DE2364074B2

DE2364074B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT WITH A TRANSISTOR FOR ACTIVE TRANSISTOR CIRCUITS

Info

Publication number: DE2364074B2
Application number: DE19732364074
Authority: DE
Inventors: Baidur Dipl.-Ing.; Volejnik Wilhelm Dipl.-Ing.; 8000 München Stummer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1977-12-01
Also published as: DE2364074A1

Description

nie Erfindung bezieht sich auf e.ne Schaltungsanord-η brechend dem Oberbegnff des Patentannung entsprechen Schaltungsanordnung istThe invention never relates to a circuit arrangement breaking the Oberbegnff of the patent correspond to circuit arrangement

Spruchs 1. tine α β _bekannt Proverb 1. tine α β _known

^tSaUhi imfberets Stromspiegelschaltungen be- ^Ä Rundschau, 32. )ahr_gallg ^tSaU hi imfberets current mirror circuits be ^ Ä Rundschau, 32.) ahr _gallg

ist^Iernei _Verstärker m t einer in Kathoden-is ^an _amplifier with a cathode

_Dhaiunrbzw as Emitterfolger geschalteten Basisschaltung in Kette zu schalten. Bei einer Trans.storstufe m *«^te Kettenschaltung ist im fdTÄSgrundschaHung geschähektors ein Arbeitswiderstand vorgesehen, an nSte Verstärkerstufe angeschlossen ist. Mit SS«iines Widerstandes und eines Kondensators wird r ipfrhwannung an die Basis e.nes im em.tterge-S VSer enthaltenen Transistors geführt,To switch _Dha iunrbzw as emitter follower connected basic circuit in chain. In the case of a trans. Gate stage with m * « ^th chain connection, a working resistor is provided in the fdTÄS basic circuit, which is connected to the nth amplifier stage. With SS "iines resistor and a capacitor is r ipfrhwannung e.nes to the base in em.tterge-S vser transistor included performed

emhaltten Tran'storen den gleichen ArbeitspunktTran'storen received the same working point

^{er e}bekannten Transistorschaltung liegt die Aufgabe bei der Reihenschaltung von gleichspan- > _Verstärkern Vorspannungsschaltun- ^{he s} known transistor circuit is an object in the series connection of DC-> _Verse tärkern Vorspannungsschaltun-

vSd Die Basen der Eingangselektroden gen zu .^"ⁿf_e ^e"_es ^U _chaltet_er emittergekoppelter Ver-S fegen iabefgleichspannungsmjßig auf Masse-VSD The bases of the input electrodes to gen. ^ ^"n f _e ^e" _it _chalte ^U t _he emitter coupled Ver S-sweep iabefgleichspannungsmjßig on mass

ootenta Dies wird dadurch erreicht, daß m der potenudi. Kompensationsspannungootenta This is achieved in that m the potenudi. Compensation voltage

~7w2^gEin^~ 7w2 ^g a ^

Spannungen ist vollständig beseitigt oder zumindestTension is completely eliminated or at least

5^reS5 ^re S

Für verschiedene Anwendungsfälle, insbesondere be. Anordnungen zur Modulation, Gleichrichtung und/oder vSkung kann es sich nachteilig auswirken, daß der -, Transistor in mancherlei Hinsicht von einem ,dealen " T ans or abweicht. Dies sei beispielsweise anhanu vor ΐ;_ε aufgezeigt, in der eine bekannte Schaltungsan-Ordnung mit einem Transistor in Em.tterschaltuntFor various applications, especially be. Arrangements for the modulation, rectification and / or vSkung it may have an adverse effect that the - transistor in some ways from a "T deal drugs ans or deviates This is for example anhanu before ΐ; _ε demonstrated in a known Schaltungsan order. with a transistor in Em.tterschaltunt

^Fn«o^erechend Fig. 1 ist der Transistor 1 mit seinen ^W) KoSr de" den Ausgang AX bildet, über de, Widerstand 71 an den positiven Pol + und mit semen Ar über den Widerstand 72 an den negative„ P^- einer in der Figur nicni imi.c. uu,₆~ . ^ Fn "o ^e raking Figure 1 is" forms the output AX, on de, resistor 71 to the positive pole + and semen Ar via the resistor 72 to the negative ", the transistor 1 with its ^W) KoSr de P ^ - one in the figure nicni imi.c. uu, ₆ ~

riSS-iSSAdie Eingangsspar nung ulμ zugeführt, so fließt durch den Lastw.derstan ?! der Strom ,, An dem mit dem Emitter des TransiteriSS-iSSA The input saving ul μ is supplied, so derstan flows through the load?! the current, at the one with the emitter of the transit

j\ verbundenen Schahungspunkt öl liegt die Spannung Uh i- -c-ui j- j \ connected Schahungspunkt oil is the voltage Uh i- -c-ui j-

Bei der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung ist wegen der Basis-Emitter-Diode dos Transistors 1 die Spannung Un ι gleich der Differenz aus der Eingangsspannung Ui ι und der Schaltungsanordnung und der Basis-Emitter-Spannung (.'.ν ι des Transistors 1, d. h., esIn the case of the in FIG. 1 is because of the base-emitter diode dos transistor 1, the voltage Un ι equal to the difference between the input voltage Ui ι and the circuit arrangement and the base-emitter voltage (. '. Ν ι of the transistor 1, ie, it

Wegen der exponentiellen Abhängigkeit des Emitterstromes ic ι von der Basis-Emitter-Spannung Ui_x ι bzw. wegen der exponentiellen Kennlinie /,. ι = f (U_hc ,) ist bei sinusförmiger Eingangsspannung U_F] die Ausgangsspannung am Ausgang B 1 verzerrt unH damit auch der Ausgangsstrom h ι. der etwa gleich dem Quotienten aus der Spannung Ua ι und dem Wert R₇: des Widerstandes ist, d.h.. es giltBecause of the exponential dependence of the emitter current ic ι on the base-emitter voltage Ui _x ι or because of the exponential characteristic curve /,. ι = f (U _hc ,) with a sinusoidal input voltage U _F], the output voltage at output B 1 is distorted and thus also the output current h ι. which is approximately equal to the quotient of the voltage Ua ι and the value R ₇ : of the resistance, ie. it applies

R-,R-,

(2)(2)

Auch in den anderen Grundschaltungen wirken sich verschiedene Transistoreigenschaften ungünstig aus, so bei der Kollektor-Grundschaltung und bei der Basis-Grundschaltung, z. B. ebenfalls nichtlineare Verzerrungen durch den oben beschriebenen Effekt. iVarious transistor properties also have an unfavorable effect in the other basic circuits, see above in the collector basic circuit and in the basic basic circuit, e.g. B. also non-linear distortions by the effect described above. i

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist der Transistor 2 in bekannter Weise in Emiuer-Grundschaltung geschaltet. Der Kollektor des Transistors 2, der den Ausgang A 2 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 2 bzw. an dem damit verbundenen Schaltungspunkt B 2 liegt die Spannung U_n 2- Dem Transistor 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 positigen Pol + der Versorgungsspannungsquelle geführt. Zwischen dem Emitter des Transistors 3 und dem negativen Pol - der Versorgunesspannungsquelle liegt die Eingangsspannung Uf. ι In, wobei der Innenwiderstand 84 der Eingangsspannungsquelle den Wert Z_E aufweist.In the circuit arrangement according to FIG. 2, the transistor 2 is connected in a known manner in an Emiuer basic circuit. The collector of the transistor 2, which forms the output A 2 of the circuit arrangement, is connected to the positive pole + via the resistor 81, the emitter _; of transistor 1 via resistor 82 to the negative pole - connected to the supply voltage source. The voltage U _n 2- is applied to the emitter of the transistor 2 or to the circuit point B 2 connected to it. The transistor 2 is preceded by the additional transistor 3. 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 Uf is between the emitter of transistor 3 and the negative pole - the supply voltage source. ι In, the internal resistance 84 of the input voltage source having the value Z _E.

Vergleicht man die Eigenschaften der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungsanordnungen miteinander, so zeigt sich folgendes.If one compares the properties of the in FIG. 1 1 and 2 with one another, the following is evident.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 liegt zwischen dem Eingang E2 mit der Spannung Ui:₂ und dem Schaltungspunkt B 2 mit der Spannung U_B2 die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 3. Die Differenz zwischen den Spannungen Ut 2 und Ur₂ und damit die Verzerrung der Spannung U₈1 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'*In the circuit arrangement according to FIG. 2, the base-emitter path of the transistor 3 lies between the input E2 with the voltage Ui: ₂ and the node B 2 with the voltage U _B2 . The difference between the voltages Ut 2 and Ur ₂ and thus the distortion of the voltage U ₈ 1 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 '*

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

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 Arbeitspunk' des Transistors zu erfüllen. Diese Maßnahme bedeutet jedoch neben einem erhöhten Leistungsverbrauch eine größere Erwärmung mit der Gefahr, daß Unsymmeirien durch Temperaturunterschiede an Basis-Emitter-Dioden verschiedener Transistoren in Gegentaktschaltungen hervorgerufen werden. Wegen des höheren Gleichstroms ergibt sich ferner ein höherer Trägerrest bei Doppelgegentaktmoldulatoren und allgemein eine schlechtere Unterdrückung von Unsymmetrie-Modulationsprodukten. It is also already known the distortion properties of amplifiers or modulators through negative feedback. You can also try relatively high demands on the distortion attenuation, as they are in particular on modulators of the TF technology are made by a compared to the level control high current in the work point 'des To meet transistor. However, in addition to increased power consumption, this measure means one greater heating with the risk of asymmetries due to temperature differences at the base-emitter diodes different transistors in push-pull circuits. Because of the higher Direct current also results in a higher residual carrier in double push-pull modulators and generally one poorer suppression of unbalance modulation products.

Es sind weiterhin bereits Darlington-Differenzverstärker bekannt (Buch von U. T i e t ζ e u. Ch. S c h e η k : Halbleiter-Schaltungstechnik, 2. Auflage, Springer-Ver-1 lag Heidelberg, 1971, Seiten 157 und 158), bei denen anstelle eines Einzeltransistors jeweils zwei Transistoren in Darlington-Schaltung Verwendung finden. Dabei kann man, wenn der Eingangswiderstand normaler Differenzverstärker nicht ausreicht, ihn durch vorge- -, schaltete Emitterfolger erhöhen. Ein Einsatz des Differenzverstärkers anstelle eines Einzeltransistors ist dabei offenbar weder vorgesehen noch ohne weiteresDarlington differential amplifiers are also already known (book by U. T iet ζ e u. Ch. S che η k: Semiconductor circuit technology, 2nd edition, Springer-Ver-1 lag Heidelberg, 1971, pages 157 and 158), where instead of a single transistor, two Darlington transistors are used. If the input resistance of normal differential amplifiers is not sufficient, it can be increased by upstream - connected emitter followers. Use of the differential amplifier instead of a single transistor is evidently neither intended nor straightforward

möglich.possible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine anstelle eines in Einzeltransistors einsetzbare Schaltungsanordnung zu schaffen, die ein günstiges Klirrverhalten aufweist und eine lineare Eingangskennlinie aufweist.The object of the invention is therefore to provide a circuit arrangement that can be used instead of a single transistor create that has a favorable distortion behavior and has a linear input characteristic.

Weiterhin sollen die vorstehend genannten Nachteile möglichst vermieden werden. Die Schaltungsanordnung ji soll dabei wie ein Transistor wirken, bei dem eine Reihe von unerwünschten Eigenschaften wesentlich verbessert erscheinen. Insbesondere soll sich mit Hilfe einer zur Anwendung in integrierten Schaltkreisen besonders geeigneten Schaltungsanordnung mit verringertem 4n Einfluß der nichtlinearen Eingangskennlinie, besonders hochomigem Eingangswiderstand, geringer Rückwirkung der Ausgangsspannung auf den Eingang eine besonders weitgehende Kompensation der Verzerrungen gerader Ordnung ergeben und die Signalausgangsü spannung der Eingangsspannung auch gleichspannungsmäßig, und zwar ohne Schwelle folgen.Furthermore, the above-mentioned disadvantages should be avoided as far as possible. The circuit arrangement ji should act like a transistor with a series of undesirable properties appear significantly improved. In particular, a for use in integrated circuits particularly suitable circuit arrangement with reduced 4n Influence of the non-linear input characteristic, especially high-impedance input resistance, low feedback of the output voltage on the input particularly extensive compensation of the distortions of the even order and the signal output voltage also follow the input voltage in terms of DC voltage, without a threshold.

Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet. Vorzugsweise wird auch Vi die Basis-Kollektor-Verbindung direkt bzw.. unmittelbar vorgenommen. Die Versorgungsspannungen, an die die Kollektoren der beiden Transistoren geführt sind, stimmen dabei insbesondere überein.According to the invention, the circuit arrangement according to the characterizing features of Claim 1 formed. Preferably, Vi is also the base-collector connection directly or ... immediately performed. The supply voltages to which the collectors of the two transistors are connected agree in particular.

Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise eine -,-? Schaltungsanordnung, die bei besonders großem Eingangswiderstand eine wei.gehende Kompensation der Verzerrungen gerade 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 that is used in the case of a particularly large input resistance a far-reaching compensation of the distortions even order enables. Another The advantage is that the output voltage is also in terms of DC voltage or without a threshold of the input voltage follows.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfingung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

Wird die Schaltungsanordnung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches ausgebildet, so ergibt sich eine besonders weitgehende Kompensation von ungeraden Harmonischen sowie eine besonders geringe Gleichstromdifferenz zwischen dem Eingang und Ausgang der Schaltungsanordnung.If the circuit arrangement according to the characterizing features of claim formed, the result is a particularly extensive one Compensation of odd harmonics as well as a particularly low direct current difference between the input and output of the circuit arrangement.

Außerdem ist der Ausgangswechselstrom praktisch verzerrungsfrei und der Eingangsspannung proportional. Ferner 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 addition, the output alternating current is practically distortion-free and proportional to the input voltage. Furthermore, the input resistance is very high. Another major advantage is that only a lower current is required at the operating point compared to the modulation.

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-Basis-Strecke eines dritten Transistors verbunden sind, der mit seiner Basis am Kollektor des einen und mit seinem Kollektor am Kollektor des anderen Transistors des Differenzverstärkers liegt.In a particularly advantageous embodiment, the circuit for dividing the in the Differential amplifier impressed direct current three transistors, of which a first and a second each with its emitter via one of two equally sized resistors with supply voltage connected and on the base side directly and on the collector side via the emitter-base path of a third transistor are connected, with its base on the collector of one and with its collector on Collector of the other transistor of the differential amplifier is located.

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 Schleifenvcrstärkung 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 those feeding the differential amplifier Source conditions arise under which there is no tendency for the circuit arrangement to oscillate. Under extreme conditions, especially when the input of the differential amplifier is grounded, it can however, phase rotation and loop gain occur in a critical frequency range Enable 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 further increase the permissible range for the input-side terminating resistor that the base of the a transistor is led to reference potential via a capacitor.

Dabei k;'.nn ·.■-■ sich als zweckmäßig erweisen, die Kapazität des Kondensators derart zu bemessen, daß ihr Blindwiderstand im Frequenzbereich ab etwa einem Zehntel bis ,'.ur ! liill'te der n-Grenzfrequenz kleiner als das Doppelte des differentiellen Widerstandes der Emitter-Basis-Kennlinie jeweils der Transistoren wird.Here k; '. Nn ·. ■ - ■ prove to be expedient, the To dimension the capacitance of the capacitor so that their reactance in the frequency range from about one Tenth to, '. Ur! lill'te the n-cutoff frequency less than twice the differential resistance of the emitter-base characteristic of the transistors.

Die Erfindung wird anhand der in F i g. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbcispiele näher erläutert.The invention is illustrated in FIG. 3 and 4 shown exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigt, wie eingangs bereits dargelegt,As already explained at the beginning, it shows

F i g. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung,F i g. 1 shows a known circuit arrangement with a transistor in a common emitter circuit,

F i g. 2 eine bekannte Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung und einem zusätzlichen Transistor,F i g. 2 shows a known circuit arrangement with a common emitter transistor and an additional one Transistor,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung und einem zusätzlichen Differenz verstärker und3 shows a circuit arrangement with a transistor in emitter circuit and 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 emitter circuit, an additional differential amplifier and an arrangement for dividing a direct current impressed in the differential amplifier into two equal partial flows.

Untersuchungen der in F i g. 2 gezeigten Schaltungsanordnung haben folgendes ergeben:Investigations of the in F i g. 2 circuit arrangement shown have resulted in the following:

Da die Eingangsspannung Ui .· am Eingang /: 2. die Spannung Vu: am Schaltungspunkt B 2 und die Kollcktorspannung U, ι des Transistors 3 etwa gleich groß sind, ist der Kollektorstrom /, ι des Transistors 3 etwa gleich dem Quotienten aus der Eingangsspannung ('/ .. und dem Widerstand R_n,. wobei W,,-, der WiderKlaiulswert der Parallelschaltung aus dem Widerstand 83 und dem F.ingangswidcrstand Ri . des Transistors 2 ist. Dieser l'.mgangswiderstand W, .. ist ei\v;i i'lek Ii dem Pi' xlnki aus tier Stromverstärkung /I 2 des Transistors 2 in Emitterschaltung und dem Wert des Widerstandes 82. Es gilt somitSince the input voltage Ui · at the entrance /. 2. the voltage Vu: at node B 2 and the Kollcktorspannung U ι, the transistor 3 are approximately equal, the collector current /, the transistor 3 ι approximately equal to the quotient of the input voltage ('/ .. and the resistance R _n ,. where W ,, - is the resistance value of the parallel connection of the resistor 83 and the input resistance Ri . of the transistor 2. This input resistance W, .. is ei \ v; i i'lek Ii the Pi 'xlnki from the current gain / I 2 of the transistor 2 in the emitter circuit and the value of the resistor 82. It therefore applies

R₁₂ R ₁₂

Da der Eingangsstrom in der Schaltungsanordnung etwa gleich dem Kollektorstrom /,· 3 des Transistors 3 ist. ergibt sich der dynamische Eingangswiderstand Z, der Schaltungsanordnung zuSince the input current in the circuit arrangement is approximately equal to the collector current /, · 3 of the transistor 3. results in the dynamic input resistance Z, of the circuit arrangement

y -y -

Im Interesse einer starken Gegenkopplung und damit Verzerrungsminderung werden im Transistor 3 der Gleichstrom möglichst groß und der Kollektorwechselstrom Vj des Transistors 3 möglichst klein gewählt. Zu diesem Zweck wird der Widerstand R_m und damit der Wert Res des Widerstandes 83 möglichst groß bemessen.In the interests of strong negative feedback and thus a reduction in distortion, the direct current in transistor 3 is selected to be as large as possible and the collector alternating current Vj of transistor 3 is selected to be as small as possible. For this purpose, the resistor R _m and thus the value Res of the resistor 83 is dimensioned as large as possible.

Die Schaltungsanordnung kann in den bekannten Transistor-Grundschaltungen anstelle eines einzelnen Transistors eingesetzt werden, wobei der Basis des Einzeltransistors der Emitter des zusätzlichen Transistors, 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 in the known basic transistor circuits instead of a single Transistors are used, the base of the single transistor being the emitter of the additional transistor, the emitter of the single transistor, the emitter of one transistor and the collector of the single transistor corresponds to the collector of one transistor.

In dieser Weise kann die Schaltungsanordnung in den bekannten Transistor-Grundschaltungen unter Anwendung der im Zusammenhang damit bekannten Schal tungsmaßnahmen Verwendung finden.In this way, the circuit arrangement can be used in the known basic transistor circuits the associated scarf processing measures are used.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist der Transistor 2 in Emitter-Grundschaltung geschalte?. Dabei ist der Kollektor des Transistors 2, der den Ausgang A 3 der Schaltungsanordnung bildet, über den Widerstand 31 an den positiven Pol + und der Emitter über den Widerstand 32 an den negativen Pol - der Versorgungsspannungsquelle angeschlossen. An dem mit dem Emitter des Transistors 2 verbundenen Schaltungspunkt ß 3 liegt die Spannung Un j.In the circuit arrangement according to FIG. 3, the transistor 2 is connected in the basic emitter circuit. The collector of the transistor 2, which forms the output A 3 of the circuit arrangement, is connected via the resistor 31 to the positive pole + and the emitter via the resistor 32 to the negative pole - of the supply voltage source. The voltage Un j is applied to the circuit point β 3 connected to the emitter of the transistor 2.

Dem Transistor 2 ist ein die Transistoren 4 und 5 enthaltender Differenzverstärker 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 j verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors 1 über den Widerstand 33 an den positiven Pol I dei Versorgungsspannungsqucllc geführt.The transistor 2 is preceded by a differential amplifier containing the transistors 4 and 5. Included are the base of transistor 2 directly to the collector of transistor 3 and the emitter of the Transistor 2 is connected directly to the base of transistor j. Furthermore, the collector of transistor 1 is via the resistor 33 to the positive pole I dei Supply voltage qucllc out.

Zwischen dem Emitter des Transistors .3 und den negativen Pol — der Versorgungsspannungsquelle lieg der Widerstand 34. Der weitere Transistor 4 de Differenzverstärkers ist mit seinem Emitter unmiitelba an den Emitter des Transistors 3 und mit dem Kollekio unmittelbar an den positiven Pol 1 tier Versorgung¹· spannungsqucllc geführt.Between the emitter of the transistor .3 and the negative pole - of the supply voltage source of resistor 34. lieg The further transistor 4 de differential amplifier is directly animal with its emitter unmiitelba to the emitter of the transistor 3 and with the Kollekio to the positive pole 1 supply ¹ · voltage qucllc led.

Die in F i g. 3 gezeigte Schaltungsanordnung eiithä! einen Differenzverstärker und bietet in vorteilhafte Weise einen gegenüber der Schaltungsanordnung nac F i g. 2 um den Faktor β 4 vergrößerten Eingangswulei stand, wobei β 4 die Stromverstärkung des Transistors in Emitterschaltung ist. Die Basis-Emiller-Dioden dt Transistoren 3 und 2 sind wechselstrommäßig gegeneil ander geschaltet, so daß sieh bei gleichen StrömenThe in F i g. 3 shown circuit arrangement eiithä! a differential amplifier and advantageously offers a compared to the circuit arrangement nac F i g. 2 increased by a factor of β 4, where β 4 is the current gain of the transistor in the emitter circuit. The base Emiller diodes dt transistors 3 and 2 are alternately connected against each other in terms of alternating currents, so that you see the same currents

den Transistoren 3 und 2 eine Kompensation der Verzerrungen gerader Ordnung ergibt.transistors 3 and 2 compensate for even-order distortions.

Die Spannung Un j folgt der Eingangsspannung Ur ) auch gleichspannungsmäßig, und zwar ohne Schwelle.The voltage Un j also follows the input voltage Ur ) in terms of DC voltage, namely without a threshold.

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 4 ist der Transistor 2 in Emitter-Grundschaltung geschaltet. Dabei ist der mit dem Ausgang A 4 verbundene Kollektor über den Widerstand 81 an den positiven Po! + und der Emitter über den Widerstand 82 an den negativen Pol— der Versorgungsspannungsquelle angeschlossen. Am Emitter des Transistors 2 bzw. an dem damit verbundenen Schaltungspunkt Ö4 liegt die Spannung Ue*. In the circuit arrangement according to FIG. 4, the transistor 2 is connected in the basic emitter circuit. The collector connected to output A 4 is connected to positive Po via resistor 81! + and the emitter connected via the resistor 82 to the negative pole - of the supply voltage source. The voltage Ue * is present at the emitter of the transistor 2 or at the circuit point Ö4 connected to it.

Dem Transistor 2 ist ein die Transistoren 4 und 3 enthaltender Differenzverstärker 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.The transistor 2 is preceded by a differential amplifier containing the transistors 4 and 3. Included are the base of transistor 2 directly to the collector of transistor 3 and the emitter of the Transistor 2 is connected directly to the base of transistor 3.

Zwischen dem Emitter des Transistors 3 und dem negativen Pol — der Versorgungsspannungsquelle liegt die Stromquelle /(,/. Der weitere Transistor 4 des Differenzverstärkers ist mit seinem Emitter unmittelbar an den Emitter des Transistors 3 geführt und wird an seiner Basis mit der Eingangsspannung Un der Schaltungsanordnung beaufschlagt.The current source / (, /. The emitter of the further transistor 4 of the differential amplifier is connected with its emitter directly to the emitter of transistor 3 and its base is connected to the input voltage Un of the circuit arrangement between the emitter of transistor 3 and the negative pole of the supply voltage source applied.

Bei dem Differenzverstärker ist zwischen die Emitterverbindung der beiden Transistoren 4 und 3 und dem negativen Anschluß — der Versorungsspannungsquelle eine Gleichspannungsquelle eingefügt, die einen Gleichstrom l_ei'\n die Emitterverbindung einprägt. Die Kollektoren der Transistoren 4 und 3 sind an eine Schaltung zur Aufteilung des eingeprägten Gleichstromes I₁-: in zwei gleich große Gleichströme angeschlossen." In the differential amplifier, a direct voltage source is inserted between the emitter connection of the two transistors 4 and 3 and the negative terminal - the supply voltage source, which impresses a direct current I _e i '\ n on the emitter connection. The collectors of the transistors 4 and 3 are connected to a circuit for dividing the impressed direct current I ₁ -: into two equal direct currents. "

Die Schaltung zur Aulteilung des eingeprägten Gleichstromes /,./enthält die drei Transistoren 7,8 und 9. Der Transistor 7 ist mit seinem Emitter über den Widerstand 45, 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 Basisanschlüsse der Transistoren 7 und 8 sind unmittelbar miteinander verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 7 und 8 sind über die Emitter-Basis-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 Transistros 9 verbunden sind.The circuit for distributing the impressed direct current / ,./ contains the three transistors 7, 8 and 9. The emitter of the transistor 7 is connected to the resistor 45, and the transistor 8 is connected to its emitter the resistor 46 is connected to the positive pole + of the supply voltage source. Both resistors 45 and 46 agree in their values. The base connections of the transistors 7 and 8 are directly connected to one another tied together. The collectors of transistors 7 and 8 are connected via the emitter-base path of transistor 9 merged, the collector of transistor 7 with the emitter of transistor 9 and the collector of the transistor 8 are connected to the base of the transistor 9.

Die Schaltung zur Aufteilung des Gleichstromes /,../ist dadurch an die Transistoren 4 und 3 des Differenzverstärkers angeschlossen, daß der Transistor 9 mit seiner Basis am Kollektor des Transistors 4 und mil seinem Kollektor am Kollektor des Transistors 3 liegt.The circuit for dividing the direct current / ,../ is thereby connected to the transistors 4 and 3 of the differential amplifier that the transistor 9 with its Base on the collector of transistor 4 and mil its collector on the collector of transistor 3.

Die Schaltung aus den Transistoren 7,8 und 9 uiid den gleich groß bemessenen Widerständen 45 und 4b gewährleistet, daß der Strom, der dem Kollektor des Transistors 8 zufließt, insbesondere auch dann einen Kollektorstrom in gleicher Höhe im Transistor 9 zur Folge hat, wenn sich die Eingangsspannung und/oder die Versorgungsspannung ändert. Damit ergibt sich eine Aufteilung des Quellengleichstmmes J₁.-1 zu gleichen Teilen in die beiden Transistoren 4 und 3 und somit eine besonders weitgehende Kompensation der Vcrzerrun gen gerader Ordnung und von ungeraden Harmonischen. Ein weiterer Vorteil ist die besonders geringe Gleichspannungsdiffercn/ zwischen dem Eingang F4 und dem Schaltungspunkt B 4.The circuit of the transistors 7, 8 and 9 and the resistors 45 and 4b of the same size ensure that the current flowing to the collector of transistor 8 also results in a collector current of the same magnitude in transistor 9 when the input voltage and / or the supply voltage changes. This results in a division of the source equalization J _1. -1 in equal parts into the two transistors 4 and 3 and thus a particularly extensive compensation of the distortions of even orders and of odd harmonics. Another advantage is the particularly low DC voltage difference / between the input F4 and the circuit point B 4.

Weil wegen der oben beschriebenen Stromverteilungsschaltung die Kollektorströme /< _K und /< ₄ der Transistoren 8 und 9 gleich groß sind und der Wechselstrom im Transistor 3 gegenphasig zu dem im" Transistor 4 ist, ist der Basiswechselstrom im Transistor 2 doppelt so hoch wie der Kollektorwechselstrom im Transistor 4. Daraus folgt der Eingangswiderstand der Schaltungsanordnung zu 2/?₄ · ßi ■ /?82, wobei ß* die Stromverstärkung des Transistors 4 in Emitterschaltung, ß: die Stromverstärkung des Transistors 2 in Emitterschaltung und RS2 der Wert des Widerstandes 82 sind.Because, because of the current distribution circuit described above, the collector currents / < _K and / < ₄ of transistors 8 and 9 are equal and the alternating current in transistor 3 is in phase opposition to that in "transistor 4, the base alternating current in transistor 2 is twice as high as the collector alternating current in transistor 4. This gives the input resistance of the circuit _{arrangement to 2 /? 4} · ßi ■ /? 82, where ß * is the current gain of transistor 4 in emitter circuit, ß: the current gain of transistor 2 in emitter circuit and RS2 is the value of resistor 82 .

Im Hinblick auf die vorgesehenen Gleichstromkopplungen ist die Schaltungsfrequenz leicht integrierbar. Sie liefert einen Ausgangswechseltstrom, der wegen der hohen Gegenkopplung der nichtlinearen Kennlinie des Transistors 2 praktisch verzerrungsfrei der Eingangsspannung Ur* proportional ist. Ferner läßt sich der Arbeitspunkt leicht an den äußeren Anschlußklemmen der, insbesondere integrierten. Schaltung einstellen.With regard to the provided direct current couplings, the circuit frequency can easily be integrated. It supplies an alternating output current which, because of the high negative feedback of the non-linear characteristic curve of transistor 2, is proportional to the input voltage Ur * with practically no distortion. Furthermore, the operating point can easily be at the external terminals of the, in particular integrated. Adjust the 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 besonders geringer Trägerrest.The input resistance of the circuit arrangement is particularly high. There is thus a Circuit with terminal properties that come particularly close to those of an ideal transistor. In the Preferred application in circuits of carrier frequency technology affects the attainable high distortion attenuation particularly advantageous. In connection with modulators this results in an advantageous manner 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 2 in F i g. 3 bzw. 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 forms the base of the transistor 2 in FIG. 3 or in Fig. 4 connects to earth or reference potential +. This capacitor 13 is used, even with special Operating conditions to avoid a tendency for the circuit arrangement to oscillate.

Zur Erläuterung der Wirkung des Kondensators 13 sei angenommen, daß bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 die kritische Schleife an der Verbindung der Basis des Transistors 3 mit dem Emitter des Transistors 2 aufgetrennt und an der Basis des Transistors 3 eine Wcchselpannung Uo angelegt wird und am Widerstand 82 die Spannung Ui auftritt. Die Schaltung schwingt dann bei geschlossener Schleife, wenn die Spannungen Uo und Ui in Phase sind und die Spannung ui. größer ah die Spannung (Ai ist. Bei geerdeter Basis des Transistors 4 bzw. im kritischen Fall ist der Kollektorstrom de¹ To explain the effect of the capacitor 13, it is assumed that in the circuit arrangement according to FIG. 3 the critical loop at the connection between the base of the transistor 3 and the emitter of the transistor 2 is separated and an alternating voltage Uo is applied to the base of the transistor 3 and the voltage Ui occurs across the resistor 82. The circuit then oscillates in a closed loop when the voltages Uo and Ui are in phase and the voltage ui. greater ah the voltage (Ai is. If the base of transistor 4 is grounded or, in the critical case, the collector current de is ¹

Transistors 3 gleichTransistor 3 the same

und praktisch von deiand practically from dei

,,, Frequenz unabhängig.,,, frequency independent.

Dabei ist r/ der different iclle Widerstand de Emilter- Basis-Kennlinie des Transistors 4 bzw. 3.Here r / is the differential resistance of the Emilter base characteristic of the transistor 4 or 3.

Für Γ gleich 0 ist der Kollcktorstrom des Transistor 2 gleich dem Basisstrom in des Transistors 3. De v, Emittcrstrom des Transistors 2 ist gleich (I ι ß) ■ /, wobei β die Stromverstärkung in Emitterschaltung is Dies ist gleichzeitig der Laststrom /';, der durch de 1.astwiderstand 82 fließt. Die zugehörige Spannung u ist bei tiefer Frequenz (1 -(- β reell) und bei reellem Wer ,ι, Ri des Widerstandes 82 in Gegenphase zu </,,. M zunehmender Frequenz wird der Faktor 1 + [I komple mit zunehmendem negativem Imaginärteil und abnel inendem Realteil.For Γ equal to 0, the collector current of transistor 2 is equal to the base current in of transistor 3. De v, emitter current of transistor 2 is equal to (I ι ß) ■ /, where β is the current gain in the emitter circuit This is also the load current / '; that flows through the 1st load resistor 82. The associated voltage u is at low frequency (1 - (- β real) and at real Wer, ι, Ri of resistor 82 in phase opposition to </ ,,. M increasing frequency becomes the factor 1 + [I complete with increasing negative imaginary part and decreasing real part.

Die Spannung ui erhält somit eine Phasendrehung iThe voltage ui thus receives a phase shift i

, Richtung Nacheilung, die durch einen kapazitiven AnU' des Wertes Ri des l.astwiderstandes 82 verstärkt wir Dies kann in besonderen Fällen dazu führen, daß d Spannung Ui größer tin ist, eingehalten wird und dThe direction lag, which is reinforced by a capacitive AnU 'of the value Ri of the load resistance 82. In special cases, this can lead to the voltage Ui being greater than tin , being maintained and d

709 548/;709 548 /;

schaltung bei gesc hlossener Schleife schwingt.circuit oscillates when the loop is closed.

Um dem abzuhelfen wird die Kapazität C in die Schaltung eingeführt. Die Spannung an der Kapazität stimmt annähernd mit der Spannung u_L überein, da die Emitter-Basis-Spannung des Transistors 2 gegen die Spannung u_L praktisch vernachlässigbar ist. Wegen der BedingungTo remedy this, the capacitance C is introduced into the circuit. The voltage across the capacitance corresponds approximately to the voltage u _L , since the emitter-base voltage of the transistor 2 is practically negligible compared to the voltage u _L. Because of the condition

i,-—jo}C ■ υ,-,i, -— jo} C ■ υ, -,

wobei /,der Kondensatorstrom ist, ist der Strom Z₁ gegen die Spannung U₁. um 90° voreilend. Da die Phase der Spannung u_L, wie oben ausgeführt, mit zunehmender Frequenz immer mehr nacheilt, wird die Phase von i_c gegen die des Kollektrostroms des Transistors 3 vonwhere /, is the capacitor current, is the current Z ₁ against the voltage U ₁ . leading by 90 °. Since the phase of the voltage u _L , as stated above, lags more and more with increasing frequency, the phase of i _c becomes that of the collector current of transistor 3 of

1010

voreilend über gleichphasig zu nacheilend wechseln. Da nun der Basisstromswitch from leading to in-phase to lagging. Since now the base current

Ή =Ή =

Ir,Ir,

ist, wird in wegen des Formanteils — /_c· mit zunehmender Frequenz von nacheilend zu voreilend wechseln und somit der Phasendrehung von 1 + β entgegenwirken. Wählt man die Kapazität so groß, daß im hinsichtlich der Schwingneigung kritischen Frequenzgebiet (ca. 0,1 /V. · · 0,5 Fi) ihr Widerstand yojCkleiner als 2 /^ wird, dann ist die Schwingneigung sicher unterdrückt, da dann die Schleifenverstärkung im kritischen Bereich kleiner als 1 wird. Dabei ist mit /> die d-Grenzfrequenz der Transistoren 4, 3 und 2 insbesondere des Transistors 2 bezeichnet.is, in proportion because of the form - change / _c · with increasing frequency, leading to lagging and therefore the phase shift of 1 + β counter. If the capacitance is chosen so large that its resistance yojC is less than 2 / ^ in the frequency range that is critical with regard to the tendency to oscillate (approx. 0.1 / V. · · 0.5 Fi) , then the tendency to oscillate is reliably suppressed, since the loop gain then occurs becomes less than 1 in the critical area. In this case, /> denotes the d limit frequency of transistors 4, 3 and 2, in particular of transistor 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

SO claims:

1. Circuit arrangement with a trai r for active transistor circuits, in particular with a transistor in emitter circuit for active modulators, in which a further transistor of the same conductivity type provided in addition to the one transistor has its collector at the base of one transistor and with its base is directly connected to the emitter of one transistor, one transistor being arranged in the basic emitter circuit and the collector of the further transistor to which an input voltage can be applied to its emitter is connected to a supply voltage via first switching means, characterized in that the further transistor ( 3) is part of a differential amplifier, and that in the differential amplifier, in the case of two transistors (4, 3) connected to each other on the emitter side and led via second switching means to a connection (-) of the supply voltage source, the one transistor (4) on the base side with the E input (E3) is connected and the other transistor (3) is the additionally provided transistor (F i g. 3.4).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the second switching means are formed by a resistor (34), and that of the two transistors (4, 3) connected to one another on the emitter side, one (4) with its collector directly and the other ( 3) is connected to the supply voltage (+) via a resistor (33), the transistor (4), which is directly connected to the supply voltage on the collector side, is connected on the base side to the input (E3) and the transistor (3) on the collector side is connected to the resistor (33) additionally provided transistor is (FIG. 3).

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the second switching means are formed by an arrangement for impressing a direct current (IgI) , and that the collectors of the transistors (4, 3) of the differential amplifier are connected 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 in that the circuit for dividing the direct current (IgI) impressed in the differential amplifier contains three transistors (7, 8, 9), of which a first (7) and a second (8) each with their emitter is connected to the supply voltage (-f) via one of two resistors of the same size (45,46) and are connected on the base side directly and on the collector side via the emitter-base path of a third transistor (9) whose base is connected to the collector of the one (4) and its collector is connected to the collector of the other transistor (3) of the differential amplifier

(Fig.4).

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

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

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BiSÄBfrequ «! smaller than the double end differential resistance of the Em.tter-Ba-I characteristic each of the Trans.storen (4,3) w.rd.