Transistorgegentaktverstärker Die Erfindung betrifft einen Transistorgegentaktverstärker,
z. B. für Funkempfänger, mit einer Aussteuerstufe (driver) mit zwei Transistoren
des Komplementärtyps und mit darauffolgender Endstufe mit zwei Transistoren des
gleichen Typs, wobei die Emitter-Kollektor-Strecken jedes Transistorpaares in Reihe
an die Speisequelle angeschlossen sind und die Elektroden der Transistoren der Aussteuerstufe,
denen die Steuerspannungen für die Transistoren der Endstufe entnommen werden, mit
Widerständen verbunden sind, die parallel zu den Basiseingangskreisen der Endstufen-Transistoren
liegen. Ein solcher Verstärker hat den Vorteil, daß keine Kopplungstransformatoren
notwendig sind und daß zwischen den verschiedenen Stufen eine direkte Kopplung benutzt
werden kann. Es ergibt sich so ein billiger und zuverlässiger Verstärker, in dem
ohne eine große Gefahr des Selbstschwingens Gegenkopplung durchgeführt werden kann.Transistor push-pull amplifier The invention relates to a transistor push-pull amplifier,
z. B. for radio receivers, with a control stage (driver) with two transistors
of the complementary type and with a subsequent output stage with two transistors of the
of the same type, with the emitter-collector paths of each transistor pair in series
are connected to the supply source and the electrodes of the transistors of the control stage,
from which the control voltages for the transistors of the output stage are taken with
Resistors are connected in parallel to the base input circuits of the output stage transistors
lie. Such an amplifier has the advantage that there are no coupling transformers
are necessary and that a direct coupling is used between the various stages
can be. The result is a cheaper and more reliable amplifier in which
negative feedback can be carried out without a great risk of self-oscillation.
Der Verstärker gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Werte der parallel zu den Basiseingangskreisen der Endstufen-Transistoren liegenden
Widerstände mindestens um den Faktor 10 kleiner sind als die Eingangswiderstände
dieser Transistoren, zwischen den Klemmen dieser Widerstände gemessen. Diese Bemessung
ermöglicht es, aus einem bestimmten Satz von Transistoren eine größere Leistung
der Belastung zuzuführen, den Ruhestromverbrauch des Verstärkers auf ein Mindestmaß
herabzusetzen und eine höhere Stabilität des Verstärkers bei Schwankungen der Umgebungstemperatur
zu gewährleisten.The amplifier according to the invention is characterized in that
the values of the parallel to the base input circuits of the output stage transistors
Resistances are at least 10 times smaller than the input resistances
of these transistors, measured between the terminals of these resistors. This dimensioning
enables a given set of transistors to achieve greater power
to supply the load, the quiescent current consumption of the amplifier to a minimum
and a higher stability of the amplifier with fluctuations in the ambient temperature
to ensure.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which a
Illustrates embodiment of the invention.
Nach der Zeichnung werden die zu verstärkenden Signalschwingungen
den Eingangsklemmen 1 zugeführt und mittels eines Vorverstärker-Transistors
2 verstärkt. Der Kollektor des Transistors 2 ist direkt mit der Basis eines Transistors
3 und weiter mittels der Widerstände 4 und 5 mit der Basis eines Transistors
6 gekoppelt. Die Transistoren 3 und 6 sind vom Komplementärtyp,
und ihre Emitter-Kollektor-Kreise sind in Reihe an die Speisequelle 7 angeschlossen.
Infolge der Komplementärnatur entstehen an dem Kollektor des Transistors
3 bzw. am Emitter des Transistors 6 Gegentaktspannungen, die über
direkte Verbindungen den Transistoren 8 und 9 einer Gegentaktendstufe zugeführt
werden. Die Emitter-Kollektor-Kreise dieser Endtransistoren 8 und 9 sind ebenfalls
in Reihe an die Speisequelle 7 angeschlossen, und zwar in Reihe mit Arbeitspunkt-Stabilisierungswiderständen
10 und 11 in ihren Emitterkreisen. Die Belastung 12 ist mit der Verbindungsleitung
zwischen den beiden Transistoren 8
und 9 insbesondere über einen Trennkondensator
15 mit dem Kollektor des Transistors 8 verbunden. Der Kondensator
16 sorgt dafür, daß an beiden Klemmen des Widerstandes 5 annähernd
gleich große Signalspannungen vorherrschen.According to the drawing, the signal oscillations to be amplified are fed to the input terminals 1 and amplified by means of a preamplifier transistor 2. The collector of the transistor 2 is coupled directly to the base of a transistor 3 and furthermore to the base of a transistor 6 by means of the resistors 4 and 5. The transistors 3 and 6 are of the complementary type and their emitter-collector circuits are connected in series to the supply source 7. As a result of the complementary nature, push-pull voltages arise at the collector of the transistor 3 or at the emitter of the transistor 6 , which voltages are fed to the transistors 8 and 9 of a push-pull output stage via direct connections. The emitter-collector circuits of these output transistors 8 and 9 are also connected in series to the supply source 7, specifically in series with operating point stabilization resistors 10 and 11 in their emitter circuits. The load 12 is connected to the connection line between the two transistors 8 and 9, in particular via an isolating capacitor 15, to the collector of the transistor 8 . The capacitor 16 ensures that signal voltages of approximately the same size prevail at both terminals of the resistor 5.
Die Erfindung beinhaltet eine besondere Bemessung des Widerstandes
13, der mit der Kollektorelektrode des Transistors 3 verbunden ist, sowie
des Widerstandes 14, der mit der Emitterelektrode des Transistors 6 verbunden
ist, welchen Elektroden die vorerwähnten Gegentaktspannungen für die Endstufe
8, 9 entnommen werden. Bei üblichen Verstärkern dieser Art haben diese Widerstände
13 und 14 einen Wert von einigen zehn Ohm; sie sind größer als die
Basiseingangswiderstände der Transistoren 8 und 9, zwischen den Klemmen
der Widerstände 13 bzw. 14 gemessen, so daß ein möglichst großer Signalstrom
von den Steuertransistoren 3 und 6 nach den Basiselektroden der Endtransistoren
8
und 9 fließt. Folglich ist jedoch der von den Transistoren 3 und 6 der Aussteuerstufe
an die Belastung 12 gelieferte Strom gegenüber dem von der
Endstufe
8, 9 an die Belastung 12 gelieferten Strom fast vernachlässigbar.
Indem aber gemäß der Erfindung die Widerstände 13 und 14 mindestens
einen Faktor 10 kleiner gewählt werden als die Basiseingangswiderstände der Transistoren
8 und 9, zwischen den Klemmen der Widerstände 13 bzw. 14 gemessen
(also einschließlich der Stabilisierungswiderstände 10
und 11, falls
anwesend), werden die nachfolgenden Effekte erreicht: a) Der Signalwechselstrom,
der in den Steuertransistoren 3 bzw. 6 erzeugt wird, wird nur teilweise
nach den Basen der Endtransistoren 8 und 9 fließen und zum größten Teil direkt
an die Belastung 12 geliefert. Auf diese Weise tragen die Steuertransistoren
3 und 6 um einen erheblichen Teil zu dem Signalstrom bei, der an die Belastung
12 geliefert wird.The invention includes a special dimensioning of the resistor 13, which is connected to the collector electrode of the transistor 3, as well as the resistor 14, which is connected to the emitter electrode of the transistor 6, from which electrodes the aforementioned push-pull voltages for the output stage 8, 9 are taken. In conventional amplifiers of this type, these resistors 13 and 14 have a value of a few tens of ohms; they are greater than the base input resistances of the transistors 8 and 9, measured between the terminals of the resistors 13 and 14 , so that the largest possible signal current flows from the control transistors 3 and 6 to the base electrodes of the output transistors 8 and 9. However, the level of modulation of the transistors 3 and 6 is therefore 12 current supplied against the current supplied by the power amplifier 8, 9 to the load current 12 is almost negligible to the load. However, according to the invention, the resistors 13 and 14 are selected to be at least a factor 10 smaller than the base input resistances of the transistors 8 and 9, measured between the terminals of the resistors 13 and 14 (i.e. including the stabilizing resistors 10 and 11, if present) the following effects are achieved: a) The signal alternating current which is generated in the control transistors 3 and 6 will only partially flow to the bases of the end transistors 8 and 9 and for the most part will be supplied directly to the load 12. In this way, the control transistors 3 and 6 contribute a considerable part to the signal current which is supplied to the load 12.
b) Die Arbeitspunktstabilisierung der Transistoren
8 und 9 wird durch den geringen Wert der Widerstände 13 und
14 erheblich verbessert. Die Widerstände 10 und 11 dienen dabei
im wesentlichen lediglich dazu, die richtige Verteilung des Signalstromes der Transistoren
3 und 6 über die Widerstände 13 bzw. 14 und die Basiseingänge der
Transistoren 8 bzw. 9 zu gewährleisten. b) The stabilization of the operating point of the transistors 8 and 9 is considerably improved by the low value of the resistors 13 and 14. The resistors 10 and 11 essentially only serve to ensure the correct distribution of the signal current of the transistors 3 and 6 via the resistors 13 and 14 and the base inputs of the transistors 8 and 9, respectively.
c) Bei der angedeuteten Bemessung hat es sich als möglich erwiesen,
die Endtransistoren 8 und 9
praktisch auf einen Ruhestrom kleiner als
1 mA, z. B. von etwa 0,1 mA, einzustellen (B-Einstellung), so daß der Ruhestromverbrauch
gering ist. Eine Ruhestromeinstellung von einigen Milliampere (RB-Einstellung) ist
aber üblich, um Übernahmeverzerrung zu verhüten. Zwar sind die Endtransistoren 8
und 9 bei B-Einstellung für geringe Signale praktisch nichtleitend, aber dies ist
hier unbedenklich, da dann die Steuertransistoren 3, 6 im wesentlichen Signalstrom
an die Belastung 12 liefern. Bei zunehmender Signalstärke übernehmen die
Endtransistoren 8 bzw. 9 teilweise die Funktion der Steuertransistoren,
der Belastung 12 Signalstrom zuzuführen. Weiter hat diese niedrigere Ruhestromeinstellung
den Vorteil, daß sie im absoluten Wert weniger mit der Umgebungstemperatur schwankt
als eine höhere Ruhestromeinstellung. In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde
die Schaltungsanordnung wie folgt bemessen:
Transistor 2 . . . . . . . . . . . . . . . . AC 125
Transistor 3 . . . . . . . . . . . . . . . . AC 132
Transistor 6 . . . . . . . . . . . . . . . . AC 127
Transistor 8, 9 . . . . . . . . . . . . . . 2 AC 128
Widerstand 4 . . . . . . . . . . . . . . . 100 Ohm
(einstellbar)
Widerstand 5 . . . . . . . . . . . . . . . 3,2 kOhm
Widerstand 10 . . . . . . . . . . . . . . 3,3 Ohm
Widerstand 11. . . . . . . . . . . . . . 3,3 Ohm
Widerstand 12 . . . . . . . . . . . . . . 25 Ohm
Widerstand 13 . . . . . . . . . . . . . . 8,2 Ohm
Widerstand 14 . . . . . . . . . . . . . . 8,2 Ohm
Widerstand 20 . . . . . . . . . . . . . . 4,7 Ohm
Kondensator15 . . . . . . . . . . . . . 250 RF
Kondensator16 . . . . . .. . .. ... 125 #tF
Spannungsquelle 7 . . . . . . . . . . 29 V
Die Transistoren 3 und 6 lieferten bei voller Aussteuerung 150 mA Signalstrom; die
Transistoren 8 und 9 lieferten 350 mA Signalstrom an die Belastung 12.c) With the indicated dimensioning, it has proven to be possible, the output transistors 8 and 9 practically to a quiescent current less than 1 mA, z. B. of about 0.1 mA, set (B setting), so that the quiescent current consumption is low. However, a quiescent current setting of a few milliamperes (RB setting) is common to prevent crossover distortion. Although the output transistors 8 and 9 are practically non-conductive for low signals in the B setting, this is not a problem here, since the control transistors 3, 6 then essentially supply signal current to the load 12. As the signal strength increases, the output transistors 8 and 9 partially take over the function of the control transistors to supply the load 12 with signal current. This lower quiescent current setting also has the advantage that its absolute value fluctuates less with the ambient temperature than a higher quiescent current setting. In a practical embodiment, the circuit arrangement was dimensioned as follows: Transistor 2 . . . . . . . . . . . . . . . . AC 125
Transistor 3. . . . . . . . . . . . . . . . AC 132
Transistor 6. . . . . . . . . . . . . . . . AC 127
Transistor 8, 9. . . . . . . . . . . . . . 2 AC 128
Resistance 4. . . . . . . . . . . . . . . 100 ohms
(adjustable)
Resistance 5. . . . . . . . . . . . . . . 3.2 kOhm
Resistance 10. . . . . . . . . . . . . . 3.3 ohms
Resistance 11.. . . . . . . . . . . . . 3.3 ohms
Resistance 12 . . . . . . . . . . . . . . 25 ohms
Resistance 13. . . . . . . . . . . . . . 8.2 ohms
Resistance 14. . . . . . . . . . . . . . 8.2 ohms
Resistance 20. . . . . . . . . . . . . . 4.7 ohms
Capacitor 15. . . . . . . . . . . . . 250 RF
Capacitor 16. . . . . ... .. ... 125 #tF
Voltage source 7. . . . . . . . . . 29 V
The transistors 3 and 6 delivered 150 mA signal current at full modulation; transistors 8 and 9 supplied 350 mA signal current to load 12.