DE2004461C - Verstärkerschaltung - Google Patents

Description

gegenläufig.

33 Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird noch an Hand zweier Schaltungsbeispiele

Das Hauptpatent betrifft eine Verstärkerschai- näher erläutert.

tung aus mindestens einem Transistor in Emitter- Die F i g. 1 zeigt die einfachste Form, des Verstärkers, schaltung, in dessen Kollektorstrecke ein Widerstand In der Kollektorstrecke eines in Emitterschaltung begeschaltet und mit der Versorgungsspannungsquelle 4t triebenen Transistors T₁ ist ein Widerstand A₁ geschalverbunden ist und dessen Basis-Emitter Gleichspam- tet, der mit der Versorgungsspannungsquelle verbunnung durch einen Spannungsteiler eingestellt wird. den ist. Der in der F i g. 1 dargestellte Transistor ist

Eine derartige Schaltung sollte so aufgebaut sein, beispielsweise ein npn-Transistor, dessen EmitterdaC der Spannungsteiler aus der Reihenschaltung eines elektrode mit Masse verbunden ist. Das Basispotential Widerstandes R_t mit einer Diode D besteht, wobei die 45 wird bei der dargestellten Schaltung durch einen Diode gleichsinnig parallel zur Basis-Emitter-Di jHr des Spannungsteiler aus einem Widerstand A₁, der mit dem Transistors T₁ geschaltet ist, während der zur Diode in positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle verReihe geschaltete Widerstand R_t mit der Versorgungs- bunden ist, und einer Diode D eingestellt. Die Diode Spannungsquelle verbunden ist, daß die beiden Wider- wird in Durchlaßrichtung betrieben und ist parallel stände R₁ und A₂ derart dimensioniert sind, daß der 50 zur Basis-Emitter-Diode des Transistors T₁ geschaltet. Strom durch den Spannungsteiler im wesentlichen dem Für den DiodendurchLßstrom gilt die bekannte Kollektorstrom des Transistors entspricht, und daß die Diodengleichung:

Widerstandswerte der Widerstände R₁ und Ä_a durch _Tr _ ,, i_n(1ll j_ _{n m}

äußeren Einfluß zueinander gegenläufig veränderbar ^D~ ^Ul"^ni///| ' ^1J' ^v '

sind. 55 Diese Diodenspannung liegt auch an der Basis·

Dem Hauptpatent und dieser Anmeldung liegt die Emitter-Diode des Transistors T₁, für die die entspre-

Aufgabe zugrunde, einen Verstärker anzugeben, der chende Gleichung gilt:

in seinem Aufbau einfach und nicht temperaturabhän- . _ .. . .. , . _n .. gig ist. Als durch äußeren Einfluß veränderbare Wider- ^BE ~ ^{T W<}* ' ' ^{+ }} ' ^{ ' stände wurden in der Hauptanrneldung Magnetdioden, 60 Dies bedeutet, daß bei gleichen Eigenschaften der Kalt- oder Heißleiter angegeben. Diese Bauelemente Diode D und der Basis-Emitter-Diode des Transiwurden räumlich so angeordnet, daß sich bei einer stors T₁ der Diodenstrom so groß wie der Kollektor-Veränderung des beispielsweise auf die Magnetdioden strom h ist. Es gilt dann:

einwirkenden magnetischen Feldes der ohmsche / = / (\\

Widerstand der einen Diode verkleinert, während sich 65 ~ ^c' ⁽

der der anderen Diode vergrößert. Ut ist die sogenannte Temperaturspannung, /, der

Bekannte Schnellwertverstärker bestehen größten- Sperrstrom der Diode und α die Stromverstärkung,

ieils aus Brückenspannungs- bzw. Brückenstrom- Die genannten Kennlinienverhältnisse haben dann

Gültigkeit, wenn der Transistor nicht im Übersteuerungsbereich betrieben wird. Die Widerstände A₁ und /J₂ werden vorzugsweise gleich groß gewählt, oder R_t wird kleiner als A₁ gewählt, um bei einer gegensinnigen Veränderung der Widerstandswerte eine möglichst große Änderung der Ausgangsspannung zu erhalten. Wenn nun die Widerstände R₁ und A₂ Dehnungsmeßstreifen sind und sich der Widerstand von A₁ unter dem Einfluß einer äußeren Belastung verkleinert, wird die Diodenspannung etwas größer. Die Folge davon ist, daß sich die Basis-Emitter-Spannung am Transistor T₁ vergrößert und die Kollektor-Emitter-Spannung am Ausgang des Transistors kleiner wird. Zugleich wird der Widerstand A₂ unter dem Einfluß des äußeren Feldes größer. Die Widerstandsgerade im Kennlinienfeld wird also flacher und die Kollektor-Emitter-Spannung noch kleiner. Man sieht also, daß sich die Änderungen der Widerstandswerte in ih'er Wirkung auf die Ausgangsspannung addieren. Eine Änderung von R₁ und die gegensinnige Änderung von R_a bewirken somit eine Spannungsänderung an der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors bzw. am Widerstand A₁, die größer ist, als bei einer entsprechenden Brückenschaltung, wenn dort die gleichen Widerstandsänderungen auftreten.

Dagegen bewirkt eine gleichsinnige Änderung der Widerstandswerte, die beispielsweise durch eine Veränderung der Temperaturverhaltnisse bedingt ist, keine Veränderung der Ausgangsspannung.

Es wurde bereits angegeben, daß die Eigenschaften der Diode D denen der Basis-Emitter-Diode des Transistors möglichst entsprechen müssen. Dies ist beson-

ders dann der Fall, wenn die Diode durch einen Transistor T₂ gemäß F i g. 2 ersetzt wird, der als Diode betrieben wird. Hierzu wird die Kollektorelektrode des Transistors 7*. mit der Basiselektrode kurzgeschlossen. Wenn die beiden Transistoren des Verstärkers in einem

Halbleiterfestkörper in integrierter Schaltungstetanik realisiert werden, hat man die Gewißheit, daß die elektrischen Eigenschaften der be' ;en Transistoren übereinstimmen. An die Verstärkerschaltung wird beispielsweise ein Schwellwertschalter 1 angeschlossen, der

ao beim Erreichen eines bestimmten Potentials an der Kollektorelektrode des Transistors T₁ seinen Schaltzustand ändert. Dieser Schwellwertverstärker wird beispielsweise von einem Schmitt-Trigger gebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ι 2 verstärkern. Die in dem Hauptpatent beschriebene Patentansprüche: Schaltung geht von dem Prinzip der Brückenschaltung ab, mit dem Vorteil, daß gegenläufige Widerstand«.-

1. Verstärkerschaltung aus mindestens einem änderungen eine höhere Änderung der Ausgangs-Transistor in Emitterschaltung, indessen Kollektor- 5 spannung liefern. Außerdem können an die Verstarkerstrecke ein Widerstand geschaltet und mit der Ver- schaltung nachfolgende Schaltungsteile Tilt geringen", sorgungsspannungsquelle verbunden ist und dessen Aufwand angekoppelt werden. Gleichsinnige Wu.er-Basis-Emitter-Gleichspannung durch einen Span- stanriiänderungen, die beispielsweise durch eine Ancknungsteiler eingestellt wird, wobei der Spannungs- runt der remperaturverhältnisse bedingt werden, teiler aus der Reihenschaltung eines Widerstandes io führen bei der in dem Hauptpatent angegebenen mit einer Diode besteht, wobei die Diode gleich- Schaltung nicht zu einer Veränderung der Ausgangssinnig parallel zur Basis-Emitter-Diode des Tran- spannung, sondern werden kompensiert.

sistors geschaltet ist, während der zur Diode in Bei einer eingangs beschriebenen Schaltung ist nun

Reihe geschaltete Widerstand mit der Versorgung*- erfindungsgemäß vorgesehen, daß die beiden Widcrspannungsquelle verbunden ist, und bei der die 15 stände A₁ und /?, aus Halbleiterdehnungsmeßstreifen beiden Vi ierstände derart dimensioniert sind, daß bestehen.

der Strom durch den Spannungsteiler im wesent- Halbleiterdehnungsmeßstreifen bestehen beispie!-

liehen dem Kollektorstrom des Transistors ent- weise aus einer dünnen German·:¹"¹- oder Silizium spricht und die Widerstandswerte der beiden halbleiterschicht, die auf einer Unterlage befestigt im Widerstände durch äußeren Einfluß zueinander ao Diese Unterlage wird entweder in der Längs- oder n gegenläufig veränderbar sind, nach Patent der Querrichtung zum Streifen gedehnt oder gestaucht 2004462, dadurch gekennzeichnet, daß Dabei verändert sich der Widerstand der Halbleiterdie beiden Widerstände R₁ und R₂ aus Halbleiter- schicht, an dL Elektroden angeschlossen sind, bedehnungsmeßstreifen bestehen. trächtlich Es sind auch andere Ausf ührungsformen von

2. Verstärkerschaltung nach Ansprach 1, dadurch aj Halbleiterdehnungsmeßstreifen bekannt, die sich au·, gekennzeichnet, daß der eine der beiden Dehnung»- mehreren Halbleiterschichten zusammensetzen,
meßstreifeü längs unü der andere in Querrichtung Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gedehnt wird. sind die beiden Dehnungsmeßstreifen so angeordnet

3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, oder miteinander gekoppelt, daß bei einer auftretenden dadurch gekennzeichnet, ύ ß an die Verstärker-30 äußeren Belastung der eine Streifen in seiner Längsschaltung ein Schwellwertverstärkcr angekoppelt richtung und der andere Streifen in »einer Querrichtung ist. beansprucht wird. Hierdurch ändern sich die Widerstandswerte bei einer äußeren Belastung zueinander