kollektorzweig der Transistoren liegenden Verbraucher V1 bzw. V? mit Strom
versorgen. Diese Stromquellen sind an die Gleichspannungsquelle angeschlossen. Die Basisemittervorspannung der
Transistoren T1 und T„ wird an der Diode DQ gewonnen. Diese
Diode bezieht ihren Strom über eine weitere Konstantstromquelle, die beispielsweise aus den Transistoren T7
und Tg besteht. Dabei ist die Kollektorbasisstrecke des
einen Transistors T7 parallel zur Basisemitterstrecke des anderen Transistors T0 geschaltet. Beide Transistoren
weisen einen Emitterwiderstand R, bzw. R_ auf. Der im
D /
Kollektorzweig des Transistors T_ liegende Vorwiderstand
ist als Spannungsteiler R_, R. ausgebildet. An den Abgriff
dieses Spannungsteilers an der Verbindung zwischen den Widerständen R, und R4 ist die Basiselektrode des Transistors
T, angeschlossen, der zusammen mit seinem Emitterwiderstand
R,- parallel zur Diode DQ geschaltet ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Transistoren T1 , T„ und T, um pnp-Tran-
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sistoren, während die Transistoren T7 und TR npn-Transistoren
sind.
Bei konstanter Versorgungsgleichspannung LL, fließt durch die Transistoren T. und T„ ein temperaturstabilisierter
konstanter Strom. Für die Temperaturstabilisierung sorgt die Diode DQ, deren Temperaturverhalten mit dem der Transistoren
T^ und T, übereinstimmen muß.
Wenn jedoch die Versorgungsgleichspannung sich ändert, ändert sich aufgrund des Kennlinienverlaufs von Transistoren
und des nicht unendlich großen Innenwiderstands der Stromquelle-Schaltungen der Strom I1 bzw. I„. Mit zunehmendem
LL,- an den Transistoren T1 und T2 steigt in der Regel
auch der Strom I_. Zur Kompensation bzw. Überkompensation dieses Effektes dient der Schaltungsteil A. Bei dieser
Schaltung ist der Strom durch den Spannungsteiler aus den Widerständen R3 und R4 nahzu proportional- zur Versor™
gungsgleichspannung LU. Mit steigender Versorgungsgleichspannung steigt somit ebenfalls der Spannungsabfall am
Widerstand Rn, wodurch der Transistor T, mehr und mehr
in den leitenden Zustand gesteuert wird. Dadurch, "wird der
Diode D1- Strom entzogen, so daß der Spannungsabfall an
dieser Diode geringer wird und somit die Stromquellen-Transistoren T.. und T2 zu kleineren Kollektorströmen hingesteuert
werden. Der Schaltungsteil Ä kann si dimensioniert werden, daß bei zunehmender Versorgungsgleichspannung
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ün die Ströme I1 und I„ durch öle Transistoren T,, und Το Iz i2
konstant bleiben. Bei entsprechender Dimensionierung kann
auch eine überkompensation erreicht ν rdenf das heißt, der
Strom durch die Transistoren I„ und I9 z-iirä mit weiter
ansteigender Versorgungsglsichspannung geringer.
Aus der Schaltung gemäß Figur 2 ergibt sich noch eine vorteilhafte
Verwendungsweise der erfindungsgemäßen Stabilisierungsschaltung.
Die Stabilisierungsschaltung Ά ist en eine Gegentakt-B-Endstufe
angeschlossen. Durch die ISiidstizfentraiisistoren
T11 und T., 2 soll ein möglichst kleiner liollektor-Ruhestrom
fließen, der unabhängig von der Temperatur und der Versorgungsgleichspannung
U. ist«, Die Temperaturkompensation wird, wie bereits erwähnt wurde, dadurch erreicht,- daß die
Vorspannungen an in FluErichtung betriebenen Diodenstrecken
gewonnen werden, die das gleiche Temperaturverhalten
wie die Transistoren aufweisen=
Die Schaltung gemäß der Figur 2 weist wiederum die Transistoren T. und T„ auf, die mit denen der Schaltung nach
Figur 1 vergleichbar sind. In der Zollsktorstreclce des
Transistors T1 liegt die Diode D, und der Transistor Te,
dessen Basis vom Niederfrequenzsignal angesteuert wird. Am Kollektor des Transistors T1- wird das Signal abgegriffen
und auf die Basis des Transistors T„ gegeben, in
dessen Kollektorstrecke, der Widerstand S- liegt, an dem die
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Basiser— ■■-.:'l j:-.:: zvü::-ma für den Endstufentransistor T10
- - ι ζ
abfall·;:. . ?.;-. L...:. : z-^.r des Transistors T1 ist der Emitter
eines '■■ ^t- -.:.::^. T. ^nslstors T^ nachgeschaltet, dessen Kollektor
r. ■. '?.:■." ;'"_ :?i-nhspannur>gsquelle verbunden ist. Im
üäi-iszÄt. _" -- V \ ".neistors 7,. liegen die Dioden D5 und Dn,
die as. . :■ ;.".:.:.:-".'.-:-iScipfung der beiden Endstaf entransistoren
T1., un·.-; ... . ;,:/..r'-:-..-hlossan sind. Ferner ist mit der BasiseleKt:
;:c ";■■- zt T -"...siEcors TA der "-Kollektor des Transistors
T7 verj:.· " , -. ve,' dar strom I„ fließt. Zur Ansteuerung
ciefi. Tr^: ,.-:;..: - .. Sisnt die Schaltung, die aus der Diode
D, ϋκ,-ΐ v.:.- .-:..■■-.: . ΐ.. mit dsm Eollelctorwiderstand R^ und
de:l·: TraJ /:.::;. : T _ besteht» Die Diode D. bestimmt dabei
die Ha£-.ih:-:\:.i.t\--::-::■. _ apsni-g des Transistors TQi. an dessen
Kollekt!;i:w;.:;5.v;:--,..d R9 die stabilisierte Basisemittervorspaniiu.::,;:
■"■-;,-- .".·.-■:.£ rufentransistors T^1 abfällt. Der in
Reihe 7. -:u. : ;■.:-.:;a ;": .- geschaltete Transistor T.,_ wird an
der Bas.L:. J;:er a.: ~ Diode D1 angesteuert»
Bei dei: -.:.■. -\:..sr\ ,-rr :.en T1^ und T^ handelt es sich um komplementäre
T-λ...=3'-Steven. Es sind beispielsweise die Transistoren
;, .. :;.·..^ Tf. Tg und T3 pnp-Transistoren, viährend
es sich ί;·ΐ:;. ce:: "Transistoren T£S T5^ T?F Tnff T. Ρ T^.^ und
T.„ um np;:"Ir-.:::-i:'..storen handelto Die Schaltung kann auch
mit Traru-istoreii :ies jeweils entgegengesetzten Leitungstyps aufgebaut wurden. Die Dioden D.. r D« und D3 werden
in Flufiriehtung betrieben und dienen zur Vorspannungserzeugung
für die Transistoren T_, T4 und T1n» Die Dioden
erhalten ihre Fliißströme aus den Stromquellen I1 und I3.
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Die Dioden D. bis D., und die Basisemitterstrecken der Transistoren
Τ., T. und T-o bilden einen geschlossenen Stromkreis,
wobei die Addition aller Spannungsabfälle innerhalb dieses Stromkreises Null ergibt. An den Widerständen R.
und R^ entstehen die für die eigentlichen Gegentakt-B-Endstufentransistoren
T11 und T.„ zur Einstellung eines
kleinen Kollektor-Ruhestromes von nur v/enigen mA benötigten Basisemittervorspannungen für die Transistoren T-1 und
Ί' 2- Diese Spannungen sind temperaturstabilisiert, weil die
in der Schaltung verwendeten Dioden das gleiche Temperaturverhalten
wie die Transistoren aufweisen. Mit Hilfe des Schaltungsteiles A wird in der bereits geschilderten Weise
der Kollektor-Ruhestrom durch die Endstufentransistoren T11 und T1„ außerdem unabhängig von der Größe der Versorgungsgleichspannung
U0.
£3
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Claims (7)
1) Schaltung für die Ansteuerung eines Stromquelle-Transistors
Iu Abhängigkeit von der Versorgungsgleichspannung,
dalii ι ^i ^ Irlviet, daß an die Versorgungsgleichspanraina-^fi^
'- _ rfeitere Stromquelle angeschlossen ist, die
ein Bauelement (Bn) , an dem die Ansteuerspannung für den
Stromquelle-Transistor (T1) abfällt, mit Strom versorgt,
und daß parallel zn diesem Bauelement ein in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung steuerbarer Widerstand (T,-)
geschaltet ist,
2) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bauelement (D^) eine Halbleiterdiode ist, die parallel
zur Basis-Emitterstrecke des Stromquelle-Transistors (T..)
geschaltet: ist und die das gleiche Temperaturverhalten v?ie der Stromquelle-Transistor aufweist.
3) Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorwiderstand der weiteren Stromquelle als Spannungsteiler (R-,, R.) ausgebildet ist, und daß an den Abgriff
dieses Spannungsteilers die Basis eines Transistors (Tg)
angeschlossen ist, dessen Kollektor-Emitterstrecke parallel
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ORIGINAL INSPECTED
zu der den Stromquelle-Transistor (T1) ansteuernden Diode
(D ) geschaltet ist.
4) Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Diode (D ) die Reihenschaltung aus Kollektor-Emitterstrecke
des Transistors (T-) und einem Emitterwiderstand
(R5) parallel geschaltet ist.
5) Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Stromquelle aus zwei Transistoren
(T-, T0) besteht, wobei die Kollektor-Basisstrecke
/ ο
des ersten Transistors (T_), dessen Kollektorwiderstand
aus dem Spannungsteiler (R-,, R4) besteht, parallel zur
Basis- Emitterstrecke des zweiten Transistors (Tg), in dessen Kollektorzweig die Diode (D ) liegt, geschaltet
ist und daß beide Transistoren über je einen Emitterwiderstand (Rfif R7) mit dem Bezugspotential verbunden sind.
6) Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie so dimensioniert ist, daß
der Strom durch den Stromquelle-Transistor (T1) bei sich
ändernder Versorgungsgleichspannung (U-.) konstant bleibt
oder abnimmt.
7) Verwendung einer Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Steuerung der Ströme, die der Vorspannungserzeugung für die Basis-Emitterstrecken von Endstufentransistoren
(T11, T-I2) ^n einer Gegentakt-Endstufenschaltung dienen.
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ORIGINAL INSPECTED
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