DE2364074A1

DE2364074A1 - Transistor emitter cct. for active modulators - has second transistor forming part of differential amplifier with collector-base connection

Info

Publication number: DE2364074A1
Application number: DE2364074A
Authority: DE
Inventors: Baldur Dipl Ing Stummer; Wilhelm Dipl Ing Volejnik
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE2364074B2

Abstract

The transistorised circuit contains preferably a transistor in an emitter circuit, intended for active modulators. An additional transistor has its collector connected to the first transistor base, while the second transistor base is connected to the first transistor emitter. The second transistor emitter is arranged for input voltage application and its collector is connected to the supply voltage across a resistor. The second transistor forms part of a differential amplifier. Preferably the emitter connection of the two transistors has direct current superimposed, while the collectors of the two transistors are connected to a circuit for dividing the superimposed direct current into two identical partial current flows.

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, den 2 IDEZ. 197SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, the 2 IDEZ. 197

Wittelsbacherplatz 2Wittelsbacherplatz 2

73/675873/6758

Schaltungsanordnung mit einem TransistorCircuit arrangement with a transistor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem Transistor für aktive Transistorschaltungen, insbesondere mit einem Transistor in Emitterschaltung für aktive Modulatoren, bei der ein zusätzlich zu dem einen Transistor vorgesehener weiterer Transistor mit seinem Kollektor an der Basis des einen Transistors liegt und mit seiner Basis an den Emitter des einen Transistors angeschlossen ist, wobei der eine Transistor in Emitter-Grundschaltung angeordnet ist und bei dem weiteren an seinem Emitter mit einer Eingangsspannung beaufschlagbaren Transistor der Kollektor über einen Widerstand an einer Versorgungsspannung liegt. Vorzugsweise werden die Basis-Kollektor-Verbindung und die "Emitter-Basis-Verbindung direkt bzw. unmittelbar vorgenommen. Die Versorgungsspannungen, an die die Kollektoren der beiden Transistoren geführt sind, stimmen dabei insbesondere überein.The invention relates to a circuit arrangement with a transistor for active transistor circuits, in particular with a transistor in the emitter circuit for active modulators, with one in addition to the one transistor provided further transistor with its collector at the base of one transistor and with its base is connected to the emitter of one transistor, the one transistor being arranged in the basic emitter circuit and in the case of the further transistor which can be acted upon by an input voltage at its emitter, the collector is connected to a supply voltage via a resistor. The base-collector connection and the “emitter-base connection are preferably made directly or immediately. The supply voltages to which the collectors of the two Transistors are performed, agree in particular.

Pur verschiedene Anwendungsfälle, insbesondere bei Anordnungen zur Modulation, Gleichrichtung und/oder Verstärkung kann es sich nachteilig auswirken,,, daß der Transistor in mancherlei Hinsicht von einem idealen Transistor abweicht. Dies sei beispielsweise anhand von Fig. 1 aufgezeigt, in der eine bekannte Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung dargestellt ist.Purely different applications, especially with arrangements for modulation, rectification and / or amplification, it can have a disadvantageous effect, that the transistor in deviates from an ideal transistor in some respects. This is shown, for example, with reference to FIG. 1, in which shows a known circuit arrangement with a transistor in a common emitter circuit.

Entsprechend Fig. 1 ist der Transistor 1 mit seinem Kollektor, der den Ausgang A1 bildet, über den Widerstand 71 an den positiven Pol + und mit seinem Emitter über den Widerstand 72 an den negativen Pol - einer in der Figur nicht näher dargestellten Versorgungsspannungsquelle angeschlossen. According to FIG. 1, the collector of the transistor 1, which forms the output A1, is connected via the resistor 71 to the positive pole + and with its emitter via the resistor 72 to the negative pole - one in the figure supply voltage source not shown connected.

VPA 9/630/30H Wd/Mai -2-VPA 9/630 / 30H Wd / May -2-

509845/0424509845/0424

Wird dem Transistor 1 an der Basis die Eingangsspannung U_E1 zugeführt, so fließt durch den Lastwiderstand 71 der Strom i . An dem mit dem Emitter des Transistors T1 verbundenen Schaltungspunkt B1 liegt die Spannung U^₁. _{If the input voltage U E1 is} fed to the transistor 1 at the base, the current i flows through the load resistor 71. _{The voltage U ^ 1} is applied to the circuit point B1 connected to the emitter of the transistor T1.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung ist wegen der Basis-Emitterdiode des Transistors 1 die Spannung U-ggleich der Differenz aus der Eingangs spannung ILg₁ und der Schaltungsanordnung und der Basis-Emitterspannung des Transistors 1, d.h. es giltIn the circuit arrangement shown in Fig. 1, because of the base-emitter diode of the transistor 1, the voltage U-g is equal to the difference between the input voltage ILg ₁ and the circuit arrangement and the base-emitter voltage of the transistor 1, ie it applies

Wegen der exponentiellen Abhängigkeit des Emitterstromes i'i von der Basis-Emitter-Spannung U-u_e-j bzw. wegen der exponentiellen Kennlinie i . = f (U, -) ist bei sinusförmiger Eingangsspannung U-g- die Ausgangsspannung am Ausgang B1 verzerrt und damit auch der Ausgangsstrom i_&1, der etwa gleich dem Quotienten aus der Spannung Ug₁ und dem Wert R₇P des Widerstandes 72 ist, d.h. es giltBecause of the exponential dependence of the emitter current i'i on the base-emitter voltage Uu _e -j or because of the exponential characteristic curve i. = f (U, -) with a sinusoidal input voltage Ug- the output voltage at output B1 is distorted and thus also the output current i _{& 1} , which is roughly equal to the quotient of the voltage Ug ₁ and the value R ₇ P of the resistor 72, ie es is applicable

Auch in den anderen Grundschaltungen wirken sich verschiedene Transistoreigenschaften ungünstig aus, so bei der Kollektor-Grund schaltung und bei der Basis-Grundschaltung, z.B. ebenfalls nichtlineare Verzerrungen durch den oben beschriebenen-Effekt.Various transistor properties also have an unfavorable effect in the other basic circuits, such as the Collector basic circuit and with the basic basic circuit, e.g. also non-linear distortions due to the above described effect.

Bei der Schaltungsanordnung nach Pig. 2 ist der Transistor in bekannter Weise in Emitter-Grundschaltung geschaltet. Der Kollektor des Transistors 2, der den Ausgang A2 der Schaltungsanordnung bildet, ist über den Widerstand 81 an den positiven Pol +, der Emitter des Transistors 1 über den Widerstand 82 an den negativen Pol - der Versorgungsspannungsquelle angeschlossen. Am Emitter des Transistors 2With the circuit arrangement according to Pig. 2, the transistor is connected in a known manner in the basic emitter circuit. The collector of the transistor 2, which forms the output A2 of the circuit arrangement, is on via the resistor 81 the positive pole +, the emitter of the transistor 1 via the resistor 82 to the negative pole - of the supply voltage source connected. At the emitter of transistor 2

VPA 9/63O/3OH -3-VPA 9 / 63O / 3OH -3-

5 0.9 845/04245 0.9 845/0424

bzw. an dem damit verbundenen Schaltungspunkt B2 liegt die Spannung Ug₂. ^^em ^^ransi^s^^or 2 ist der zusätzliche Transistor 3 vorgeschaltet. Dabei sind die Basis des Transistors 2 unmittelbar mit dem Kollektor des Transistors 3 und der Emitter des Transistors 2 unmittelbar mit der Basis des Transistors 3 verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors 3 über den Widerstand 83 an den positiven Pol + der Yersorgungsspannungsquelle geführt. Zwischen dem Emitter des Transistors 3 und dem negativen Pol - der Yersorgungsspannungs quelle liegt die Eingangsspannung Ug₂ an, wobei der Innenwiderstand 84 der Ein angsspannungsquelle den Wert Z™ aufweist. _{or the voltage Ug 2 is present} at the circuit point B2 connected to it. ^ ^em ^ ^rans i ^s ^ ^or 2, the additional transistor 3 is connected upstream. The base of the transistor 2 is directly connected to the collector of the transistor 3 and the emitter of the transistor 2 is connected directly to the base of the transistor 3. Furthermore, the collector of the transistor 3 is led via the resistor 83 to the positive pole + of the supply voltage source. _{The input voltage Ug 2 is applied} between the emitter of the transistor 3 and the negative pole - the supply voltage source, the internal resistance 84 of the input voltage source having the value Z ™.

Vergleicht man die Eigenschaften der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Schaltungsanordnungen miteinander} so zeigt sich folgendes.If one compares the properties of the circuit arrangements shown in FIGS. 1 and 2 with one another} shows the following.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 liegt zwischen dem Eingang E2 mit der Spannung Ug₂ ¹^d dem Schaltungspunkt B2 mit der Spannung Ug₂ die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 3. Die Differenz zwischen den Spannungen Ugp und Ug₂ ¹¹¹Id damit die Verzerrung der Spannung Ug₂ ist gegenüber der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 um den Faktor verringert, um den das Verhältnis Wechselstrom zu Gleichstrom im Transistor 3 niedriger ist als im Transistor 2.In the circuit arrangement according to FIG. 2, the base-emitter path of the transistor 3 _{lies between the input E2 with the voltage Ug 2} ¹ ^ d and the node B2 with the voltage Ug _2. _{The difference between the voltages Ugp and Ug 2} ¹¹¹ Id is thus the distortion of the voltage Ug ₂ is reduced compared to the circuit arrangement according to FIG. 1 by the factor by which the ratio of alternating current to direct current in transistor 3 is lower than in transistor 2.

Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen die Kompensation der Verzerrungen gerader Ordnung nicht ausreicht. -However, there are applications in which the compensation the distortion of even order is not sufficient. -

Es ist ferner bereits bekannt, die Klirreigenschaften von Verstärkern oder Modulatoren durch Gegenkopplung zu verbessern. Weiterhin kann man versuchen, relativ hohe Anforderungen an die Klirrdämpfung, wie sie insbesondere an Modulatoren der TF-Technik gestellt werden, durch einen im Vergleich zur Aussteuerung hohen Strom im Arbeitspunkt desIt is also already known to improve the distortion properties of amplifiers or modulators by means of negative feedback. Furthermore, one can try to make relatively high demands on the distortion attenuation, such as those in particular TF technology modulators are provided by a high current at the operating point of the compared to the modulation

VPA 9/630/3014 · -4- VPA 9/630/3014 -4-

509845/0424509845/0424

Transistors zu erfüllen. Diese Maßnahme bedeutet jedoch neben, einem erhöhten Leistungsverbrauch eine größere Erwärmung mit der Gefahr, daß Unsymmetrien durch Temperaturunterschiede an Basis-Emitterdioden verschiedener Transistoren in Gegentaktschaltungen hervorgerufen werden« Wegen des höheren Gleichstromes ergibt sich ferner ein höherer Trägerrest, bei Doppelgegentaktmodulatoren und allgemein eine schlechtere Unterdrückung von Unsymmetrie-Modulationsprodukten.To meet transistor. However, this measure means, in addition to an increased power consumption a greater warming with the risk of asymmetries due to temperature differences Base-emitter diodes of different transistors are produced in push-pull circuits. Because of the higher direct current, there is also a higher residual carrier, with double push-pull modulators and generally poorer suppression of unbalance modulation products.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine anstelle eines Einzeltransistors einsetzbare Schaltungsanordnung zu schaffen, die ein günstiges Klirrverhalten aufweist und dabei die vorstehend genannten lachteile möglichst vermeidet.The object of the invention is therefore to provide a transistor instead of a single transistor to create usable circuit arrangement which has a favorable distortion behavior and thereby the above avoids the mentioned downsides as much as possible.

Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß der weitere Transistor Bestandteil eines Differenzverstärkers ist.According to the invention, the circuit arrangement for solving this object is designed in such a way that the further transistor Is part of a differential amplifier.

Eine derartige Schaltungsanordnung wirkt wie ein Transistor, bei dem eine Reihe von unerwünschten Eigenschaften wesentlich verbessert erscheinen.Such a circuit arrangement acts like a transistor, in which a number of undesirable properties are essential appear improved.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß sich mit Hilfe einer zur Anwendung in integrierten Schaltkreisen besonders geeigneten Schaltungsanordnung mit verringertem Einfluß der nichtlinearen Eingangskennlinie, besonders hochohmigem Eingangswiderstand₉ geringer Rückwirkung der Ausgangsspannung auf den Eingang eine besonders weitgehende Kompensation der Verzerrungen gerader Ordnung ergibt und die Signal aus gangs spannung der Eingangs spannung auch gleichspannungsmäßig und zwar ohne Schwelle erfolgt.These measures have the advantage that with the aid of a circuit arrangement particularly suitable for use in integrated circuits with reduced influence of the non-linear input characteristic, particularly high-ohmic input resistance _9, low reaction of the output voltage on the input, a particularly extensive compensation of the even-order distortions results and the The signal output voltage of the input voltage also takes place in terms of DC voltage and without a threshold.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zweckmäßigerweise derart ausgebildet daß"bei dem Differenzverstärker j bei dem von zwei emitterseitig miteinander und über einen Widerstand an einen Anschluß der VersorgungsSpannungsquelle geführten Transistoren der eine mit seinem Kollektor unmittelbar und der andere über einen Widers.tand an Versorgungsspannung liegt, der kollektorseitig unmittelbar an Versorgungsspannung liegende Transistor basisseitig mit dem Eingang verbunden ist und der kollektorseitig mitIn a further embodiment of the invention, the circuit arrangement expediently designed such that "in the Differential amplifier j in the case of the two emitter side with one another and via a resistor to a terminal of the supply voltage source Led transistors, one with its collector directly and the other via a resistance is connected to the supply voltage, which is directly on the collector side transistor connected to the supply voltage on the base side is connected to the input and the collector side with

VPA 9/630/3P14 50984 5/0424 · -5-VPA 9/630 / 3P14 50984 5/0424 -5-

Widerstand beschaltete Transistor der zusätzlich vorgesehene Transistor ist.Resistor connected transistor is the additionally provided transistor.

Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Schaltungsanordnung, die bei besonders großem Eingangswiderstand eine weitgehende Kompensation der Verzerrungen gerader Ordnung ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Ausgangsspannung auch gleichspannungsmäßig bzw. ohne Schwelle der Eingangsspannung folgt.This advantageously results in a circuit arrangement which, with a particularly high input resistance, largely compensates for the distortions Order enables. Another advantage is that the output voltage is also DC voltage or without a threshold of the input voltage follows.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet,- daß bei dem Differenverstärker in die Emitterverbindung zweier Transistoren ein Gleichstrom eingeprägt ist, und daß die Kollektoren der Transistoren des Differenzverstärkers an eine Schaltung zur Aufteilung des eingeprägten Gleichstromes in zwei gleichgroße Teilströme angeschlossen sind. Dabei ergibt sich eine besonders weitgehende Kompensation von ungeraden Harmonischen, sowie eine besonders geringe Gleichstromdifferenz zwischen dem Eingang und Ausgang der Schaltungsanordnung. Außerdem ist der Ausgangswechselstrom praktisch verzerrungsfrei und der Eingangsspannung proportional, lerner ist der Eingangswiderstand sehr hochohmig. Ein wesentlicher Vorteil besteht ferner darin, daß nur ein im Vergleich zur Aussteuerung niedrigerer Strom im Arbeitspunkt erforderlich ist.In a further development of the invention, the circuit arrangement is designed in such a way that the differential amplifier a direct current into the emitter connection of two transistors is impressed, and that the collectors of the transistors of the differential amplifier to a circuit for Division of the impressed direct current into two equal partial currents are connected. This results in a particularly extensive compensation of odd harmonics, as well as a particularly low direct current difference between the input and output of the circuit arrangement. In addition, the output alternating current is practical distortion-free and proportional to the input voltage, learner, the input resistance is very high. Another major advantage is that only one compared to the modulation, a lower current is required at the operating point.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform enthält die Schaltung zur Aufteilung des in den Differenzverstärker eingeprägten Gleichstromes drei Transistoren, von denen ein erster und ein zweiter jeweils mit ihrem Emitter über einen von zwei gleich groß bemessenen Widerständen mit Versorgungsspannung verbunden und basisseitig unmittelbar und kollektorseitig über die Emitter-Basisstrecke eines dritten Transistors verbunden sind, der mitIn a particularly advantageous embodiment contains the circuit for dividing the direct current impressed in the differential amplifier three transistors, of which a first and a second each have their emitter via one of two resistors of the same size connected to the supply voltage and on the base side directly and on the collector side via the emitter-base path of a third transistor connected to

VPA 9/63O/3OH -6-VPA 9 / 63O / 3OH -6-

509845/0424509845/0424

seiner Basis am Kollektor des einen und mit seinem Kollektor am Kollektor des anderen Transistors des Differenzverstärkers liegt.its base at the collector of the one and with its collector is at the collector of the other transistor of the differential amplifier.

Der eine Transistor und der zusätzliche Transistor sind so miteinander verbunden, daß sich eine Rückkopplungsschleife ergibt. Für die im allgemeinen üblichen Innenwiderstände der den Differenzverstärker speisenden Quelle ergeben sich Verhältnisse, unter denen für die Schaltungsanordnung keine Schwingneigung besteht. Unter extremen Bedingungen, insbesondere bei geerdetem Eingang des Differenzverstärkers, kann es jedoch vorkommen, daß in einem kritischen Frequenzgebiet Phasendrehung und Schleifenverstärkung Schwingungen ermöglichen.One transistor and the additional transistor are connected to one another in such a way that a feedback loop is formed results. For the generally customary internal resistances of the source feeding the differential amplifier result Conditions under which there is no tendency for the circuit arrangement to oscillate. Under extreme conditions, in particular If the input of the differential amplifier is grounded, however, it can happen that in a critical frequency range Phase rotation and loop amplification allow vibrations.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich der für den eingangsseitigen Abschlußwiderstand zulässige Bereich dadurch weiter vergrößern, daß die Basis des einen Transistors über einen Kondensator an Bezugspotential geführt ist.In a further embodiment of the invention, the range permissible for the terminating resistor on the input side can be used further increase in that the base of one transistor is connected to reference potential via a capacitor is.

Dabei kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Kapazität des Kondensators derart zu bemessen, daß ihr Blindwiderstand im Frequenzbereich ab etwa einem Zehntel bis zur Hälfte der σζ-Grenzfrequenz kleiner als das Doppelte des Mfferentiellen Widerstandes der Emitter-Basis-Kennlinie jeweils der Transistoren wird.It can prove to be expedient to dimension the capacitance of the capacitor in such a way that its reactance in the frequency range from about one tenth to half of the σζ limit frequency less than twice the Mfferential resistance of the emitter-base characteristic each of the transistors will.

Die Erfindung wird anhand der in Fig. 3 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS.

Es zeigen, wie eingangs bereits dargelegt, Fig. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung,
Fig. 2 eine bekannte Schaltungsanordnung mit einemAs already explained at the beginning, FIG. 1 shows a known circuit arrangement with a transistor in an emitter circuit,
Fig. 2 shows a known circuit arrangement with a

VPA 9/63O/3OH - -7-VPA 9 / 63O / 3OH - -7-

509845/0424509845/0424

-Ί--Ί-

Transistor in Emitterschaltung und einem zusätzlichen Transistor.A common emitter transistor and an additional transistor.

Ferner zeigen .Also show.

Mg. 3 eine Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung und einem zusätzlichen Differenzverstärker undMg. 3 shows a circuit arrangement with a transistor in FIG Emitter circuit and an additional differential amplifier and

Pig. 4 eine Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung, einem zusätzlichen Differenzverstärker undPig. 4 shows a circuit arrangement with a transistor in a common emitter circuit, an additional differential amplifier and

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung, einem zusätzlichen Differenzverstärker und einer Anordnung zur Aufteilung eines -in den Differenzverstärker eingeprägten Gleichstromes in zwei gleich große Teilströme.4 shows a circuit arrangement with a transistor in an emitter circuit, an additional differential amplifier and an arrangement for dividing a direct current impressed in the differential amplifier into two equal part flows.

Untersuchtungen der in Figur 2 gezeigten Schaltungsanordnung haben folgendes ergeben:Investigations of the circuit arrangement shown in Figure 2 have shown the following:

Da die Eingangs spannung U_E2» die Spannung U-gp Kollektorspannung U- des Transistors 3 etwa gleichgroß sind, ist der Kollektorstrom i _ des Transistors 3 etwa gleich dem Quotienten aus der Eingangsspannung dem Widerstand R„_, wobei R„_ac, der Widerstandswert der Parallelschaltung aus dem Widerstand 83 und dem Eingangswiderstand R-P₂ ä-^es Transistors 2 ist. Dieser Eingangswiderstand Ryp ist etwa gleich dem Produkt aus der Stromverstärkung ß2 des Transistors 2 in Emitterschaltung und dem Wert Rg₂ des Widerstandes 82.
Es gilt somitSince the input voltage U _E2 »the voltage U-gp collector voltage U- of the transistor 3 are approximately the same, the collector current i _ of the transistor 3 is approximately equal to the quotient of the input voltage of the resistor R" _, where R " _ac , the resistance value the parallel connection of the resistor 83 and the input resistor RP ₂ - ^{it is} transistor 2. This input resistance Ryp is approximately equal to the product of the current gain β2 of the transistor 2 in the emitter circuit and the value Rg _{2 of} the resistor 82.
It is therefore true

(3) und(3) and

resres

^ß2 ' ^R82 ^ß2 ' ^R 82

VPA 9/630/3014 -8-VPA 9/630/3014 -8-

509845/042A509845 / 042A

Da der Eingangsstrom i-gp ^er Schaltungsanordnung etwa gleich dem Kollektorstrom 1~ des Transistors 3 ist, ergibt sich der dynamische Eingangswiderstand Z™ der Schal tungsanordnung zuSince the input current i-gp ^ er circuit arrangement is approximately equal to the collector current 1 ~ of the transistor 3, the dynamic input resistance Z ™ of the circuit arrangement results

Im Interesse einer starken Gegenkopplung und damit Verzerrungsminderung werden im Transistor 3 der Gleichstrom möglichst groß und der Kollektorwechselstrom i -, des Transistors 3 möglichst klein gewählt» Zu diesem Zweck wird der Widerstand ß_res und damit der Wert Rg., des Widerstandes 83 möglichst groß bemessen»In the interest of a strong negative feedback, and thus reduce distortion of the direct current are in the transistor 3 as large as possible and the collector AC i -, the transistor 3 is chosen as small as possible "For this purpose, the resistance is ß _res, and thus the value Rg of the resistor 83 dimensioned as large as possible. »

Die Schaltungsanordnung kann in den bekannten Transistor-Grund schaltungen anstelle eines einzelnen Transistors eingesetzt werden,, wobei der Basis des Einzeltransistors der Emitter des zusätzlichen TransistorSj dem Emitter des Einzeltransistors der Emitter des einen Transistors und dem Kollektor des Einzeltransistors der Kollektor des einen Transistors entspricht»The circuit arrangement can be used in the known basic transistor circuits instead of a single transistor being ,, where the base of the single transistor is the emitter of the additional transistor Sj the emitter of the single transistor the emitter of one transistor and the collector of the single transistor the collector of one Transistor corresponds to »

In dieser Weise kann die Schaltungsanordnung in den bekannten Transistor-Grundschaltungen unter Anwendung der im Zusammenhang damit bekannten Schaltungsmaßnahmen Verwendung finden.In this way, the circuit arrangement in the known basic transistor circuits using the in the context thus known circuit measures are used.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig* 3 ist der Transistor 6 in Emitter-Grundschaltung geschaltet. Dabei ist der Kollektor des Transistors 6„ der den Ausgang A3 der Schaltungsanordnung bildet, über den Widerstand 31 an den positiven Pol + und der Emitter über den Widerstand 32 an den negativen Pol - der VersorgungsspannungsqueXle angeschlossen. An dem mit dem Emitter des Transistors 6 verbundenen Schaltungspunkt B3 liegt die Spannung U,,,.In the circuit arrangement according to FIG. 3, the transistor is 6 switched in basic emitter circuit. Here is the collector of the transistor 6 ″ of the output A3 of the circuit arrangement forms, via the resistor 31 to the positive Pol + and the emitter through resistor 32 to the negative Pole - connected to the supply voltage source. At the node connected to the emitter of transistor 6 B3 is the voltage U ,,,.

Dem Transistor 6 ist ein die Transistoren·4 und 5 ent-The transistor 6 has the transistors 4 and 5

VPA 9/630/3014 -9-VPA 9/630/3014 -9-

509845/0424509845/0424

haltender Differenzverstärker vorgeschaltet. Dabei sind die Basis des Transistors 6 unmittelbar mit dem Kollektor des Transistors 5 und der Emitter des Transistors 6 unmittelbar mit der Basis des Transistors 5 verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors 5 über den Widerstand 33 an den positiven Pol + der Yersorgungsspannungsquelle geführt.holding differential amplifier upstream. Are there the base of the transistor 6 directly to the collector of the transistor 5 and the emitter of the transistor 6 directly connected to the base of transistor 5. Furthermore, the collector of transistor 5 is across the resistor 33 led to the positive pole + of the supply voltage source.

Zwischen dem Emitter des Transistors 5 und dem negativen Pol - der Yersorgungsspannungsquelle liegt der Widerstand 34. Der weitere Transistor 4 des Differenzverstärkers ist mit seinem Emitter unmittelbar an den Emitter des Transistors 5 und mit dem Kollektor unmittelbar an den positiven Pol + der Yersorgungsspannungsquelle geführt.Between the emitter of transistor 5 and the negative Pole - the supply voltage source is the resistor 34. The further transistor 4 of the differential amplifier is with its emitter directly to the emitter of transistor 5 and with the collector directly to the positive one Pole + of the supply voltage source out.

Die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung enthält einen Differenzvorverstärker und bietet in vorteilhafter Weise einen gegenüber der Schaltungsanordnung nach Pig. 2 um den Faktor ß4 vergrößerten Eingangswiderstand, wobei ß4 die Stromverstärkung des Transistors 4 in Emitterschaltung ist. Die Basis-Emitter-Dioden der Transistoren 5 und 6 sind wechselstrommäßig gegeneinander geschaltet, so daß sich bei gleichen Strömen in den Transistoren 5 und 6 eine Kompensation der Verzerrungen gerader Ordnung ergibt.The circuit arrangement shown in Fig. 3 contains a differential preamplifier and offers in an advantageous manner one compared to the circuit arrangement according to Pig. 2 um the factor ß4 increased input resistance, where ß4 is the current gain of the transistor 4 in the emitter circuit is. The base-emitter diodes of transistors 5 and 6 are connected to each other in alternating currents, so that with the same currents in the transistors 5 and 6 there is a compensation of the distortions of an even order results.

Die Spannung TL,, folgt der Eingangsspannung TL,, auch gleiehspannungsmäßig und zwar ohne Schwelle.The voltage TL ,, also follows the input voltage TL ,, Equal voltage without a threshold.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ist der Transistor TPA 9/630/3014 -10-In the circuit arrangement according to FIG. 4, the transistor is TPA 9/630/3014 -10-

509845/04509845/04

in Emitter-Grundschaltung geschaltet. Dabei ist der mit dem Ausgang A4 verbundene Kollektor über den Widerstand an den positiven Pol + und der Emitter über den Widerstand 42 an den negativen Pol - der Versorgungsspannungsquelle angeschlossen. Am Emitter des Transistors 10 bzw. an dem damit verbundenen Schaltungspunkt B4 liegt die Spannungswitched in basic emitter circuit. The collector connected to output A4 is via the resistor to the positive pole + and the emitter via the resistor 42 to the negative pole - of the supply voltage source connected. The is at the emitter of the transistor 10 or at the circuit point B4 connected to it tension

Dem Transistor 10 ist ein die Transistoren 11 und 12 enthaltender Differenzverstärker vorgeschaltet. Dabei sind die Basis des Transistors 10 unmittelbar mit dem Kollektor des Transistors 12 und der Emitter des Transistors 10 unmittelbar mit der Basis des Transistors 12 verbunden.The transistor 10 has the transistors 11 and 12 containing differential amplifier upstream. The base of the transistor 10 are directly connected to the Collector of transistor 12 and the emitter of transistor 10 directly to the base of transistor 12 tied together.

Zwischen dem Emitter des Transistors 12 und dem negativen Pol - der Versorgungsspannungsquelle liegt die Stromquelle Ig.-]· Der weitere Transistor 11 des Differenzverstärkers ist mit seinem Emitter unmittelbar an den Emitter des Transistors 12 geführt und wird an seiner Basis mit der Eingangsspannung U-g. der Schaltungsanordnung beaufschlagt.The current source is located between the emitter of transistor 12 and the negative pole - the supply voltage source Ig .-] · The further transistor 11 of the differential amplifier is led with its emitter directly to the emitter of the transistor 12 and is at his Basis with the input voltage U-g. the circuit arrangement applied.

Bei dem Differenzverstärker ist zwischen die Emitterverbindung der beiden Transistoren 11 und 12 und dem negativen Anschluß - der Versorgungsspannungsquelle eine Gleichspannungsquelle eingefügt, die einen Gleichstrom I -, in die Emitterverbindung einprägt. Die Kollektoren der Transistoren 11 und 12 sind an eine Schaltung zur Aufteilung des eingeprägten Gleichstromes I , in zwei gleich große Gleichströme angeschlossen.The differential amplifier is between the emitter connection of the two transistors 11 and 12 and the negative Connection - the supply voltage source inserted a direct voltage source, which a direct current I -, impresses on the emitter connection. The collectors the transistors 11 and 12 are connected to a circuit for dividing the impressed direct current I into two equally large direct currents connected.

Die Schaltung zur Aufteilung des eingeprägten Gleichstromes I, enthält die drei Transistoren 7, 8 und 9. Der Transistor 7 ist mit seinem Emitter über den WiderstandThe circuit for dividing the impressed direct current I contains the three transistors 7, 8 and 9. The Transistor 7 has its emitter across the resistor

VPA 9/63O/3O.I4 -11-VPA 9 / 63O / 3O.I4 -11-

509845/0424509845/0424

45j der Transistor 8 mit seinem Emitter über den Widerstand 46 mit dem Pluspol + der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Beide Widerstände 45 und 46 stimmen in ihren Werten überein. Die Basisanschl sse der Transistoren 7 und 8 sind unmittelbar miteinander verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 7 und 8 sind über die Emitter-B_asis-Strecke des Transistors 9 zusammengeführt, wobei der Kollektor des Transistors 7 mit dem Emitter des Transistors 9 und der Kollektor des Transistors 8 mit der Basis des Transistors 9 verbunden sind.45j the transistor 8 is connected with its emitter via the resistor 46 to the positive pole + of the supply voltage source. Both resistors 45 and 46 have the same values. The base connections of the transistors 7 and 8 are directly connected to one another. The collectors of the transistors 7 and 8 are brought together via the emitter-B _a sis path of the transistor 9, the collector of the transistor 7 the emitter of the transistor 9 and the collector of the transistor 8 are connected to the base of transistor. 9

Die Schaltung zur Aufteilung des Gleichstromes I , ist dadurch an die Transistoren 11 und 12 des Differenzver-■ stärkers angeschlossen, daß der Transistor 9 mit seiner Basis am Kollektor des Transistors 11 und mit seinem Kollektor am Kollektor des Transistors 12 liegt.The circuit for dividing the direct current I is thereby connected to the transistors 11 and 12 of the differential voltage connected stronger that the transistor 9 with his Base on the collector of transistor 11 and with its collector on the collector of transistor 12.

Die Schaltung aus den Transistoren 7> 8 und 9 und den gleich groß bemessenen Widerständen 45 und 46 gewährleistet, daß der Strom, der dem Kollektor des Transistors 8 zufließt, insbesondere auch dann einen Kollek'torstrom in gleicher Höhe im Transistor 9 zur Pälge hat, wenn sich die Eingangsspannung und/oder die Versorgungsspannung ändert. Damit ergibt sich eine Aufteilung des Quellengleichstromes J , zu gleichen,Teilen in die beiden Transistoren 11 und 12 und somit eine besonders weitgehende Kompensation der Verzerrungen gerader Ordnung und von ungeraden Har- . monischen. Ein weiterer Vorteil ist die besonders geringe Gleiehspannungsdifferenz zwischen dem Eingang E4 und dem Schalt ungspunkt B4·The circuit from the transistors 7> 8 and 9 and the Equally sized resistors 45 and 46 ensures that the current flowing to the collector of the transistor 8 flows in, in particular also has a collector current of the same level in the transistor 9 to the Pälge when the input voltage and / or the supply voltage changes. This results in the source direct current J being divided equally into the two transistors 11 and 12 and thus a particularly extensive compensation of the distortions of even order and of odd har-. monical. Another advantage is the particularly low equilibrium voltage difference between the input E4 and the Switching point B4

Weil wegai der obenbeschriebenen Stromverteilungsschaltung die Kollektorströme i^g und !„„ der Transistoren 8 und 9Because because of the above-described current distribution circuit, the collector currents i ^ g and ! "" Of the transistors 8 and 9

gleich groß sind und der Wechselstrom im Transistor 12 ■gegenphasig zu dem im Transistor 11 ist, ist der Basis-are the same size and the alternating current in transistor 12 ■ is in phase opposition to that in transistor 11, the base

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wecb.seIstrom im Transistor 10 doppelt so hoch wie der Kollektorwechselstrom im Transistor 11.Daraus folgt der Eingangswiderstand der Schaltungsanordnung zu 2ß--, .ß₁₀.R42, wobei ß..,. die Stromverstärkung des Transistors 11 in Emitterschaltung, ß-Q die Stromverstärkung des Transistors 10 in Emitterschaltung und R42 der Wert des Widerstandes 42 sind.wecb.seIstrom in transistor 10 twice as high as the collector alternating current in transistor 11. From this follows the input resistance of the circuit arrangement to 2ß--, .ß ₁₀ .R42, where ß ..,. the current gain of transistor 11 in common emitter circuit, β-Q is the current gain of transistor 10 in common emitter circuit and R42 is the value of resistor 42.

Im Hinblick auf die vorgesehenen G-leichstromkopplungen ist die Schaltungsanordnung leicht integrierbar. Sie liefert einen Ausgangswechselstrom-, der wegen der hohen Gegenkopplung der nichtlinearen Kennlinie des Transistors 10 praktisch verzerrungsfrei der Eingangsspannung U™, proportional ist. Ferner läßt/der Arbeitspunkt leicht an den äußeren Anschlußklemmen der_s insbesondere integrierten, Schaltung einstellen«With regard to the DC couplings provided, the circuit arrangement can easily be integrated. It supplies an output alternating current which, because of the high negative feedback of the non-linear characteristic curve of the transistor 10, is proportional to the input voltage U ™, practically without distortion. Further leaves / the operating point slightly to the outer terminals of the integrated _s particular set circuit "

Der Eingangswiderstand der Schaltungsanordnung ist besonders hochohmig. Es ergibt sich somit eine Schaltung mit Klemmeigenschaften, die denen eines idealen Transistors besonders nahe kommen= Bei der bevorzugten Anwendung in Schaltungen der Trägerfrequenztechnik wirkt sich die erzielbare hohe Klirrdämpfung besonders vorteilhaft aus. In Verbindung mit Modulatoren ergeben sich in vorteilhafter Weise zugleich gute Klirreigenschaften und ein besonder^ geringer Trägerrest.The input resistance of the circuit arrangement is special high resistance. The result is a circuit with clamping properties that are similar to those of an ideal transistor come particularly close = In the preferred application in circuits of carrier frequency technology, the achievable high distortion attenuation is particularly advantageous. In connection with modulators this results in more advantageous At the same time, good distortion properties and a particularly small amount of carrier residue.

Die Schaltungsanordnung enthält ferner den Kondensator 13» der die Basis des Transistors 6 in Fig. 3 bzw. des Transistors 10 in Fig. 4 mit Erde bzw« Bezugspotential + verbindet. Dieser Kondensator 13 dient dazu, auch bei besonderen Betriebsbedingungen eine Schwingneigung der Schaltungsanordnung zu vermeiden.The circuit arrangement also contains the capacitor 13 »which is the base of the transistor 6 in FIG. 3 or of the transistor 10 in Fig. 4 with earth or «reference potential + connects. This capacitor 13 serves to prevent the circuit arrangement from oscillating, even under special operating conditions to avoid.

Zur Erläuterung der Wirkung des Kondensators 13 seiTo explain the effect of the capacitor 13, let

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angenommen, daß bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 die kritische Schleife an der Verbindung der Basis des Transistors 5 mit dem Emitter des Transistors 6 aufgetrennt und an der Basis 5 eine Wechselspannung u angelegt wird und am Widerstand 32 die Spannung Ut auftritt. Die Schaltung schwingt dann bei geschlossener Schleife, wenn die Spannungen u und u-j- in Phase sind und die Spannung u-j- größer als die Spannung u ist. Bei geerdeter Basis des Transistors 4 bzw. im kritischen Fall ist derassumed that in the circuit arrangement according to FIG the critical loop at the junction of the base of the The transistor 5 with the emitter of the transistor 6 is separated and an alternating voltage u is applied to the base 5 and the voltage Ut occurs across the resistor 32. The circuit then oscillates in a closed loop when the voltages u and u-j- are in phase and the Voltage u-j- is greater than the voltage u. With earthed The base of the transistor 4 or, in the critical case, is the

.· Kollektorstrom des Transistors 5 gleich -ä~ und praktisch· Collector current of transistor 5 equal -ä ~ and practical

von der Frequenz unabhängig.independent of the frequency.

Dabei istIt is

r-p der differentielle Widerstand der Emitter-Basis-Kennlinie des Transistors 4 bzw. 5·r-p is the differential resistance of the emitter-base characteristic of transistor 4 or 5

Für C gleich O ist der Kollektorstrom des Transistors 6 gleich dem Basisstrom' i-r, des Transistors 5· Der Emitterstrom des Transistors 6 ist gleich (1 + ß) . i_B, wobei ß die Stromverstärkung in Emitterschaltung ist. Dies ist gleichzeitig der Last strom i-r»' der durch den Lastwiderstand 32 fließt. Die' zugehörige Spannung u-r ist bei tiefer Frequenz (1 + ß reell) und bei reellem Wert R,- des Widerstandes 32 in Gegenphase zu u . Mit zunehmender Frequenz wird der Faktor 1 + ß komplex mit zunehmendem negativen Imaginärteil und abnehmendem Realteil.For C equal to 0, the collector current of transistor 6 is equal to the base current 'ir, of transistor 5 · The emitter current of transistor 6 is equal to (1 + β). i _B , where ß is the current gain in the emitter circuit. This is at the same time the load current ir »'which flows through the load resistor 32. The 'associated voltage ur is at a low frequency (1 + ß real) and at a real value R, - of the resistor 32 in phase opposition to u. With increasing frequency, the factor 1 + ß becomes complex with increasing negative imaginary part and decreasing real part.

Die Spannung u^ erhält somit eine Phasendrehung in Richtung Hacheilung, die durch einen kapazitiven Anteil des Wertes R-r des Lastwiderstandes 32 verstärkt wird. Dies kann in besondereren Fällen dazu führen, daß die Spannung u,- größer u ist, eingehalten wird und die Schaltung bei geschlossener Schleife schwingt.The voltage u ^ thus receives a phase shift in the direction Healing, which is reinforced by a capacitive component of the value R-r of the load resistor 32. This can be done in special cases lead to the voltage u, - being greater u is complied with and the circuit oscillates when the loop is closed.

Um dem abzuhelfen wird die Kapazität 0 in die SchaltungTo remedy this, the capacitance is 0 in the circuit

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-H--H-

eingeführt. Die Spannung an der Kapazität stimmt annähernd mit der Spannung u-r überein, da die Emitter-Basis-Spannung des Transistors 6 gegen die Spannung u-j- praktisch vernachlässigbar ist. Wegen der Bedingungintroduced. The voltage across the capacitance corresponds approximately to the voltage u-r, since the emitter-base voltage of the transistor 6 against the voltage u-j- is practically negligible is. Because of the condition

wobei i der Kondensatorstrom ist, ist der Strom i gegen c cwhere i is the capacitor current, the current i is against c c

die Spannung u-j- um 90 voreilend. Da die Phase der Spannung Uj, wie oben ausgeführt, mit zunehmender Frequenz immer mehr nacheilt, wird die Phase von i gegen die des KoI-the voltage u-j- leads by 90. Because the phase of tension Uj, as stated above, always with increasing frequency lags more, the phase of i is compared to that of the KoI-

lektorstroms des Transistors 5 von voreilend über gleichphasig zu nacheilend wechseln. Da nun der Basisstrom i -^SL iswitch current of the transistor 5 from leading to in-phase to lagging. Since now the base current i - ^ SL i

¹B - 2r_E - ¹C · ¹ B - 2r _E - ¹ C

ist, wird i-p wegen des Formelanteils - i mit zunehmender Frequenz von nacheilend zu voreilend wechseln und somit der Phasendrehung von 1 + ß entgegenwirken. Wählt man die Kapazität so groß, daß im hinsichtlich der Schwingneigung kritischen Frequenzgebiet (ca. 0, 1 f_m ... 0,5. fm) i&^r Widerstand jwC kleiner als 2r_E wird, dann ist die Schwingneigüng sicher unterdrückt, da dann die Schleifenverstärkung im kritischen Bereich kleiner als 1 wird. Dabei ist mit fj die d-Grenzfrequenz der Transistoren 4 bis 6, insbe- -^" sondere des Transistors 6 bezeichnet.is, ip will change from lagging to leading with increasing frequency due to the formula component - i and thus counteract the phase shift of 1 + ß. By selecting the capacitance so large that in regard to the tendency to oscillate critical frequency range (approximately 0, 1 f _m ... 0.5. Fm) i ^r JWC resistance is smaller than 2r _E, then the Schwingneigüng is surely suppressed, since then the loop gain in the critical area becomes less than 1. The d-limit frequency of the transistors 4 to 6, in particular of the transistor 6, is denoted by fj.

7 Patentansprüche
4 Figuren7 claims
4 figures

YPA 9/63O/3OI4 -15-YPA 9 / 63O / 3OI4 -15-

BD9845/0424BD9845 / 0424

Claims

Claims.

1., / Circuit arrangement with a transistor for active

Transistor circuits, in particular with a transistor in emitter circuit for active modulators, with the one in addition to the one transistor provided another transistor with its collector at the base of one The transistor is located and its base is connected to the emitter of one transistor, the one transistor is arranged in the basic emitter circuit and in the case of the further at its emitter with an input voltage loadable transistor, the collector is connected to a supply voltage via a resistor, characterized in that the further Transistor (5) is part of a differential amplifier (Fig.3).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in the differential amplifier, in the case of two emitter side with each other and via a resistor (34) to a connection of the supply voltage source led transistors (4,5) the one (4) with his Collector directly and the other (5) via a resistor (33) to supply voltage (+), the On the collector side, the transistor (4) directly connected to the supply voltage is connected on the base side to the input (E3) and the transistor (5) connected to the resistor (33) on the collector side is the one additionally provided Transistor is (Fig.3).

3. Circuit arrangement according to Claim 1 ·, characterized in that the differential amplifier a direct current (IgI) is impressed in the emitter connection of two transistors (11, 12), and that the collectors the transistors (11,12) of the differential amplifier

VPA 9/630/3014. «Ig.

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to a circuit for dividing the impressed direct current (IgI) are connected in two equal partial flows (Fig. 4).

4. Circuit arrangement according to claim 3 »characterized that the circuit for dividing the direct current impressed in the differential amplifier (IgI) contains three transistors (7,8,9) of which a first (7) and a second (8) each with their The emitter is connected to the supply voltage (+) via one of two resistors (45 »46) of the same size and connected directly on the base side and on the collector side via the emitter-base path of a third transistor (9) with its base on the collector of one transistor (11) and with its collector on the collector of the other transistor (12) of the differential amplifier is (Fig. 4).

5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the working resistance of the .additional transistor is formed by a dynamic high-resistance current source »

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the base of one transistor (2) is led to reference potential via a capacitor.

7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the capacitance of the capacitor is dimensioned such that its reactance in the frequency range from about one tenth to half of the <£ limit frequency less than twice the differential Resistance of the emitter-base characteristic of each of the transistors (4,5; 11 »2).

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