DE1959078A1

DE1959078A1 - Emitter follower amplifier

Info

Publication number: DE1959078A1
Application number: DE19691959078
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl-Ing Klose; Klaus-Wilhelm Dipl-Ing Mueller
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-11-25
Filing date: 1969-11-25
Publication date: 1971-06-03

Description

Emitterfolgerverstärker Die Erfindung betrifft einen Verstärker mit einem als Emitterfolger geschalteten ersten pnp- bzw. npn-gransistor, dessen Kollektor über eine erste Strombegrenzerschaltung mit einem Pol einer Versorgungsspannungsquelle verbunden ist. Emitter follower amplifier The invention relates to an amplifier with a first pnp or npn transistor connected as an emitter follower, its collector via a first current limiter circuit with one pole of a supply voltage source connected is.

Bei derartigen Verstärkern kann es z.B. infolge fehlerhafter Beschaltung des Verstärkerausgangs zu einem Wirksamwerden der Strombegrenzerschaltung kommen, so daß dann die Ausgangsspannung nicht mehr der Eingangsspannung folgt. Hierdurch ergeben sich Fehlermöglichkeiten, z.B. dann, wenn der Emitterfolgerverstärker Teil eines Rechenverstärkers in einem analogen Rechengerät ist und das Wirksamwerden der Strombegrenzerschaltung nicht erkannt wird. Es war Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, daß eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die das Potential des Kollektors erfaßt und an ihrem Ausgang ein Signal abgibt, wenn das Potential des Kollektors einen vorgegebenen ersten Wert über- bzw.With amplifiers of this type, it can be due to faulty wiring, for example of the amplifier output make the current limiter circuit effective, so that the output voltage no longer follows the input voltage. Through this possible errors arise, e.g. if the emitter follower amplifier is part of a computing amplifier in an analog computing device is and is taking effect the current limiter circuit is not recognized. It was the object of the invention to this Avoid disadvantage. The invention consists in that an evaluation circuit is provided which detects the potential of the collector and emits a signal at its output, if the potential of the collector exceeds or exceeds a specified first value

unterschreitet.falls below.

Treten beim oben genannten Emitterfolgerverstärker so hohe Eingangsspannungen auf, daß die Ausgangsspannung infolge der gegebenen Eollektorspannung der Eingangsspannung nicht mehr folgen kann, so ergibt sich hierdurch eine weitere Fehlermöglichkeit, die z.B. in Rechenverstärkern nachteilig ist. Eine Weiterbildung der Erfindung vermeidet diesen Nachteil, indem sie einen spannungsabhängigen Widerstand vorsieht, der so an den Emitterfolgerverstärker angeschlossen ist, daß die Auswerteschaltung das Signal abgibt, wenn die am spannungsabhängigen Widerstand wirksame Spannung einen vorgegebenen zweiten Wert überschreitet. Do such high input voltages occur at the emitter follower amplifier mentioned above on that the output voltage is due to the given collector voltage of the input voltage can no longer follow, this results in a further possibility of error, which is disadvantageous in computing amplifiers, for example. A development of the invention avoids this disadvantage by providing a voltage-dependent resistor that is so is connected to the emitter follower amplifier that the evaluation circuit the Sends a signal when the voltage acting on the voltage-dependent resistor increases exceeds predetermined second value.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel erläutert. Der Kollektor eines ersten Transistors Tsl vom upn-Typ ist über eine an sich bekannte erste Strombegrenzersonaltung mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannungsquelle verbunden; die erste Strombegrenzerschaltung besteht aus einem dritten Transistor Ts3 vom pnp-Typ, dessen Kollektor mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist und dessen Emitter über einen Widerstand R31 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist. The invention is illustrated below with reference to the drawing in an exemplary embodiment explained. The collector of a first transistor Tsl of the upn type is via a known first current limiter circuit with the positive pole of a supply voltage source tied together; the first current limiter circuit consists of a third transistor Ts3 of the pnp type, whose collector is connected to the collector of the first transistor and its emitter via a resistor R31 to the positive pole of the supply voltage source connected is.

Die Basis des dritten Transistors ist einerseits über einen Widerstand R33 mit Masse,andererseits über eine Diode D3 und einen Widerstand R32 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Ein zweiter Transistor Es2 vom pnp-Typ ist in analoger Weise über eine zweite Strombegrenzerschaltung mit dem nagativen Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden; die zweite Strombegrenzerschaltung enthält einen vierten Transistor Ts4 vom npn-Typ und ist entsprechend der ersten Strombegrenzerschaltung aufgebaut. Die Emitter des ersten und zweiten Transistors sind über die Serienschaltung zweier gleicher Widerstände R1, R2 mit verhältnismäßig kleinem Wert miteinander verbunden. Der Verbindungspunkt der Widerstände R1, R2 bildet den Ausgang der Schaltung, zwischen dem Schaltungsausgang und Masse ist in der angedeuteten Weise ein Lastwiderstand Riß anschließbar. Den Basen des ersten und zweiten Transistors wird die Eingangsspannung zugeführt. Die bisher beschriebene Schaltung ist bekannt; die Transistoren Tsl und Ts2 wirken als Gegentaktemitterfolgerverstärker, die Widerstände R1 und R2 dienen lediglich dazu, eine Stromerhöhung in den Transistoren infolge thermischer Rückkoppelung zu verhindern. Bei den Strombegrenzerschaltungen ist die Diode D3 bzw. D4 bis zu einem bestimmten Maximalstrom durch den entspreehenden Transistor Ts3 bzw. Ts4 gesperrt und öffnet, sobald der durch den Transistor Ts3 bzw. Ts4 fließende Strom einen bestimmten Wert überschreitet, hierdurch wird dann jeweils ein weiterer Stromanstieg in den betreffenden Transistoren.verhindert. Die Ansteuerung der Transistoren Tsl und Ts2 kann in an sich bekannter Weise gemeinsam dadurch erfolgen, daß der Basis des ersten Transistors ein Ansteuersignal direkt zugeführt wird und daß die Basis des ersten Transistors über die Serienschaltung zweier Dioden mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist. Der Spannungsabfall am dritten bzw. vierten Transistor nimmt mit steigendem Strom zunächst langsam zu, und wächst dann plötzlich sehr stark an, wenn die strombegrenzende Wirkung des betreffenden Transistors eintritt. Dieses starke Ansteigen des Spannungsabfalls an der Kollektoremitterstrecke des dritten bzw. The base of the third transistor is on the one hand via a resistor R33 to ground, on the other hand via a diode D3 and a resistor R32 to the positive Pole of the supply voltage source connected. A second transistor Es2 of the PNP type is in an analogous way via a second current limiter circuit with the nagative Pole of the supply voltage source tied together; the second current limiter circuit contains a fourth transistor Ts4 of the npn type and corresponds to the first Current limiter circuit built. The emitters of the first and second transistor are proportional to the series connection of two equal resistors R1, R2 small value connected to each other. The connection point of the resistors R1, R2 forms the output of the circuit, between the circuit output and ground is in the indicated way a load resistance crack can be connected. The bases of the first and the second transistor is supplied with the input voltage. The one described so far Circuit is known; the transistors Tsl and Ts2 act as push-pull emitter follower amplifiers, the resistors R1 and R2 only serve to increase the current in the transistors to prevent thermal feedback. With the current limiter circuits is the diode D3 or D4 up to a certain maximum current through the corresponding Transistor Ts3 or Ts4 blocked and opens as soon as the transistor Ts3 or Ts4 flowing current exceeds a certain value, this then a further increase in current in the respective transistors. the The transistors Tsl and Ts2 can be controlled jointly in a manner known per se take place in that the base of the first transistor receives a drive signal directly is supplied and that the base of the first transistor via the series circuit two diodes is connected to the base of the second transistor. The voltage drop at the third or fourth transistor increases slowly with increasing current, and then grows suddenly very strong when the current limiting Effect of the transistor concerned occurs. This sharp rise in the voltage drop at the collector-emitter path of the third resp.

vierten Transistors wird der im folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Auswerteschaltung ausgenutzt, um bei einer Stromübersteuerung des Verstärkers ein Signal zu erhalten. Der Kollektor des ersten Transistors ist über eine Diode D5 und einen Widerstand R51 mit der Basis eines fünften Transistors Ts5 vom pnp-Typ verbunden; der Emitter dieses Transistors ist mit dem Emitter des dritten Transistors verbunden, sein Eollektor ist über einen Widerstand R52 mit dem negativen Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden. An der Basisemitterstrecke des fünften Transistors ist also der Spannungsabfall der Emitterkollektorstrecke des dritten Transistors wirksam.fourth transistor is described below according to the invention Evaluation circuit used to switch on in the event of a current overload of the amplifier Signal to receive. The collector of the first transistor is through a diode D5 and a resistor R51 having the base of a fifth transistor Ts5 of the PNP type tied together; the emitter of this transistor is with the emitter of the third transistor connected, its e-collector is connected to the negative pole of the via a resistor R52 Supply voltage source connected. At the base-emitter path of the fifth transistor is therefore the voltage drop across the emitter-collector path of the third transistor effective.

Der Kollektor des zweiten Transistors Ts2 ist über eine Diode D6 und einen Widerstand R61 mit der Basis eines sechsten Transistors Ts6 vom npn-Typ verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand R62 mit der Basis des fünften Transistors verbunden ist und dessen Emitter mit dem Emitter des vierten Transistors verbunden ist. An der Basisemitterstrecke des sechsten Transistors ist also der Spannungsabfall der Emitterkollektorstrecke des vierten Transistors wirksam. Fließt durch den ersten Transistor und damit durch den dritten Transistor ein sehr geringer Strom, so wird der fünfte Transistor einen sehr kleinen oder keinen Strom führen,und am Kollektor des fünften Transistors ist demgemäß eine stark negative Spannung von nahezu - 15 V wirksam. Bei steigendem Stromfluß durch den dritten Transistor steigt ebenfalls der Strom durch den fünften Transistor zunächst langsam an und steigt dann plötzlich sehr stark an, wenn die Strombegrenzung des dritten Transistors wirksam wird.The collector of the second transistor Ts2 is through a diode D6 and a resistor R61 connected to the base of a sixth transistor Ts6 of the npn type, its collector through a resistor R62 to the base of the fifth transistor is connected and its emitter is connected to the emitter of the fourth transistor is. The voltage drop is therefore at the base-emitter path of the sixth transistor the emitter-collector path of the fourth transistor effective. Flows through the first Transistor and thus a very low current through the third transistor, so becomes the fifth transistor carry very little or no current, and at the collector of the fifth transistor is accordingly a strongly negative voltage of almost -15 V effective. With increasing current flow through the third transistor increases the current through the fifth transistor also slowly rises and rises at first then suddenly very strongly when the current limitation of the third transistor takes effect will.

In ähnlicher Weise wirkt der sechste Transistor Uns6, dessen Kollektorstrom mit steigendem Spannungsabfall am vierten Transistor ansteigt. Steigt der Kollektorstrom des sechsten Transistors an, so steigt ebenfalls der Kollektorstrom des fünften Transistors an,und der Spannungsabfall am Widerstand R52 erhöht sich. Der Kollektor des fünften Transistors ist über eine Zenerdiode D4 mit dem Setzeingang eines Flip-Flops FF verbunden.The sixth transistor Uns6, its collector current, acts in a similar way increases with increasing voltage drop across the fourth transistor. The collector current increases of the sixth transistor increases, the collector current of the fifth also increases Transistor on, and the voltage drop across resistor R52 increases. The collector of the fifth transistor is via a Zener diode D4 with the set input of a flip-flop FF connected.

Die Diode D7 ist so ausgewählt, daß ihre Durchbruchspannung sicher überschritten wird, wenn die Strombegrenzung des dritten oder des vierten Transistors wirksam wird, daß ihre Durchbruchsspannung aber dann noch nicht überwunden' wird, wenn die strombegrenzende Wirkung des dritten bzw. vierten Transistors noch nicht eingetreten ist.The diode D7 is selected so that its breakdown voltage is safe is exceeded when the current limit of the third or fourth transistor becomes effective so that its breakdown voltage is not yet overcome, if the current-limiting effect of the third or fourth transistor is not yet has occurred.

Das Flip-Flop wird am Setzeingang S gesetzt und kann an einem Rücksetzeingang R gelöscht werden. Durch das Flipflop wird sichergestellt, daß auch bei einer kurzzeitigen Stromübersteuerung des Verstärkers die Anzeige längere Zeit bestehen bleibt. Der Zustand des Flip-Flops kann in beliebiger Weise abgegriffen werden und z.B. Schaltzustände eines Analogrechners beeinflussen; das Rücksetzen des Flip-Flops kann z;B. entweder durch den Bediener des Analogrechners oder aber automatisch in Abhängigkeit vom durchzuführenden Rechenprogramm erfolgen.The flip-flop is set at set input S and can be set at a reset input R deleted. The flip-flop ensures that even with a brief Current overload of the amplifier the display persists for a long time. Of the The state of the flip-flop can be in any Way to be tapped and e.g. influence switching states of an analog computer; resetting the flip-flop can e.g. either by the operator of the analog computer or automatically in Depending on the computer program to be carried out.

Zwischen den Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R2 und Masse sind zwei Zenerdioden D1 und D2 entgegengesetzt in Serie eingeschaltet. Steigt die Spannung an den Zenerdioden über einen bestimmten Wert, z.B. 11 V, so wird die Durchbruchsspannung der einen Zenerdiode überschritten,und es fließt ein so großer Strom, daß je nach der Stromrichtung entweder der dritte oder der vierte Transistor in die Strombegrenzsg gerät. Daraufhin gibt die Auswerteschaltung, wie schon erltlutert, ein Signal ab.Between the connection point of resistors R1 and R2 and ground two zener diodes D1 and D2 are switched on in opposite directions in series. Increases the If the voltage at the Zener diodes exceeds a certain value, e.g. 11 V, the breakdown voltage becomes the one Zener diode is exceeded, and a current flows so great that depending on the the current direction either the third or the fourth transistor in the current limiting g device. As already explained, the evaluation circuit then emits a signal.

Die Dimensionierung der Schaltung kann z*B. in der Weise erfolgen, daß normalerweise durch den Lastwiderstand RL ein Strom von 30 mA zulässig ist, daß die strombegrenzende Wirkung des dritten bzw. vierten Transistors bei 40 mA einsetzt und daß ebenfalls bei diesem Strom von 40 mA die Auswerteschaltung das Signal abgibt. Weiterhin ist die Schaltung so dimensioniert, daß sie bei der Durchbruchspannung der Dioden D1 und D2, das sind im Beispiel etwa + 11 V, noch einen Strom von 40 mi liefern kann, damit die Auswerteschaltung anspricht.The dimensioning of the circuit can z * B. be done in such a way, that a current of 30 mA is normally permissible through the load resistor RL, that the current-limiting effect of the third and fourth transistor at 40 mA begins and that also with this current of 40 mA the evaluation circuit the Emits signal. Furthermore, the circuit is dimensioned so that it is at the breakdown voltage of the diodes D1 and D2, that is about + 11 V in the example, still have a current of 40 mi can deliver so that the evaluation circuit responds.

Die Erfindung kann auch Anwendung finden, wenn die Strombegrenzung 11 ersten bzw. zweiten Transistor auf andere Weise, als beschrieben, erfolgt, z.B. durch Jeweils einen Kollektorwiderstand geeigneter Größe.The invention can also find application when limiting current 11 first and second transistor respectively in a different way than described, e.g. by means of a collector resistor of suitable size in each case.

Claims

Amplifier with a first pnp resp. npn transistor whose collector has a first current limiter circuit with a Pole of a supply voltage source is connected, characterized in that an evaluation circuit (A) is provided which detects the potential of the collector and emits a signal at its output when the potential of the collector has a exceeds or falls below the specified first value.

2. Amplifier according to claim 1, characterized in that a voltage-dependent Resistor (D1, D2) is provided between a fixed potential point and the emitter or a tap of the emitter resistor is switched on and is dimensioned so that the evaluation circuit emits the signal when the voltage dependent resistance effective voltage exceeds a predetermined second value.

3. Amplifier according to claim 1 or 2, characterized in that a second transistor (Ts2) complementary to the first transistor (es1) is provided is, which with the first transistor a well-known push-pull Emitter Follower Amplifier forms that in a known manner, the collector of the second transistor over a second current limiter circuit (Ts4) with the other pole of the supply voltage source is connected, and that the evaluation circuit is designed so that it also Detected potential of the collector of the second transistor and emits the signal if this potential falls below or exceeds a predetermined third value.

4. Amplifier according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a bistable circuit (FF) is provided, the set input of which connects to the output the evaluation circuit is connected.

L e r s e i t e