DE3114877C2 - Stromspiegelschaltung - Google Patents

Abstract

Es sind Stromsymmetrierungsschaltungen bekannt, die aus zwei Stufen bestehen und zum Anschluß an eine Stromversorgung dienen. Bei diesen Stromsymmetrierungsschaltungen unterliegt das Verhältnis Eingangsstrom zu Ausgangsstrom ungewollten Schwankungen. Daher soll eine bekannte Stromsymmetrierungsschaltung dahingehend verbessert werden, daß ein schwankungsfreies Übertragungsverhältnis gegeben ist. Dazu wird vorgeschlagen, daß die erste Stufe mindestens je zwei Eingangs- und Ausgangsanschlüsse aufweist, wobei diese Stufe einen Ausgleich zwischen den Eingangssignalen an den beiden Eingangsanschlüssen, welche von der Stromversorgung beaufschlagt werden, herbeiführt, so daß ein erster und ein zweiter Strom erzeugt wird, die beide über eine Vorrichtung den Eingangsanschlüssen der mit Ausgangsanschlüssen versehenen zweiten Stufe aufgeschaltet werden, und daß die beiden auf den Eingangsstrom ansprechenden Stufen einen Ausgangsstrom erzeugen, der im wesentlichen gleich dem Eingangsstrom ist.

Description

^PTsfromspiegelschaltung nach Anspruch 1, dadurch-gekennzeichnet, daß die Basis des dritten Transistors (O₁,) mit dem Ausgang eines ersten Differentialverstärkers (40) verbunden ist, dessen nicht invertierender Eingang mit dem Kollektor des zweiten Transistors (Q₁₂) verbunden ist, und daß die Basis des sechsten Transistors (Q₁₆) mit dem Ausgang eines zweiten Dififerentialverstärkers (50) verbunden ist, dessen nicht

invertierender Eingang mit dem Kollektor des vierten Transistors (Q₁₄) verbunden ist, und daß aer invertierende Kssang jedes der Differentialverstärker jeweüs an einer Bezugsspannungsquelle hegt.

3 Stromspiegelschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des dritten Transistors (Qn) mit dem Emitter eines siebenten Transistors (Q₂₀) verbunden ist, dessen Basis am Kollektor des,zweiten Transistors (Q₁₂) liegt, und dessen Kollektor mit der Stromversorgung in Verbindung steht, wahrend die Basis

des sechsten Transistors (Q₁₆) auf den Emitter eines achten Transistors (Q₂₁) geführt ist, dessen Basis mit dem Emitter des vierten Transistors (Q₁₄) verbunden ist, und dessen Kollektor mit der Stromversorgung in Verbin-

^U4° Stromspiegelschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Q₁I bis Q₂,) PNP-Transistoren sind. ,_.,.., . _u κ ,hrh>

5. Stromspiegelschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

Transistoren (Q₁₁ bis Q₂₁) NPN-Transistoren sind.

Die Erfindung betrifft eine Stromspiegelschaltung mit zwei jeweils durch in zwei parallelen Zweigen je mindestens einen Transistor aufweisenden Stromspiegelverstärker gebildete Stufen, welche derart miteinander verbunden sind daß je ein Eingang der zweiten Stufe mit einem Ausgang der ersten Stufe verbunden ist, und bei welcher die Stromquelle zwischen der Speisespannungsklemme und dem Kollektor des ersten Transistors der

zweiten Stufe und die Last zwischen der Speisespannungsklemme und dem Kollektor des zeiten Transistors dieser Stufe angeordnet sind. Derartige Stromspiegelschaltunsen werden bspw. verwendet, wenn ein einem Eingangsstrom angepaßter Ausgangsstrom bewirkt werden soll.

Der Gattung entspricht die in F i g. 1 wiedergegebene Ersatzschaltung der verbesserten Wilson-Stromversorgung welche vier angepaßte bipolare monolithisch gebildete Transistoren Q₁ bis Q₄ aufweist. Hierbei ist der

Stromeingang 1 mit den Basen der Transistoren Q₁ und Q₂ der zweiten Stufe sowie dem Kollektor des Transistors

Q₁ verbunden, während die Basen der Transistoren Q₃ und Q₄ miteinander und mit dem Kollektor des Transistors

Q₄ verbunden sind. Die Stromversorgung der hintereinandergeschalteten Stufen wird über die Klemmen j und 4 he wirkt

Diese Versorgung des Verbrauchers 2 erweist sich als vorteilhaft, da bei einer entsprechenden Anpassung der

so vier Transistoren die Kollektor-Emitter-Spannung tarier Transistoren Q₃ und Q₄ jeweils gleich der Basis-Emitter-Spannung U_BE ist. Das Verhältnis der Kollektorströme der Transistoren Q₃ und Q₄ bleibt daher vom Early-EfTekt unbeeinflußt, nachdem sich bei konstantem Basisstrom der Kollektorstrom linear mit der Kollektor-Emitter-Spannung ändert. Damit aber ergibt sich ein relativ gutes Stromspiegelungs-Ubertragungsverhaltnis, das durch die folgende Gleichung bezeichnet werden kann:

- 1 - ——J =Ι-ΛΓύΓ,0>1

ßiß + 2)

in dieser Gleichung bedeuten I₁ den Eingangsstrom, d. h., den Kollektorstrom des Transistors Q₁, und /,, den

II Ausgangsstrom, d.h.. den Kollektorstrom des Transistors Q₃ ■ β bedeutet hierbei die gemeinsame Emiiter-

^ 'wie^di" Glekhung zeigt wird der Fehler, d. h. die Abweichung des Stromspiegelungsübertragungsverhält-

■:■ (ö nisses von 1 durch das zweite Glied des Endwertes angegeben und ist dem Quadrat der Stromverstärkung β

%\ ' umgekehrt proportional. Nun ist üblicherweise die Emitter-Stromverstärkung/ von NPN-Transistoren hoch, so

<: daß dieses den Fehler angebende Glied wünschenswert klein wird. Bei der Verwendung von PNP-Transistoren

U jedoch die im allgemeinen eine viel geringere, bspw. um eine Zehnerpotenz geringere, Stromverstärkung aul-

weisen, ergibt sich jedoch ein unerwünscht hoher Wert dieses Fehlergliedes und damit eine nur mangelhafte Anpassung des Ausgangs- an den Eingangsstrom. Entsprechende Abweichungen ergeben sich auch, wenn nach Abb. 10 der Seite 8 der Philips Technische Rundschau, 32, Jahrgang 1971 /72, Nr. 1, eine Stufe aus NPN- und die andere aus PNP-Transistoren gebildet wird, zumal die Kollektor-Emitterspannungen der beiden die dortige Basis bildenden Transistoren Q₄ und Q₅ unterschiedlich ausfallen und im Falle des Basistransistors der Stufe α s Übe ^u°d im Falle des gegenüberliegenden den doppelten Wert betragen. Damit aber weichen die Kollektorströme bereits aufgrund des Early-Effektes voneinander ab und ändern sich unterschiedlich mit der Betriebsspannung. Durch die Verwenaung unterschiedlicher Transistoren ergeben sich weiterhin Schwierigkeiten beim Versuch der monolithischen Ausbildung.

Einander nachgeordnete Stufen werden auch in der US-PS 39 2109(J gezeigt; hier sind jedoch je ein Ausgang eines Stromspiegels mit dem Kollektor eines Transistors eines Differentialverstärkers verbunden, während die beiden anderen Ausgänge auf eine weitere Stromspiegelschaltung geführt sind.

Eine weitere gebräuchliche Stromspiegelschaltung ist in F i g. 2 aufgezeigt; hier sind die Emitter zweier Transistoren Qs und Qs auf die Klemme 7 einer Stromversorgung geführt, wobei der Kollektor des Transistors Q₆ mit dem Verbraucher 8 verbunden ist, über den der Ausgangsstrom I₀ zur Klemme 9 geführt ist. Die Basen der Tran- is sistoren Q₅ und Q₆ sind miteinander und über die Emitter-Basisstrecke des Transistors Q, mit dem Kollektor des Transistors Q₅ und über eine den Eingangsstrom /,bewirkende Stromquelle 5 auf die Klemme 9 geführt. Der Kollektor des Transistors Qj führt auf eine zweite Stromversorgungsklemme 6.

In dieser Schaltung ist der Ausgangsstrom /„ gleich dem Eingangsstrom l_h wenn der Basisstrom des Transistors Q₁ vernachlässigbar gering ist Bei den verwendeten PNP-Transistoren jedoch ist die Stromverstärb.'ng^ relativ gering, und der Basisstrom kann daher nicht vernachlässigt werden. Dss weiteren ist auch hier c?> Kollektor-Emitter-Sparmung des Transistors Q₆ nicht konstant, so daß dessen Kollektorstrom sich infolge des Early-Effektes ändert und das Stromspiegelübertragvngsverhältnis beeinflußt - veröffentlicht ist die Schaltung als Detail der Fig. 1 auf Seite 148 »1971 IEEE International Solid-State Circuits Conference« 1971.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, eine rationell, 4. h. als integrierte Schaltung, aufbaubare Stromspiegelschaltung zu schaffen, deren Stromspiegelübertragungsverhältnis λ dem Wert 1 möglichst exakt angenähert ist und sich, vom Early-Effekt unbeeinträchtigt, als konstant erweist. Gelöst wird diese Aufgabe, indem die Kollektor-Emitter-Spannungen der Transistorpaare der beiden Stufen konstant und einander gleich gehalten werden, und zwar indem in jeder dieser Stufen ein weiterer Transistor vorgesehen ist und bei denen die Basis-Emitter-Strecke des weiteren Transistors der zweiten Stufe der Basis-Kollektor-Strecke des in Reihe mit der Stromquelle vorgesehenen Transistors und die Basis-Emitter-Strecke des weiteren Transistors der ersten Stufe der Basis-Kollektor-Strecke des mit dem im zweiten Zweige angeordneten anderen Transistor der zweiten Stufe in Reihe liegenden Transistors jeweils parallelgeschaltet sind. Durch dieses Gleichsetzen der jeweiligen Kollektor-Emitter-Spannungen wird die gesetzte Aufgabe gelöst, indem sowohl unerwünschte Rückwirkungen des Early-Effektes ausgeschaltet werden als auch selbst bei Verwendung von Transistoren mit geringem Stromverstärkungsfaktorβ ein praktisch den Wert 1 aufweisendes Stromspiegelübertragungsverhältnis λ erreicht wird. Gleichzeitig läßt sich durch Verwendung von Transistoren des gleichen Typs die Stromspiegelschaltung mit geringem Aufwände und relativ einfach monolithisch als integrierte Schaltung ausführen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbcispielen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer bekannten, als Wilson-Schaltung bezeichneten Stromspiegelschaltung, Fig. 2 das Schaltbild einer weiteren konventionellen Stromspiegelschaltung, F i g. 3 das Schaltbild einer einfachen Stromspiegelschaltung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Stromspiegelschaltung mit jeweils den zusätzlichen Transistoren vorgeordneten OP-Verstärkern, und

Fig. S eine Stromspiegelschaltung mit den zusätzlichen Transistoren als Verstärker vorgeordneten weiteren Transistoren.

In F i g. 3 ist eine zwei Stufen 20 und 30 aufweisende Stromspiegelschaltung gezeigt, die je Stufe drei einander angepaßte PNP-Transistoren aufweist. In der ersten Stufe 20 sind die Emitter der Transistoren Q_n und Q₁₂ mit so einem ersten Strom versorsungsanschluß 10 verbunden, und die Basen dieser Transistoren sind miteinander und mit dem Emitter des Transistors Qi₃ in Verbindung. Die Basis dieses Transistors ist auf den Kollektor des Transistors Q₁₂ geführt, während sein Kollektor von einem zweiten Versorgungsanschluß 15 gespeist ist.

Die Emitter der Transistoren Qi₄ und Q₁₅ der zweiten Stufe 30 sind jeweils mit den Kollektoren der Transistoren Q₁₁ bzw. Q₁₂ verbunden, und ihre Basen stehsn miteinander und mit dem Emitter eines Transistors Q_i6 in Verbindung. Die Basis dieses Transistors ist auf den Kollektor des Transistors Q₁₄ geführt, der über die Stromquelle 13 auf einen vierten Stromversorgungsanschluß 17 geführt ist, mit dem auch der Kollektor des Transistors Q₁₅ über die Last 14 verbunden ist. Gespeist wird der Kollektor des Transistors Q₁₆ von einem dritten Stromversorgungsanschluß 16; die Stromversorgungsanschlüsse 15 und 16 können am gleichen Potential, bspw. dem Erdungspotenttal, liegen.

Bei entsprechender Anpassung der Transistoren Q₁₁ und Q₁₂, deren Emitter-Basisspannungen durch Para-'lelschalten gleich sind, ergeben sich für sie auch gleiche Emitterströme l_E ,, und I_EU und damit auch gleiche Kollektorströme:

/_ni = /_ri2 = ur · k (2)

Auch die Basisströme der beiden Transistoren, d.h. die Ströme /_SI1 und I_Bn, sind einander gleich:

Uw - Iβ η - ~τ ' h (3)

Hierbei gelten α für die gemeinsame Basisstromverstiirkung und β für die gemeinsame Emitterstromverstärkung.

Es gilt weiterhin:

a = -^₇ (4)

Damit kann der Emitterstrom für den Transistor Q₁₃ nach der folgend aufgeführten Gleichung errechnet werden:

ht - — h + — h "■ — If (5)

Damit ergibt sich der Basisstrom /_el, des Transistors Q₁., zu:

Dieser Basisstrom /„, ι summiert sich mit dem Kollektorstrom /_c, > des Transistors Q₁₂, so daß der Emitterstrom /_£ii des Transistors Q_t,- sich wie folgt ergibt:

Der Emitierstrom /_{f 14} des Transistors Q₁₄ ergibt sich dann iw

3u /_i:. = a ■ I_E (8)

Damit ergeben sich die Basisstrome der Transistoren Q₁₄ und öis ^w'e foigt:

_/ei, =£ - 1±*α.._ίε (ίο)

β β²

Der Emitterstrom /, -, des Transistors Q_n, kann damit wie folgt ermittelt werden:

■45 Den Basisstrom l_ilh erhäit man daher wie folgt:

5'j Dieser Basisstrom /_S!b ergibt im Verein mit dem Kollektorstrom /_(U des Transistors Q,₄ den Eingangsstrom/,:

]_Ε (13)

Für den Ausgarigsitrom /„ d. h. für den Kollektorstrom des Transistors Q₁₅, gilt die nachstehend aufgeführte Gleichung:

Ia = β-IeU-S-(I +X)-It (14)

Damit ergibt sich aber für das Stromspiegelübertragungsverhältnis IJl, die folgende Gleichung:

*-T

Durch das Einsetzen dss Begriffesfilfi + 1 für α wird die Gleichung wie folgt umgeformt:

¹ - ¹S- 1—

8(/J+ D

Ist nunjß wesentlich größer als 1, so wird 2lß(ß + 1) wesentlich kleiner als 1, und die Gleichung kann wie folgt vereinfacht werden:

A = 1 - jr (17)

In dieser Gleichung zeigt wieder das zweite Glied der rechten Seite der Gleichung die Abweichung vom gewünschten idealen Stromspiegelübertragungsverhältnis.

Werden die Gleichungen (1) und (17) miteinander verglichen, so zeigt sich, daß bei der Gleichung (1) das Fehlerglied die Stromverstärkung./? in der zweiten Potenz unterhalb des Bruchstriches, üic Gleichung (17) aber in der vierten Potenz zeigt. Das bedeutet aber, daß das Stromspiegelübenragungsverhältnis λ der Anordnung nach F i g. 3 dem Werte 1 wesentlich stärker angenähert ist als das Stromspiegelübertragungsverhältnis, das sich bei einer Anordnung nach Fig. 1 ergibt.

Gemäß Fig. 3 sind die Basis-Emitterspannungen der beiden Transistoren Qn und Q₁₂ und damit auch deren Kollektor-Emitterspannungen jeweils auf den gleichen Wert festgelegt. Das Basispotential U₁ des Transistors Q₁₃ läßt sich damit wenn der Stromversorgungsanschluß 10 geerdet ist, wie folgt ermitteln:

Vi'- Vuii - V„_n '-2U_SE (18)

So beträgt die Kollektor-Emitterspannung U_CE des Transistors Ci₂ also 2 U_BE, und das Kollektorpotential U₂ des Transistors Q₁₁ beträgt:

U₁-U,- i/«,5 + U_K» (19)

so daß, wenn ί/_β£14 = £/_#£1J:

V₁ - U₁ (20)

Die Kollektor-Emitter-Spannung i/_C£11 des Transistors Q_n beträgt also 2 C/_e£. Damit aber sind die Kollektor-Emitter-Spannungen der Transistoren Qu und Qi₂ auf den gleichen Wert fixiert, so daß das Stromspiegelübertragungsverhältnis vom Early-Effekt nicht beeinflußt wird. ir.

Die Schaltung eines weiteren Ausfuhrungsbeispieles ist in F i g. 4 dargestellt, wobei Bauteile gleicher Funktion auch mit gleicher Bezeichnung übernommen sind. Den Basen der Transistoren Qd und Q₁₆ sind hierbei jeweils Verstärker 40 bzw. 50 vorjeordnet, die einen invertierenden Eingang 41 bzw. 51 sowie einen nicht invertierenden Eingang 42 bzw. 52 aufweisen. Die nicht invertierenden Eingänge 42 bzw. 52 sind mit den Kollektoren der Transistoren Q₁₂ bzw. Q₁₄ verbunden, während den invertierenden Eingängen 41 bzw. 51 Bezugsspannungen V^_x bzw. V^₁ aufgeschaltet sind.

Bei dieser Anordnung kann eine Änderung des Wertes der Bezugsspannung der ersten Stromversorgungsklemme eine Änderung des Koilektorpotentials des Transistors Qi₂ hervorrufen. Hierbei nimmt die Ausgangsspannung des Verstärkers 40 dann einen hohen Wert an, wenn die Kollektorspannung des Transistors Q₁₂ die Bezugsspannung V_n^ überschreitet. Das hat wiederum zur Folge, daß auch die Basisspannung des Transistors so Qi₃ ansteigt und damit auch das Potential der Basen der Transistoren Q₁₁ und Qi₂ erhöht wird, so daß daraufhin der Kollektorstrom des Transistors Q₁₂ reduziert wird. Dieser Ruckkopplungseffekt wirkt sich aus, bis das Kollektorpotential des Transistors Q₁₂ auf das Potential der Bezugsspannung V^ herabgesetzt ist. Würde andererseits das Koilektorpotential des Transistors Q₁₂ unter das Potential der Bezugsspannung V_n^ absinken, so wirkt sich diese Rückkopplung in das Koilektorpotential erhöhendem Sinne aus.

Eine gleichartige Wirkung ergibt sich für den mit der Referenzspannung V^₂ beaufschlagten Verstärker 50, so daß das Koilektorpotential des Transistors Q durch die Bezugsspannung V^₂ fixiert ist

Das Schaltbild einer weiteren, vom Ausfuhrungsbeispiel der F i g. 4 abgeleiteten Stromspiegelschaltung ist in Fig. S gezeigt An die Stelle der Verstärker 40 und 50 der Fig. 4 mit deren Referenzpotentialen sind die NPN-Transistoren Q₂₀ und Q₂I mit in deren Emitterleitungen angeordneten Konstantstromquellen 44 und 54 getreten. Die Basen dieser Transistoren sind jeweils mit den Kollektoren der Transistoren Q₁₂ bzw. Q₁₄ verbunden, während ihre Emitter auf die Basen der Transistoren Q₁₃ bzw. Q₁₆ geführt sind.

Steht bei der Anordnung nach F i g. 5 am Stromversorgungsanschluß 10 eine Spannung von + f_ccan, so gilt für die Koilektorspannung V_x des Transistors Q₁₂ die nachstehend angeführte Gleichung, in der U_BEn, U_BEl3 und die Basis-Emitterspannungen der Transistoren Q₁₂, Q₁₃ und Q₂₀ darstellen:

Vy. - V_cc - U_BEn - Um* + U_BB0 (21)

Sind nun die Spannungen ί/_β£ι2, Ubem und ί^β£2ο einander gleich, so kann für sie der allgemeine Ausdruck U_BE eingesetzt werden, und die Gleichung (21) kann in die folgende Form üSerführt werden:

% V_x = V_cc ~ U_BE (22)

|| Auch hier erfolgt eine selbsttätige Einstellung des Kollektorpotentials V₁ des Transistors Qj₂ auf den in der

ivj Gleichung (22) bezeichneten Wert: Würde bspw. das Kollektorpotential ansteigen, so würde auch das Basis-

?1 potential df? Transistors Qi₃ mitgezogen werden und ein Ansteigen von dessen Emitterpotential bewirken, das

% ja auch der Basis des Transistors Q_u übermittelt wird. Damit würde der Kollektorstrom des Transistors Q_n abge-

;. ίο senkt und somit auch das an dessen Kollektor anstehende Potential V_x.

i:fJ Entsprechendes gilt für den den NPN-Transistor Q_1x und eine Konstantstromquelle 54 aufweisenden Ver-

',.[ stärker 50. Das Kollektorpotential V₁ des Transistors Q_u ergibt sich hierbei gemäß der Gleichung (23), die sich

?■; bei übereinstimmenden Basis-Emitter-Spannungen zur Gleichung (24) vereinfacht.

U ¹⁵ V₁ = V_x- Ubkis - U_BEXf> + Uani (23)

I V₁ = V_x - U_BE - Vcc - 2 U_BE (24)

L? Aus der F i g. 5 ergibt sich, daß die Gesamtspannung V_cc aus der zwischen dem Stromversorgungsanschluß 1β

■;' 20 und dem Kollektor des Transistors Qi₄ anstehenden Spannung V₂ und dem an der Stromquelle 13 auftretenden

H Spannungsabfall t/₁₃, d. h., aus der Summe des Ergebnisses der Gleichung (24) mit dem Spannungsabfall U_xi,

ΐ besteht:

$ V_cc = 2 U_BE + U_n (25)

'% Dies zeigt, daß die Schaltung nach Fig. 5 schon bei geringen Betriebsspannungen wirksam ist. Bei dieser

⁽J; Schaltung besteht zwischen dem Eingangsstrom /, und dem Ausgangsstrom /„ das nachstehend analysierte Ver-

f ? hältnis. Sind hierbei die Emitterströme der Transistoren Q,, und Q_n einander gleich und betragen /_f, dann gilt

'i'· für den Basisstrom /_eu die folgende Gleichung.

Ι /»π - /*ιι = -f ■ /f (26)

Daraus ergeben sich der Emitterstrom Ι_ΐη sowie der Basisstrom I_Bn des Transistors Qi₃ wie folgt:

40 '*»=ψ'_ε (28)

Für den Basisstrom /₈2₀ des Transistors Qi₀ gilt die nachstehend angegebene Gleichung:

45 '»-tV'" ⁽²⁹⁾

Die Größe σ, bedeutet hierbei die allgemeine Basisstromverstärkung eines NPN-Transistors. Damit kann die Stärke des Stromes der Konstantstromquelle 44 wie folgt bestimmt werden:

/44 - /flu + /_£20 = -ψ- ■ h + (^jü'

und für den Emitterstrom des Transistors Qi₅ gilt:

55 [_εχ5 '/,-Ιέ- /_sm (³¹>

Danach ergibt sich der Kollektorstrom des Transistors Q₁₅ - und das ist der Ausgangsstrom /„ - wie folgt: /„ = a ■ /_£15 - a² ■ h - a · /_s2o 02)

Für den Eingangsstrom /,- gilt hierbei:

/^a²- 4 - /„, (33)

65 Die Stärke des Stromes der Konstantstron.quelle 5* I₅₄ ergibt sich zu:

ß~ \ a J 1-ffi

Aus den Gleichungen (31) und (32) ergibt sich fur /, = /„ die folgende Bedingung, mit der die Gleichung (30) sich dann zur Gleichung (36) umformen läßt:

a ■ I„2o = /bj. 05)

/«o-0-«.) Um-T-fe W

Durch Einsetzen des Ergebnisses der Gleichung (36) für /_S20 kann die Gleichung (34) umgeformt werden:

_7fll _ ο - „) /_{M ΐΕ+ΐΗ}<ψΐ ₍₃₇₎

Unter Benutzung der Gleichungen (35), (36) und (37) fcuin die Bedingung für /, = /₀ wie folgt angegeben werden:

und durch Einsetzen von a/l - α für./? und k ■ Ua für /₄₄ kann diese Gleichung weiter umgeformt werden in: M

Ua[O - (1 - αΫ + 2 *(1 - α)⁵] = I» (39)

wobei k > 1, so daß Z₅₄ sich angenähert ergibt zu:

In-a- Iu (40)

Das bedeutet, daß beim Einstellen der Stromwerte der Konstantstromquellen 44 und 54 entsprechend den Gleichungen (37), (38) oder (39) der Ausgangsstrom /„ den gleichen Wert aufweist wie der Eingangsstrom /,. Andererseits besteht die Möglichkeit, das Stromspiegelübertragungsverhältnis willkürlich zu ändern. So können bspw. Widerstände zwischen den jeweiligen Emittern der Transistoren Q₁₁ und Qi₂ und dem Stromversorgungsanschluß It vorgesehen werden, und durch Ändern des Wertes dieser Widerstände läßt sich das Stromspiegelübertragungsverhältnis entsprechend abändern. Weiterhin können die Größen der Emitter der Transistoren On und Qi₂ gegeneinander verschoben werden, um so auch das Stromspiegelübertragungsverhältnis A zu ändern. Schließlich können anstelle der sechs gezeigten, einander angepaßten PNP-Transistoren NPN-Transistoren eingesetzt werden.

Hiervon 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1 Stromspiegelschaltung mit zwei jeweils durch in zwei parallelen Zweigen je mindestens einen Transistor aufweisende Stromspiegelverstärker gebildete Stufen (20_t 3β), welche derart miteinander verbunden sind,

   daß je ein Eingang der zweiten Stufe (30) mit einem Ausgang der ersten Stufe (20) verbundenist, und bei welcher die Stromquelle (13) zwischen der Speisespannungsklemme (17) und dem Kollektor des ersten Transistors (Q₁₄) der zweiten Stufe und die Last (14) zwischen der Speisespannungsklemme (17) und dem Kollektor des zweiten Transistors (Q₁₅) dieser Stufe (30) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitter-Spannungen der Transistorpaare (Q₁₁), Q₁₂; Q₁₄, fts) der beiden Stufen (2β; 30) .constant

   ίο und einander gleich gehalten werden, indem in jeder dieser Stufen ein weiterer Transistor (Q₁₃; Q₁₆) vorgesehen ist, bei denen die Basis-Emitter-Strecke des Transistors (Q₁₆) der zweiten Stufe (30) der Basis-KoUektor-Strecke des in Reihe mit der Stromquelle (13) vorgesehenen Transistors (Q₁₄) und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors (Q₁₃) der ersten Stufe (20) der Basis-Kollektor-Strecke des mit dem im zweiten Zweige angeordneten anderen Transistor (Q₁₅) der zweiten Stufe (30) in Reihe liegenden Transistors (Q₁₂) jeweils