DE3035272C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Operations-Transkonduktanzver­ stärker mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein derartiger Verstärker ist aus der britischen Patentanmel­ dung Nr. 15 29 068 bekannt. Er verwendet als Stromverstärker übliche Stromspiegel mit konstantem Stromübersetzungsverhält­ nis, wobei je ein solcher Stromspiegel eingangsseitig an je einen der beiden Ausgänge eines Eingangs-Differenzverstärkers angeschlossen ist und der Verstärkung von dessen Ausgangs­ strömen dient. Die Verstärkung des Differenzverstärkers selbst wird durch eine ihn speisende Stromquelle bestimmt. Die Aus­ gangsströme der beiden Stromspiegel werden mit Hilfe eines dritten Stromspiegels kombiniert, indem dessen Eingang der Ausgangsstrom des einen der beiden erstgenannten Stromspiegel zugeführt wird und sein eigener Ausgangsstrom mit demjenigen des anderen der beiden erstgenannten Stromspiegel einer Aus­ gangsklemme zugeführt wird, an welche auch die Last ange­ schlossen ist. Die Differenz dieser beiden zusammengefaßten Ströme, welche für die Last als Quellen- oder Senkenströme erscheinen, bilden den Laststrom.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei niedrigem Ruhe­ strom eines solchen Operations-Transkonduktanzverstärkers höhere Quellen- und/oder Senkenströme zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, anstelle von Stromspiegeln mit konstantem Stromübersetzungsverhältnis nichtlineare Stromverstärker zu benutzen, deren Stromverstär­ kung mit zunehmendem Eingangsstrom anwächst. Dies steht im Gegensatz zu üblichen Operations-Transkonduktanzverstärkern (im folgenden kurz OTA genannt), wie sie z. B. aus der DE-OS 23 22 466 bekannt sind, bei denen die symmetrischen Ausgangs­ ströme einer vorausgehenden Verstärkerstufe den Eingangsan­ schlüssen je eines Stromverstärkertransistors fester Strom­ verstärkung zugeführt werden, deren Kollektorausgangsströme wiederum mit einem Stromspiegel mit festem Stromspiegelver­ hältnis zum Ausgangsstrom der Schaltung kombiniert werden. Die Operations-Transkonduktanzverstärker sind in ihrer Grund­ form eines Operationsverstärkers mit sehr niedriger Eingangs­ impedanz und sehr hoher Ausgangsimpedanz (bzw. Stromquellen­ ausgang) zuerst in der US-PS 36 14 645 beschrieben worden.

Es ist zwar aus der US-PS 35 50 024 bekannt, bei einem Gegen­ taktverstärker mit zwei Bipolar-Gegentakttransistoren glei­ chen Leitungstyps die Phasenumkehrstufe für den einen Gegen­ takttransistor in Form eines vorgeschalteten weiteren Transi­ stors auszubilden, zu dessen Basis-Emitter-Strecke die Reihen­ schaltung einer Diode mit einem Widerstand parallel liegt, jedoch dient diese Schaltungsmaßnahme dem Zweck, die effek­ tive Stromverstärkung des einen Gegentakttransistors samt seiner Phasenumkehrstufe derjenigen des anderen Gegentakt­ transistors anzugleichen, um symmetrische Ausgangssignale zu erhalten, bei welchen für beide Polaritäten gleiche Stromver­ stärkungen wirksam sind.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden dagegen bei Opera­ tions-Transkonduktanzverstärkern höhere Quellen- und Senken­ ströme am Ausgangsanschluß bei vorgegebenem Ruhestrom möglich durch den Ersatz mindestens eines der drei Stromspiegelver­ stärker durch einen nichtlinearen Stromverstärker. Diese Eigenschaften sind von besonderem Nutzen bei Spannungsfolge­ anwendungen, wo der Ausgangssignalanschluß des OTA unmittel­ bar mit seinem invertierenden Eingangssignalanschluß verbun­ den ist.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Operations-Transkonduktanzverstär­ kers gemäß der Erfindung mit nichtlinearen Stromverstär­ kern als Komponenten;

Fig. 2 ein Schaltbild einer Stromversorgung, die sich besonders gut für den in Fig. 1 gezeigten OTA eignet; und

Fig. 3 ein Schaltbild einer alternativen Type eines nichtlinea­ ren Stromverstärkers, der beispielsweise für den in Fig. 1 gezeigten nichtlinearen Stromverstärker verwendet werden kann, so daß weitere OTA-Ausbildungen gemäß der Erfindung entstehen.

Der OTA gemäß Fig. 1 eignet sich für die Ausbildung als mono­ lithische integrierte Schaltung, beispielsweise unter Verwen­ dung des BiMOS-Verfahrens der RCA Corporation. Den Anschlüssen B+ und B- werden relativ positive bzw. negative Betriebsspan­ nungen zugeführt. Die Anschlüsse IN und sind ein nichtinver­ tierender bzw. ein invertierender Eingangssignalanschluß, wel­ che in der Darstellung mit den Gateelektroden von p-Kanal- Metall-Oxid-Feldeffekttransistoren Q 1 bzw. Q 2 verbunden sind.

Die Transistoren Q 1 und Q 2 sind als sogenanntes "long-tailed"- Paar geschaltet, wobei ein Konstantstromgenerator IS 1 ihre ge­ meinsamen Sourceströme zu einem Knotenpunkt N 1 zwischen ihren Emitterelektroden liefert. Diese Schaltung als Long-Tail-Paar arbeitet als vorausgehender Verstärker, der durch eine zwischen den Anschlüssen und IN zugeführte Differenzeingangssignal­ spannung gesteuert wird und an den Drainelektroden Q 1 bzw. Q 2 Stromänderungen liefert, die in entgegengesetzten Richtungen ver­ laufen und gleichen Ruheströmen überlagert sind. (Diese Vorver­ stärkerstufe kann natürlich auch anders ausgebildet sein, bei­ spielsweise ähnlich der bekannten 741-Type einer Eingangsstufe, wie sie bei integrierten Operationsverstärkern der die Zahl 741 enthaltenden Typennummern zu finden sind.)

Die Ausgangsströme mit den Signaländerungen von dem Vorverstär­ ker, welche positive Ströme sind, werden entsprechenden Eingän­ gen 11 und 21 eines ersten bzw. zweiten Stromverstärkers IA 1 bzw. IA 2 zugeführt. Die Bezugsanschlüsse 10 und 20 der Ver­ stärker IA 1 und IA 2 sind beide mit der (relativ) negativen Betriebsspannungsleitung am Anschluß B- verbunden. Der Stromver­ stärker IA 1 liefert aufgrund des seinem Eingang 11 zugeführten positiven Stromes einen negativen Strom an seinem Ausgang 12, und dies entspricht einem Bedarf nach positivem Stromfluß an seinem Ausgangsanschluß 12 von einem Knoten N 2 her. Der Strom­ verstärker IA 2 liefert bei Zuführung eines positiven Stromes an seinen Eingang 21 einen negativen Strom an seinem Ausgang 22 an den Eingang 31 eines dritten Stromverstärkers IA 3, und dies entspricht einem Bedarf nach positivem Stromfluß vom Eingang 31 des Verstärkers IA 3. Der Bezugsanschluß des Verstärkers IA 3 ist an eine Leitung relativ positiver Betriebsspannung B+ ge­ führt, und der Verstärker IA 3 liefert bei Stromfluß zu seinem Eingang 31 einen positiven Strom an den Knoten N 2. Die Diffe­ renz zwischen dem Strom, welcher dem Knoten N 2 vom Ausgang 32 des Verstärkers IA 3 zugeführt wird, und dem Strombedarf am Kno­ ten N 2 durch den Ausgang 12 des Verstärkers IA 1 fließt vom Knotenpunkt N 2 über den Ausgangssignalanschluß OUT zur nicht dargestellten Last des OTA gemäß Fig. 1.

Der Abfall des Amplitudenganges des OTA mit zunehmender Frequenz wird hauptsächlich durch einen Kondensator C bestimmt, der zwi­ schen den Anschluß OUT und einen Kompensationsanschluß COMP ge­ schaltet ist, und dieser letzte Anschluß ist zum Eingang 11 des Stromverstärkers IA 1 zurückgeführt. Der Kondensator C kann mit dem übrigen Teil des OTA integriert sein oder kann auch ein ex­ ternes diskretes Bauelement sein.

Der OTA gemäß Fig. 1 ist ähnlich wie der von Moeder beschriebene, soweit als der Stromverstärker IA 3 als üblicher Stromspiegelver­ stärker dargestellt ist, der zur Umwandlung der Ausgangsströme der Stromverstärker von einem symmetrischen in ein unsymmetri­ sches Signal benutzt wird, wobei der gelieferte unsymmetrische Strom vom Knoten N 2 über den Anschluß OUT zur Last des OTA fließt. Zu diesem Zweck ist der PNP-Transistor Q 31 des Verstärkers IA 3 mit einer Kollektor-Basis-Rückführungsverbindung versehen, wel­ che ihn als Strom/Spannungs-Wandler arbeiten läßt, und der PNP- Transistor Q 32 des Verstärkers IA 3 ist so geschaltet, daß er als anschließender Spannungs/Strom-Wandler arbeitet.

Die Fähigkeit des OTA gemäß Fig. 1 als Stromsenke an seinem Aus­ gangsanschluß OUT zu wirken, wenn das Potential am Eingang positiv gegenüber am Eingang IN gemacht wird, wird verbessert, wenn der Stromverstärker IA 1 ein Typ ist, dessen Stromverstär­ kung zunimmt, wenn der seinem Eingang 11 zugeführte Strom an­ wächst. Bei niedrigen Eingangsstromwerten, wo der Spannungsab­ fall am Widerstand R 11 vernachlässigbar klein ist, arbeiten die NPN-Transistoren Q 11 und Q 12 in gleicher Weise wie der Strom/Span­ nungs-Wandlerteil bzw. der Spannungs/Strom-Wandlerteil eines Stromspiegelverstärkers, dessen Stromverstärkung zwischen den Anschlüssen 11 und 12 durch das Größenverhältnis ihrer Basis- Emitter-Übergänge bestimmt wird (unter der Annahme, daß es sich um Vertikalelemente gemäß üblicher Praxis handelt). Wenn zum Eingang 11 des IA 1 erhöhte Eingangsstromwerte durch die Reihen­ schaltung von R 11 und dem als Diode geschalteten Transistor Q 11 fließen, dann wächst die Emitter-Basis-Spannung des Transistors Q 11 um den Spannungsabfall an R 11 über diejenige des Transistors Q 12, und damit erhöht sich die Stromverstärkung über diejenige, welche ein Stromspiegelverstärker liefert.

Die Fähigkeit des OTA gemäß Fig. 1, als Stromquelle am Anschluß OUT zu wirken, wenn das Potential am Anschluß IN positiver als am Anschluß gemacht wird, erhöht sich, weil der Stromverstär­ ker IA 2 ein Typ ist, der bei Erhöhung des Eingangsstromes zu seinem Eingang 21 seine Stromverstärkung vergrößert. Der Strom­ verstärker IA 2 umfaßt einen NPN-Transistor Q 21, der als Strom/ Spannungs-Wandler geschaltet ist, einen Widerstand R 21, welcher die Strom/Spannungs-Umwandlung verstärkt, und einen NPN-Transi­ stor Q 22, der als Spannungs/Strom-Wandler geschaltet ist, ent­ sprechend den Elementen Q 11, R 11 bzw. Q 12 des Stromverstärkers IA 1

Um ein in vernünftigem Maße größeres Verhältnis zwischen dem maximalen Ausgangsstrom, welcher am Anschluß OUT als Quelle oder Senke zur Verfügung stellbar ist, und den vom Ausgang 32 des Verstärkers IA 3 zum Ausgang des Verstärkers IA 1 fließenden Ruhe­ strom zu erreichen, beispielsweise einen Verhältnisbereich von 10 : 1 bis 100 : 1, wählt man die Widerstandswerte für R 11 und R 21 vorzugsweise so, daß an ihnen ein Ruhespannungsabfall von 60 bis 80 mV liegt. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsform werden die Transistoren Q 11 und Q 21 mit größeren Emitter-Basis-Übergangsflächen als die Transistoren Q 12 und Q 22 ausgebildet, damit die aus den Ausgangskreisen der Verstärker IA 1 und IA 2 fließenden Ruhestromwerte kleiner als die ihren Eingangskreisen zugeführten werden.

Fig. 2 zeigt einen bevorzugten Typ eines Konstantstromgenerators IS 1. Dieser liefert einen Strom I₁, der proportional zu Δ V _BE /R₁ ist. Δ V _BE ist die Differenz zwischen den jeweiligen Basis-Emit­ ter-Offsetpotentialen V _BEQ3 und V _BEQ4 der beiden NPN-Transisto­ ren Q 3 und Q 4, welche im wesentlichen ebenso wie auch die Tran­ sistoren Q 11, Q 12, Q 21 und Q 22 alle bei derselben Temperatur betrieben werden. R₁ ist der Wert des Widerstandes R 1 und folgt den Widerstandswerten von R 11 und R 21. Dieser Strom I₁ wird bei Zuführung zum Knoten N 1 im Ruhezustand als gleiche Quellenströme für die Transistoren Q 1 und Q 2 aufgeteilt, und fließt dann in Form entsprechender Drainströme durch R 11 bzw. R 21. Die Ruhespan­ nungsabfälle an R 11 und R 21 sind so proportional Δ V _BE , wobei die Proportionalitätsfaktoren nicht von den Absolutwerten von R 11 und R 21 abhängen, die während der Herstellung der monolithi­ schen integrierten Schaltung nicht genau vorausbestimmt werden können, sondern sie hängen stattdessen von den Verhältnissen zwischen diesen Widerständen und R 1 ab, die genau vorherbestimm­ bar sind. Die an der Reihenschaltung des Widerstandes R 11 mit dem als Diode geschalteten Transistor Q 11 auftretende Spannung ist dann gleich der Basis-Emitter-Offsetspannung eines Transi­ stors, der mit etwas höherem Stromwert als Q 11 betrieben wird. Im Vergleich zu dem analogen üblichen Stromspiegelverstärker kann man ableiten, daß die Proportionalität zwischen dem Ruhe­ strom durch diese Serienschaltung und dem Kollektor-Emitter- Ruhestrom des Transistors Q 12 bei einem vorbestimmbaren Wert bleibt, unabhängig von Änderungen der Temperatur oder Prozeß­ parametern bei der Herstellung der Transistoren. Die an der Reihenschaltung des Widerstandes R 21 mit dem als Diode geschal­ teten Transistor Q 21 abfallende Spannung ist gleich der Emitter- Basis-Spannung eines Transistors, der mit etwas höherem Strom­ wert als Q 21 betrieben wird, und die Proportionalität zwischen dem Ruhestrom durch diese Reihenschaltung und dem Kollektor- Emitter-Ruhestrom des Transistors Q 22 bleibt auf dem vorbestimm­ ten Wert unabhängig von Änderungen der Temperatur oder der Prozeßvariablen bei der Herstellung des Transistors.

Der spezielle Konstantstromgenerator IS 1 gemäß Fig. 2 ist zu­ erst von B. Crowle in der US-PS 40 63 149 (Ausgabetag 13. Dezem­ ber 1977, Titel "Current Regulating Circuits") beschrieben. Der PNP-Transistor Q 5 arbeitet infolge der Kollektor-Basis-Gleich­ stromrückkopplung über den Emitterfolger-PNP-Transistor Q 6 als Eingang-Strom/Spannungs-Wandlerteil eines Stromspiegelverstär­ kers mit doppeltem Ausgang, der auch PNP-Transistoren Q 7 und Q 8 enthält, welche als Spannungs/Ausgangsstrom-Wandler arbei­ ten. Der Ausgangsstrom vom Kollektor des Transistors Q 7 wird als Strom I₁ dem Knoten N 1 zugeführt. Q 5, Q 7 und Q 8 sind so ge­ schaltet, daß sie Kollektorströme im Verhältnis 1 : F : G bei glei­ chen Emitter-Basis-Spannungen liefern; dies läßt sich erreichen, wenn man sie als Lateraltransistor mit mehreren Kollektoren ausbildet, wobei die jeweiligen Kollektorbereiche flächenmäßig so bemessen sind, daß sich Kollektorwirksamkeiten im geeigneten Verhältnis ergeben. Q 3 und Q 4 sind so ausgebildet, daß sie als Stromspiegelverstärker mit hoher Verstärkung -H₀ bei kleinen Eingangsstromwerten arbeiten, und als Stromverstärker mit ab­ nehmender Stromverstärkung -H bei anwachsenden Eingangsstrom­ pegeln, weil V _BEQ4 gegenüber V _BEQ3 durch den zugehörigen Span­ nungsabfall am Widerstand R 1 verringert ist. F, G und H₀ sind sämtlich positive Konstanten. Das Produkt G mal H wird größer als Eins gewählt. Somit ist die Schleifenschaltung desjenigen Teils des Doppelausgangs-Stromspiegelverstärkers, welcher die Transistoren Q 5, Q 6 und Q 8 enthält und eine Stromverstärkung von -G hat, und der Stromverstärker, welcher eine Stromverstär­ kung von -H hat, die von einem Anfangswert -H₀ abnimmt, rückge­ koppelt bei anwachsenden Stromwerten in ihr, bis der Spannungs­ abfall an R₁ die Verstärkung GH der geschlossenen Schleife auf Eins verringert.

Entsprechend der Lehre von Crowle hat im Gleichgewichtszustand der Spannungsabfall V _R1 an R 1 einen Wert von im wesentlichen gleich (KT/q)ln(GH₀), wobei K die Boltzmann-Konstante, T die absolute Temperatur, bei welcher Q 3 und Q 4 betrieben werden, und q die Ladung eines Elektrons ist. Der Kollektorstrom des Transistors Q 8, der zur Aufrechterhaltung dieses Spannungsab­ falls erforderlich ist, hat einen Wert von im wesentlichen gleich (KT/qR₁)ln(GH₀), der Kollektorstrom von Q 8 ist F/G mal so groß und hat einen Wert (FKT/GqR₁)ln(GH₀).

Andere Stromquellen der bevorzugten Art sind von C. F. Wheatley Jr. in der US-PS 36 29 691 (Ausgabetag 21. Dezember 1971, Titel "Current Source") und von Te Winkel in der DE-OS 21 57 756 (Titel "Stromquellenanordnung") als Beispiel beschrieben.

Ein OTA, der nur die Eigenschaft einer Stromsenke höheren Aus­ gangsstroms haben soll, läßt sich realisieren durch Abwandlung des OTA gemäß Fig. 1, indem man den nichtlinearen Stromverstär­ ker IA 2 durch einen linearen Stromverstärker ersetzt, beispiels­ weise vom Stromspiegelverstärkertyp, und dies läßt sich verwirk­ lichen durch einfachen Ersatz des Widerstandes R 21 durch eine im wesentlichen impedanzfreie Verbindung. Ein OTA, der nur die Eigenschaft einer Stromquelle höheren Ausgangsstrom haben soll, läßt sich durch Abwandlung des OTA gemäß Fig. 1 erhalten, wenn man den nichtlinearen Stromverstärker IA 1 durch einen linearen Stromverstärker ersetzt, beispielsweise vom Stromspiegelverstär­ kertyp, und dies läßt sich verwirklichen durch einfachen Ersatz des Widerstandes R 11 durch eine im wesentlichen impedanzfreie Verbindung. Stromquelleneigenschaften für höheren Ausgangsstrom erhält man auch, wenn man den Stromverstärker IA 3 anstatt des Stromverstärkers IA 2 oder zusätzlich zu diesem nichtlinear macht. (In Reihe mit dem als Diode geschalteten Transistor Q 31 kann ein Widerstand zwischen Emitter und Basis des Transistors Q 32 eingefügt werden zur Kompensation des Abfalls der Durchlaßstrom­ verstärkung des Transistors Q 32 in Emittergrundschaltung mit zunehmender Frequenz und zur Verbesserung der Linearität der Stromverstärkung.)

Jeglicher nichtlinearer Stromverstärker in den bis hier erläuter­ ten OTA-Typen kann alternativ auch von einer anderen Form als in Fig. 1 gezeigt sein, solange seine Stromverstärkung mit zu­ nehmendem Eingangsstrom ebenfalls wächst. Beispiele solcher Alternativen sind Stromverstärker, wie sie etwa in der US-PS 39 86 048 (Ausgabetag 12. Oktober 1976, Erfinder Okada et al, Titel "Non-Linear Amplifier") beschrieben sind.

Der nichtlineare Stromverstärker IA 4 gemäß Fig. 3 ist beispiels­ weise von der in der soeben erwähnten US-Patentschrift erörter­ ten Art, und er kann die durch die Verstärker IA 1 und IA 2 darge­ stellten nichtlinearen Stromverstärkertypen ersetzen. Im Strom­ verstärker IA 4 wird zwischen seinem Bezugsanschluß 40 und seinem Eingangsanschluß 41 zugeführte Eingangsstrom durch die Reihen­ schaltung von als Diode geschalteten NPN-Transistoren Q 41 und Q 42 in eine Spannung umgewandelt. Diese Spannung, die Änderun­ gen aufweist, welche zweimal so groß wie die Spannung an einem einzigen, als Diode geschalteten Transistor sind, welche sich mit dem Logarithmus des Stromes ändert, wird vermindert durch die Basis-Emitter-Offsetspannung des NPN-Transistors Q 43, aus welchem ein im wesentlichen konstanter Emitterstrom durch den Konstantstromgenerator IS 41 entnommen wird. Nach dieser Verringe­ rung wird die Spannung als Emitter-Basis-Spannung dem NPN-Tran­ sistor Q 44 zugeführt und in einen Strombedarf umgewandelt, wel­ cher sich mit dem Quadrat des Eingangsstromes ändert und am Ausgang 42 des Verstärkers IA 4 erscheint. Eine Vergrößerung des Strombedarfs des Verstärkers IS 41 verringert den Ruhestrom am Ausgang 42 auf irgendeinen gewünschten Wert gegenüber dem am Eingang 41 zugeführten Ruhestrom.

Während übliche OTA's in ihren Ausgangsstufen quasilinear im A-Betrieb arbeiten, sei hier betont, daß die hier beschriebenen OTA's sich dadurch auszeichnen, daß mindestens eine ihrer Ver­ stärkerstufen im AB-Betrieb arbeitet. Die Ausgangsstufe eines OTA gemäß der hier beschriebenen Erfindung mit einem im AB-Be­ trieb arbeitenden ersten Stromverstärker und einem im AB-Betrieb arbeitenden zweiten oder dritten Stromverstärker arbeitet quasi­ linear im AB-Betrieb.

Spannungsteiler, die in einem Verhältnis von nur etwas über 1 : 1 teilen und vor dem Anschluß IN und zwischen die Anschlüsse OUT und geschaltet sind, führen zu einem Potentialfolger mit der Eigenschaft sowohl in ihren Eingangs- wie auch Ausgangs­ schaltungen Amplituden von den Betriebsspannungen B- bis B+ zu verarbeiten.

Einem Fachmann auf dem Gebiete der Operationsverstärker ist es mit der vorstehenden Offenbarung möglich, zahlreiche Ausführungs­ formen der hier beschriebenen Erfindung zu realisieren, welche sich von der speziell Beschriebenen unterscheiden, und die bei­ liegenden Ansprüche sollen diesen Abwandlungsbereich überdecken.

Claims (8)

1. Operations-Transkonduktanzverstärker mit einem ersten und einem zweiten Betriebsspannungsanschluß (B+, B-), denen Betriebsspannungen einer ersten bzw. zweiten, einander ent­ gegengesetzten Polarität zugeführt werden,

• - mit einem Vorverstärker (Q 1, Q 2, I S 1), der unter Steuerung durch ein Eingangssignal in entgegengesetzten Richtungen verlaufende Signaländerungen erzeugt, die jeweiligen Strö­ men der ersten Polarität an einem ersten bzw. zweiten Aus­ gang überlagert sind,
• - mit einem ersten (IA 1) und einem zweiten Stromverstärker (IA 2), deren Eingänge (11 bzw. 21) mit dem ersten bzw. zwei­ ten Ausgang des Vorverstärkers verbunden sind und die mit einem Bezugsanschluß (10 bzw. 20) an den zweiten Betriebs­ spannungsanschluß (B-) angeschlossen sind und die an ihren Ausgängen Ausgangsströme der zweiten Polarität liefern,
• - mit einem dritten Stromverstärker (IA 3), dessen Eingang (31) mit dem Ausgang (22) des zweiten Stromverstärkers verbunden ist, der mit einem Bezugsanschluß an den ersten Betriebs­ spannungsanschluß (B+) angeschlossen ist und der an seinem Ausgang (32) einen Ausgangsstrom der ersten Polarität liefert,
• - und mit einem Signalausgangsanschluß (OUT), an welchen die Ausgänge (12, 32) des ersten und dritten Stromverstärkers angeschlossen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der drei Strom­ verstärker (IA 1, IA 2, IA 3) ein nichtlineares Verhalten aufweist, derart, daß seine Stromverstärkung mit dem ihm zugeführten Eingangsstrom anwächst.

2. Operations-Transkonduktanzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtlineare Stromverstärker (IA 1, IA 2 bzw. IA 3) einen Transistor (Q 12, Q 22, Q 32) enthält, über dessen Basis-Emitter-Strecke die Reihenschaltung eines linearen Widerstandes (R 11, R 21, R 1) mit einer Halbleiterdiode (Q 11, Q 21, Q 31, Q 3) liegt.

3. Operations-Transkonduktanzverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R 11, R 21, R 1) der­ art bemessen ist, daß der nichtlineare Stromverstärker im AB- Betrieb arbeitet.

4. Operations-Transkonduktanzverstärker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur der erste (IA 1) und der zweite (IA 2) oder dritte (IA 3) Stromverstärker ein nichtlineares Verhalten hat.

5. Operations-Transkonduktanzverstärker nach Anspruch 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverstärker enthält ein Paar zusätzliche Transistoren (Q 1, Q 2), zwischen deren Eingangselektroden ein Eingangssignal gelegt wird und deren Ausgangselektroden entsprechend an den Eingangsanschluß (11) des ersten Stromverstärkers (IA 1) bzw. an den Eingangs­ anschluß (21) des zweiten Stromverstärkers (IA 2) angeschlos­ sen sind und deren Bezugselektroden an einen zwischen ihnen liegenden Zwischenpunkt (N 1) angeschlossen sind, und einen Konstantstromgenerator (IS 1) zur Zuführung eines Vorstromes an den Zwischenpunkt (N 1) mit einem zusätzlichen linearen Widerstandselement (R 1), dessen Widerstandswert jedem erwähn­ ten linearen Widerstandselement (R 11, R 21) folgt, mit einem Paar Halbleiterübergänge (Q 3, Q 4), mit einer Vorspannungsschal­ tung (Q 5, Q 6, Q 8) zur Durchlaßvorspannung des Paares Halbleiter­ übergänge (Q 3, Q 4) derart, daß verschiedene Spannungen über ihnen entstehen, mit einer Koppelschaltung zur Zuführung der Differenz der Spannungen an den Halbleiterübergängen zu dem zusätzlichen Widerstandselement (R 1) zur Bewirkung eines Stromflusses durch sie entsprechend dem Ohm'schen Gesetz und mit einer Einrichtung (Q 7), welche proportional auf den das zusätzliche Widerstandselement (R 1) durchfließenden Strom an­ spricht, um den Vorstrom zu liefern.

6. Operations-Transkonduktanzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der drei Stromverstärker (IA 1, IA 2, IA 3) enthält eine Mehrzahl von als Diode geschalte­ ten Transistoren (Q 41, Q 42) in Reihenschaltung zwischen seinem Bezugsanschluß und seinem Eingangsanschluß (40 bzw. 41), einen weiteren Transistor (Q 44), dessen Emitter- und Kollek­ torelektroden an den Bezugsanschluß bzw. Ausgangsanschluß (40 bzw. 42) angeschlossen sind und dessen Basis von einer Spannungsübertragungseinrichtung (Q 43) eine Spannung zuge­ führt wird, die von der Spannung am Eingangsanschluß (41) durch einen Abzug abgeleitet ist (Fig. 3).

7. Operations-Transkonduktanzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingangsanschluß (11) des ersten Stromverstärkers (IA 1) als Eingangsstrom der Strom der ersten Polarität am Ausgang des Vorverstärkers (Q 1, Q 2, IS 1) mit den überlagerten Signalveränderungen zugeführt wird, daß der Ausgangsanschluß (12) des ersten Stromverstärkers (IA 1) Ausgangsstrom der zweiten Polarität bei Verarbeitung seines Eingangsstromes im AB-Betrieb liefert, wobei die zweite Pola­ rität der ersten Polarität entgegengesetzt ist, daß der Ein­ gangsanschluß (21) des zweiten Stromverstärkers (IA 2) als Eingangsstrom den Strom der ersten Polarität am zweiten Aus­ gangsanschluß des Vorverstärkers (Q 1, Q 2, IS 1) mit den über­ lagerten Signalveränderungen erhält und daß der Ausgangsan­ schluß (22) des zweiten Stromverstärkers (IA 2) Ausgangsstrom der zweiten Polarität in Abhängigkeit von seinem Eingangs­ strom liefert, daß der Eingangsanschluß (31) des dritten Stromverstärkers (IA 3) als Eingangsstrom den Ausgangsstrom des zweiten Stromverstärkers (IA 2) erhält und daß der Aus­ gangsanschluß (32) des dritten Stromverstärkers (IA 3) einen Ausgangsstrom der ersten Polarität aufgrund seines Eingangs­ stromes liefert und daß der Operations-Transkonduktanzver­ stärker einen Ausgangssignalanschluß (OUT) hat, an welchen die Ausgangsanschlüsse (12, 32) des ersten und des dritten Stromverstärkers (IA 1, IA 3) angeschlossen sind.