CZ210093A3 - Circuit arrangement of a converter - Google Patents

Description

Oblast techniky — — ___

Vynález se týká zapojení měniče, sestávajícího z prvního tranzistoru, do jehož báze se přivádí vstupní signál, z druhého tranzistoru, komplementárního k prvnímu tranzistoru, jehož báze je spojena s emitorem prvního tranzistoru, a jehož emitor je přes první odpor spojen s výstupní svorkou, a ze zapojení pro přívod proudu, které řídí tok proudu cestami přes emitory a kolektory obou tranzistorů.

Dosavadní stav techniky

Takové zapojení měniče je známé z DE 30 35 471 C2. Zapojení znázorněné v tomto spise na obr. 3 sestává ze dvou vzájemně kaskádovité zapojených emitorových sledovačů. Na základě kladných teplotních součinitelů použitého bipolárního tranzistoru musí být klidový proud v komplementárních stupních stabilizován prvním odporem, tvořícím proudovou zápornou zpětnou vazbu. Tím dochází k poklesu napětí na odporu záporné zpětné vazby, závislém na výstupním proudu, což vede ke zmenšení napěťového vybuzení, protože zdvih řídicího napětí je větší než zdvih výstupního napětí. Z toho důvodu nemá emitorový sledovač této konfigurace požadované vlastnosti ideálního impedančního transformátoru, totiž velmi malý výstupní odpor, blížící se nule. U známé zapojovací techniky se nevýhoda omezeně nízkého výstupního odporu často kompenzuje silnou zápornou zpětnou vazbou přes všechny stupně (zesilovací stupně napětí a proudu) měniče.

Dále bylo zjištěno, že negativní působení odporu záporné zpětné vazby je na něm samotném možno zmenšit, například přemostěním odporu diodami, zapojeními pro odlehčení proudu nebo čtvercovým mustkovým obvodem. Všechna tato zapojení však vyžadují pravidelně nákladně stabilizátory klidového proudu, selektované tranzistory a (u čtvercového zapojení) nákladně dimenzovaný koncept zapojení. Diodový přenos působí teprve od napětí 0,6 V, přičemž klidový proud musí být pod 0,6 V, takže nastavení klidového proudu není volné volitelné. U komplementárních zesilovačů dochází při provozu A nebo AB k převzetí zkreslení. Zapojení pro odlehčení proudu umožňují přiblížení výstupního odporu k nule pouze s relativně velkými náklady.

V úvodu zmíněný koncept zapojování má tu výhodu, že navzájem inverzní emitorové sledovače, jimiž protékají v podstatě stejné proudy, způsobí kompenzaci nelineárních charakteristik tranzistorů. Známý koncept zapojování se používá pravidelně pro nezkreslující zesilovače, avšak neumožňuje žádné vytvoření impedančního transformátoru blížícího se ideálu.

Úkolem vynálezu je vytvořit zapojení měniče úvodem zmíněného druhu tak, že umožní dosáhnutí prakticky nulové hodnoty výstupního odporu, přičemž převodní charakteristiky zkreslení budou zcela kompenzovány.

Podstata vynálezu

Tento úkol řeší zapojení měniče, sestávající z prvního tranzistoru, do jehož báze se přivádí vstupní signál, z druhého tranzistoru, komplementárního k prvnímu tranzistoru, jehož báze je spojena s emitorem prvního tranzistoru, a jehož emitor je přes první odpor spojen s výstupní svorkou, a ze zapojení pro přívod proudu, které řídí tok proudu cestami přes emitory a kolektory obou tranzistorů, podle vynálezu, jehož podstatou je, že s emitorem prvního tranzistoru je spojen druhý odpor, který je protékán kolektorovým a emitorovým proudem prvního tranzistoru, a přes nějž je emitor prvního tranzistoru spojen s bází druhého tranzistoru.

Vložením odporu do spojení mezi emitorem prvního tranzistoru a bází druhého tranzistoru tak, že druhým odporem protéká emitorový - kolektorový proud prvního tranzistoru, se dosáhne automatické kompenzace. poklesu napětí za prvním odporem, působícím jako odpor záporné zpětné vazby, tím, že napětí na bázi druhého tranzistoru je přesně kompenzováno poklesem napětí za prvním odporem, když jsou oba odpory stejně velké. Vhodným dimenzováním druhého odporu relativně vůči prvnímu odporu je však možno libovolné nastavit pozitivní nebo negativní výstupní odpory měniče. U negativního výstupního odporu je však samozřejmě nutno provést bezpečnostní opatření. Různou polaritou vstupního a výstupního tranzistoru a s tím spojenými různými pracovními body při stejných proudech je kompenzace omezena. Aby mezi vstupními a výstupními tranzistory byla při stejných proudech vytvořena úplná souměrnost charakteristik, doplní se do obou tranzistorů vždy jeden komplementární tranzistor, zapojený jako dioda, v sérii jako kompenzační odpor. Obě charakteristiky (tranzistoru a diody) poskytují při sloučení novou převodní charakteristiku, stejnou pro obě strany, která je zcela kompenzovatelná. Zapojení přívodního proudu je s výhodou zrcadlové se dvěma tranzistory, navzájem spojenými svými bázemi.

Podle zvlášt výhodného provedení zapojení měniče podle vynálezu mají oba tranzistory tohoto zrcadlového zapojení různou polaritu, takže mají stejnou polaritu jako první, respektive druhý tranzistor, který je jim přiřazený, a který je protékán stejným proudem. V tomto případě je totiž možné oba tranzis-tory protékané vždy stejným proudem vytvořit jako identické dvojité tranzistory před jednou společnou podložkou, čímž jsou zajištěny stejné vlastnosti a stejné charakteristiky obou tranzistorů.

Přitom může být výhodné, když první tranzistor spolu s druhým odporem a příslušným tranzistorem zrcadlového zapojení tvoří konfiguraci se dvěma homopolárními tranzistory a vloženým odporem, která je inverzně připojena k druhému tranzistoru spolu s vloženým odporem a příslušným tranzistorem zrcadlového zapojení. Tímto způsobem je možno vytvořit koncept zapojení podle vynálezu se dvěma dvojitými tranzistory.

Zapojení měniče podle vynálezu může být vytvořeno jako komplementární zapojení, čímž se součástky zrcadlovitě a inverzně zdvojují. U tohoto provedení mohou čtyři stejné konfigurace tvořit za sebou zapojené můstkové větve. Úplná souměrnost ve zcela stejném provedení v každé můstkové větvi může být dosažena tím, že do každé můstkové větve je doplněn vždy jeden otvor, jehož hodnota odpovídá prvnímu odporu. Do můstkového obvodu je pak integrován i první odpor, působící jako odpor záporné zpětné vazby.

Nastavení pracovního bodu měniče je volitelné zdrojem předpétí, který je spojen s bází druhého tranzistoru. U komplementárního provedení zapojení měniče je zdroj předpétí uspořádán mezi bázemi navzájem inverzních druhých tranzistorů.

Zdroj předpétí však může i ve formě lineárního odporu nebo odporu závislého na napětí být uspořádán ve vedlejší cestě zapojení, ohraničující vedlejší proud. V tomto případě je možno klidový proud nastavit zdrojem proudu, uspořádaným v další vedlejší cestě zapojení.

; Zapojení měniče podle vynálezu umožňuje vnitřní, volně volitelné nastavení klidového proudu, aniž by byla porušena souměrnost zapojení.

Technika zapojení podle vynálezu umožňuje provedení univerzálních součástek s ideálními vlastnostmi. Umožňuje zejména provedení ideálních konstrukcí tranzistorů, přičemž svislá souměrnost proudových větví, vytvořených s prvním a druhým tranzistorem, má rozhodující význam.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje komplementární zapojení impedančního měniče, obr. 2A schematicky principiální konstrukci impedančního měniče se zrcadlovým zapojením ze dvou stejných tranzistorů (vodorovná souměrnost), obr. 2B variantu s přídavnými komplementárními tranzistorovými diodami při provedení vodorovné souměrnosti, obr. 3 variantu zapojení podle obr. 2A a 2B s zapojením přívodu proudu s komplementárními tranzistory při provedení svislé souměrnosti, obr. 4 schematicky zapojení podle obr. 3 s párovitě sestavenými tranzistory na společné podložce, obr. 5A komplementární impedanční měnič, sestavený podle principu z obr. 3 a 4, s proudovým odlehčením a vnitřní cestou klidového proudu, obr. 5B komplementární impedanční měnič, sestavený podle principu z obr. 3a 4, s dvojitým symetrickým napájením klidovým proudem, obr. 5C komplementární impedanční měnič, sestavený podle principu z obr. 2B, se stejnými, avšak nelineárními odpory a s aktivním zdrojem předpětí tranzistorů ve vedlejší cestě omezující proud, obr. 5D komplementární impedanční měnič, sestavený podle principu z obr. 3 a 4, s aktivním zdrojem předpětí, obr. 6 univerzální tranzistorové součástka, sestavené technikou zapojení z obr. 3 a 4, obr. 7 A součástka s postranním tranzistorem typu PNP, obr. 7B součástka s Darlingtonovým výstupním obvodem, obr. 7C součástka podle obr. 6 v hybridní technice, obr. 7D součástka podle obr. 6 v technice MOSFET bez přídavných odporů ve výstupním obvodu, obr. 8A integrovaný výkonový Darlingtonuv tranzistor, obr. 8B diskrétní konstrukci řídicího stupně a proudového odlehčení, obr. 8C kompenzovaný zdrojový sledovač, obr. 8D proudově odlehčený zdrojový sledovač, obr. 9 tranzistorová součástka typu PNP, obr. 10 tranzistorová součástka typu NPN, obr. 11 univerzálně použitelný integrovaný obvod, obr. 12 duální obvod v komplementární technice, obr. 13 tranzistorová součástka se zapojením pro proudové odlehčení , obr. 14 zapojení se stejným účinkem, modifikované oproti obr. 13.

Příklady- provedeni vynálezu

V příkladu provedení, znázorněném na obr. 1, je svorka A vstupního signálu spojená se snímačem potenciometru P, přivádějícího vstupní signál. Se svorkou A vstupního signálu je spojena báze prvního bipolárního tranzistoru Tl, který je vytvořen jako tranzistor typu NPN, a báze inverzního tranzistoru Tl' , vytvořeného }sko tranzistor typu PNP. Emitor tranzistoru Tl je spojen s bází druhého tranzistoru T2 , který je (rovněž) zapojen jako emitorový sledovač, a jehož emitor je přes první odpor Pl spojen s výstupní svorkou B. Ve spojení mezi emitorem prvního tranzistoru Tl a bází druhého tranzistoru T2 je zařazen druhý odpor R2.

Přívod proudu do obou tranzistoru Tl a T2 je proveden přes zrcadlové zapojení, sestávající ze dvou tranzistorů T3 a T4, navzájem spojených svými bázemi. Jejich emitory jsou spojeny vždy přes emitorový odpor R3 , popřípadě R4 se záporným napájením napětím D-. Čtvrtý tranzistor T4 zrcadlového zapojení, přiřazený k druhému tranzistoru T2. je zapojen jako dioda, má tedy přímé spojení mezi svým kolektorem a svou bází. Toto zrcadlové zapojení způsobuje, že oběma tranzistory Tl a T2 protékají stejné proudy. Kolektor prvního tranzistoru Tl je přitom spojen s kladným napájecím napětím D+. Napětí klesající na prvním odporu Rl a měnící se s přenášeným signálem se přidává v přesně stejné velikosti k výstupnímu signálu, když je druhý odpor R2 stejně velký jako první odpor Rl. Protože oběma odpory Rl a R2 tečou stejné proudy, klesají za nimi stejná napětí. Napětí vstupního signálu, které vznikne na emitoru prvního tranzistoru Tl, by se bez druhého odporu R2 snížilo o napětí, pokleslé na prvním odporu Rl. Zvýšením napětí na druhém odporu R2 se napětí signálu zvýší o napětí pokleslé na prvním odporu Rl, takže napětí E na bázi druhého tranzistoru T2 odpovídá zápornému napětí signálu, zvýšenému poklesem napětí na druhém odporu R2 (popřípadě Rl) . U zapojení podle vynálezu se proto kompenzuji nejen nelineární diodové cesty obou tranzistorů Tl, T2, nýbrž i poklesy napětí na odporech Rl, R2, když jsou tyto stejně velké. Proto je možno impedanční měnič provést s nulovým výstupním odporem. Zvolí-li se velikost odporů R2 < R1, zůstane kladný výstupní odpor, zatímco výstupní odpor bude záporný, jestliže bude velikost odporů R2 > R1.

Zapojení, znázorněné na obr. 1, je komplementárním uspořádáním. Polovina zapojení upravená pro kladné napětí signálu odpovídá popsané polovině zapojení pro záporné napětí signálu a je označena odpovídajícími vztahovými značkami, doplněnými o apostrof ' .

Mezi napájecími napětími D+ a D- a příslušnými bázemi tranzistorů T3 . T4 zrcadlového zapojení jsou vždy uspořádány Zenerovy diody ZDI, ZDI¹, které omezují maximální proud procházející tranzistory TI, T2 popřípadě T3 , T4, jestliže například na výstupní svorce ke krátkému spojení.

Zenerova dioda ZD2, zapojená mezi bázemi obou druhých tranzistorů T2. T2¹ , stanovila pracovní bod na charakteristikách obou druhých tranzistorů T2, T2'. Pátý odpor R5, spojený s kolektory obou čtvrtých tranzistorů T4, T4¹ , tvoří vedlejší cestu klidového proudu a umožňuje klidový proud při zapnutí zapojení.

Na obr. 2A je znázorněno principiální zapojení, provedené na obr. 1. Oba pokud možno stejné tranzistory T3, T4 tvoří zrcadlové zapojení a slouží pro vytvoření stejně velkého proudu procházejícího tranzistory TI, T2, které jsou vytvořeny navzájem komplementárně.

Aby pro každý pracovní bod zapojení bylo dosaženo požadovaného výsledku, musí být nejen charakteristiky tranzistorů T3, T4 stejné, nýbrž pokud možno i charakteristiky komplementárních tranzistorů TI, T2. Zapojení je proto založeno na vodorovné souměrnosti mezi páry tranzistorů T3 , T4 a TI, T2- Dodržení této podmínky souměrnosti je pro komplementární tranzistory TI, T2 možné pouze přibližně.

Obr. 2B znázorňuje, jak jsou vstupní a výstupní tranzistory doplněny vždy jedním komplementárním diodovým tranzistorem T5, T6. Zapojením dvou různých diodových drah za sebou vznikne při vodorovné souměrnosti tranzistoru a diodového tranzistoru na obou stranách stejná prováděcí charakteristika. Zapojení je vodorovně souměrné a dosahuje při dostatečně přesné výrobě tranzistorů úplné kompenzace zkreslení prováděcích charakteristik.

Obr. 3 znázorňuje variantu zapojení podle obr. 2, založenou na jiném funkčním principu. Tranzistory Til, T12 jsou spolu spojeny stejným způsobem jako tranzistory TI a T2 v zapojení podle obr. 2. Stejným způsobem jako třetí tranzistor T3 na obr. 2 je třináctý tranzistor T13 zapojen v sérii s dráhou kolektor - emitor jedenáctého tranzistoru Til. Naproti tomu čtrnáctý tranzistor T14 je vytvořen s jinou polaritou než třináctý tranzistor T13 a je svým emitorem spojen přes čtvrtý odpor R4 s kolektorem dvanáctého tranzistoru T12. U tohoto zapojení vznikne svislá souměrnost, protože tranzistory Til a T13 jsou vytvořeny se stejnou polaritou, totiž jako tranzistory typu PNP, a tranzistory Til a T14 jsou vytvořeny jako tranzistory typu NPN. Na obr. 4 je vidět, že tranzistory Til. T13. které jsou typu PNP, jsou s výhodou umístěny na společném čipu, takže vůči sobě mohou mít zcela stejné charakteristiky.

Stejným způsobem jsou na stejném čipu umístěny tranzistory T12, T14, které jsou typu NPN. Odpory Rl, R2, R3, R4 mohou být rovněž vytvořeny párovitě, takže vznikne úplná svislá souměrnost. Funkční princip tohoto zapojení již není založen na tom, že v obou tranzistorech TI, T2 protékají v zrcadlovém zapojení úplně stejné proudy, nýbrž na tom, že svislá souměrnost zapojení na způsob můstku, v němž jsou stejná napětí dílčích drah, takže vstupní napětí vzniklé na bázi jedenáctého tranzistoru TI1 vůči referenčnímu potenciálu se rovná výstupnímu napětí vzniklému za zatěžovacím odporem L. Přitom mohou v obou proudových větvích tranzistorů Til, TI3 , popřípadě TI2, T14 proudit naprosto rozdílné proudy, aniž by byla nějak rušena kompenzace nelineárních charakteristik T14. Přitom musí být odpory Rl až R4 způsobem pro rozdílné proudy. Zapojení podle obr. 3 a 4 proto používají komplementárního zrcadlového zapojení a jsou založena na svisle souměrné konstrukci, u níž jsou stejné chybné tranzistory typu NPN na jedné straně přesně kompenzovány dvěma (obecně jinými) chybnými, avšak stejnými tranzistory typu NPN na druhé straně.

tranzistorů Til až dimenzovány vhodným

Na obr. 5A je znázorněno zapojení, odpovídající v podstatě zapojení podle obr. 1, přičemž je však proveden princip zapojení podle obr. 3 a 4. Kondenzátory Cl, Cl¹ , zapojenými vždy paralelně s jednou Zenerovou diodou ZDI, ZDI¹ , je provedena frekvenčně nezávislá kompenzace připojení. Výkonovým zrcadlovým zapojením, tvořeným ze dvou tranzistorů T15, T16, popřípadě T15¹, T16¹ je možno komplementární impedanční měnič odlehčit od zatěžovacího proudu a slouží proto pouze jako řídicí zapojení. Zdroj II proudu ve vedlejší proudové cestě zapojení slouží k tomu, že teprve při zapnutí napájecího napětí Ub bude v zapojení klidový proud. V zapnutém stavu teče proud ze zdroje II proudu přes komplementární zrcadlové zapojení z tranzistorů T13, TI4; T13¹, TI4 ¹ do zdroje předpétí tvořeného Zenerovou diodou ZD2.

Obr. 5B znázorňuje, jak se zabrání přídavnému zatížení klidového proudu komplementárního zrcadlového zapojení, které ruší svislou souměrnost. Oba stejně zatížené zdroje 12 , 12¹ proudu napájejí proudem přímo zdroj předpétí, tvořený

Zenerovou diodou ZD2. Místo Zenerovy diody ZD2 je možno použít i méně nízkoimpedanční součástku, jako je například jednoduchý odpor, protože existuje omezený obvod záporné zpětné vazby klidového proudu. Odpor může nyní zachytit pouze tolik proudu, kolik je ho dodáváno navíc ze zdrojů 12 nebo 11 proudu. Každý další vzestup napětí za odporem je spojen s odvodem proudu je zapojení, který se projeví v poklesu účinnosti kladné zpětné vazby celého zapojení. Tento postup stabilizuje klidový proud.

Pomocí zdrojů 11, 12 proudu je možné i doladění trvalé odchylky.

Na obr. 5C je znázorněno zapojení, realizované podle obr. 2B. Lineární odpory jsou nahrazeny tranzistorovými diodami s efektem pole, které mají vztah napětí - proud nelineární. Tímto způsobem je dosaženo odporů závislých na napětí, které mají stejné své charakteristiky a s nimi spojený vnitřní odpor. Souměrnost zůstává zachována.

Základ pro použití nelineárních odporů spočívá v nesymetrickém rozložení napětí a proudu mezi horní a dolní částí komplementárního zapojení. Při vybuzení signálu nastane u stejných vnitřních zdvihů napětí v horní a dolní části zapojení vyšší zisk proudu v horní části zapojení o několik řádů, než je způsobeno zmenšením proudu ve spodní části. Zapojení pracuje v oblasti dynamicky rozšířené třídy A a potřebuje tak pro určitý výstupní výkon menší klidový proud. Zdroj napětí, tvořený Zenerovou diodou ZD2, je proveden jako diodová dráha v omezené vedlejší cestě klidového proudu zapojení.

Obr. 5D znázorňuje aktivní, tepelně připojené zdroje předpětí tranzistorů T7, T8 v zapojení podle obr. 5B. Zdroje předpětí tranzistorů T7, T8 představují odpor, který je řízený napětím přes oba · vývody bází komplementárních tranzistorů. Nadměrný vzestup klidového proudu nebo proudu se rovněž odpovídajícím způsobem nadměrně odvádí přes vedení kolektorů do vedlejší cesty, právě do zdrojů předpětí.

Zapojení podle vynálezu v přesné svislé souměrnosti poskytuje univerzální možnosti použití. Obr. 6 znázorňuje nezapojenou součástku, jejíž technika zapojení odpovídá obr. 3. Spojení svorky napájecího napětí Ub jednoho tranzistoru Til, T14 s emitorem dalšího tranzistoru T12, T13 uspoří jeden vnější vývod součástky.

Vývod Bp báze čtrnáctého tranzistoru T14 může být přitom zapojen jako báze tranzistoru typu NPN. Vzájemným propojením kolektoru Cn a báze Bn jedenáctého tranzistoru Til s vývodem emitoru dvanáctého tranzistoru T12 na volném konci prvního odporu R1 (vývodu Ep emitoru) a kolektoru čtrnáctého tranzistoru T14 (vývodu Cp kolektoru) s vývodem emitoru třináctého tranzistoru T13 na druhé straně třetího odporu R3 (vývodu En kolektoru) tvoří obě tato připojení emitor a kolektor tranzistoru typu NPN.

Součástka podle obr. 6 může být použita podobným způsobem jako tranzistor typu PNP, k čemuž se báze jedenáctého tranzistoru Til (vývod Bn báze) použije jako vstup báze. Ostatní přípojky univerzální konstrukce podle obr. 6 mohou být použity pro kompenzování a dolaďování.

Obr. 7A až 7D znázorňují různé smíšené sestavené součástky s dodrženou svislou souměrností. Obr. 7D znázorňuje odpovídající součástku v technice MOSFET s odpovídajícími tranzistory FT1I až FT14 s efektem pole a přídavným bezodporovým výstupním okruhem. To je možné při dostatečné vysokém vnitřním odporu tranzistorových zdrojů a dostatečných charakteristikách obou tranzistorů FT11, FT13 s efektem pole.

Protože za podmínek svislé souměrnosti je důležitá výlučné identita zesilovacích součástek zapojených navzájem v sérii, je univerzální součástka podle obr. 6 proveditelná rovněž nekomplikovaně v hybridní technice, přičemž například je možno dva tranzistory FT11 zkombinovat se dvěma bipolárními jedné součástky. Obr. 8A až 8D výkonových tranzistorů, přičemž jednak jako řídicí

FT13 s efektem pole tranzistory T12 a T14 do znázorňují různá použití univerzální obvod slouží stupeň nelineárně pracujících zdrojů výkonového proudu a jednak jako vyrovnávač řídicího napětí výkonového emitorového nebo zdrojového sledovače.

Na obr. 9 a 10 jsou znázorněna dvě speciální tranzistorová zapojení pomocí techniky PNP a NPN. Obě zapojení se liší pouze komplementárním provedením tranzistorů Til až TI4. Tvoří synteticky lineární náhradní tranzistorové konstrukce.

Obr. 11 znázorňuje univerzální konstrukci, znázorněnou na obr. 6, vytvořenou jako integrovaný obvod se symetricky uspořádanými Zenerovými diodami ZDI a ZD3 jako ochrannými diodami.

Komplementárně zdvojené provedení obvodu podle obr. 11 způsobí vytvoření obvodu znázorněného na obr. 12, který není propojen, a proto disponuje více než dvaceti přípojkami. Vnitřním propojením je možno počet přípojek přirozeně bez potíží zmenšit.

Je vidět, že konstrukce znázorněné na obr. 6 až 12, jsou použitelné univerzálně a otevírají četné možnosti použití pouze v závislosti na vnějších zapojeních. Je možno uskutečnit zejména ideální tranzistory, tedy bez ztrát na výstupním napětí, které jsou při dodržení svislé souměrnosti podle obr. 3 a 4 plné kompenzovány z hlediska charakteristiky a teploty. Možnosti použití těchto součástek a jejich výhody jsou zřejmé bez dalšího objasnění.

Bez dalšího je možné použít tranzistory podle obr. 9 a 10 i jako výkonové tranzistory tím, že tranzistory T13, T14 jsou vytvořeny v Darlingtonově zapojení a jsou proto vhodné pro výkonové účely. Samozřejmě je však přitom možné vytvořit rovněž tranzistory Til, T12 jako Darlingtonovo zapojení, aby vznikla úplná Darlingtonova konstrukce, která má za následek vnitřní snížení proudu na bázi.

Obr. 13 znázorňuje syntetickou tranzistorovou náhradní konstrukci, vytvořenou se zapojením, znázorněným principiálně na obr. 3. Toto zapojení tvoří na bázi tranzistoru Til vývod B báze a na jeho kolektoru vývod E emitoru. Vývod C kolektoru je odpojen přes další zrcadlové provedení tranzistorů T15, T16 od zapojení měniče. Do zrcadlového zapojení se přivádí napájecí napětí UB přes zvláštní přípojku, přičemž vzniklá tranzistorová konstrukce s vývody Β, E a C umožňuje stejné nastavení potenciálu klidového napětí na všech třech vývodech Β, E a C.

Obr. 14 znázorňuje rovněž tranzistorovou náhradní konstrukci s vývody Β, E a C, přičemž proudové odlehčení je provedeno šestnáctým tranzistorem T16', který spolu se čtrnáctým tranzistorem T14 tvoří zrcadlové zapojení. Tento čtrnáctý tranzistor T14 se tedy použije dvakrát pro dvě zrcadlová zapojení z tranzistorů T13, T14 a T14, T16 ' . Přes kapacitu kolektor - báze šestnáctého tranzistoru T16 ¹ nastane kapacitní kolektorová zpětná vazba do zapojení měniče.

Součástky, znázorněné na obr. 13 a 14, umožňují zesílení napětí, při němž se zesílené napětí odebírá na stejných potenciálech jako jsou vstupní potenciály, takže bez dalšího je možno za sebou zapojit několik stupňů.

i

v*

I

PATENTOVÉ

NÁROKY

Claims (30)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY o

   >j

   1. Zapojení měniče, sestávající z prvního tranzistoru (TI, TI’, Til, Til’, FT11), do jehož báze se přivádí vstupní signál, z druhého tranzistoru (T2, T12', T12, T12', FT12), komplementárního k prvnímu tranzistoru (TI, TI’, Til, Til', FT11), jehož báze je spojena s emitorem prvního tranzistoru (TI, TI’, Til, Til’, FT11), a jehož emitor je přes první odpor (Rl) spojen s výstupní svorkou (Β), a ze zapojení (T3, T4 , T3', T4', T13, T14, T13', T14', FT13, FT14) pro přívod proudu, které řídí tok proudu cestami přes emitory a kolektory obou tranzistorů (TI, TI', Til, Til', FT11, T2, T12', T12, T12', FT12), vyznačující se tím, že s emitorem prvního tranzistoru (TI, TI', Til, Til', FT11) je spojen druhý odpor (R2, R2' ), který je protékán kolektorovým a emitorovým proudem prvního tranzistoru (TI, TI', Til, Til', FT11), a přes nějž je emitor prvního tranzistoru (TI, TI', Til, Til', FT11) spojen s bází druhého tranzistoru (T2, T12', T12, T12', FT12).
2. 2. Zapojení měniče podle nároku 1, vyznačující se t í m, že druhý odpor (R2, R2') a první odpor (Rl, Rl' ) jsou vždy v sérii doplněny jedním komplementárním tranzistorem (T5, T6, T5' , T6'), zapojeným jako dioda.
3. 3. Zapojení měniče podle nároku 1 a 2,vyznačující se tím, že zapojení pro přívod proudu je zrcadlové se dvěma tranzistory (T3, T4, T3', T4' , T13, T14, T13 ' , T14', FT13, FT14) navzájem spojenými svými bázemi.
4. 4. Zapojení měniče podle nároku laž 3,vyznačující se tím, že tranzistory zrcadlového zapojení mají stejnou polaritu, jako první, popřípadě druhý tranzistor (TI, TI', Til, Til', FT11, T2, T12', T12, T12', FT12), který je jim vždy přiřazený a protékaný stejným proudem.
5. 5. Zapojení měniče podle nároku laž 4,vyznačující se tím, že oba tranzistory, protékané vždy stejným proudem, jsou vytvořeny jako stejné dvojité tranzistory na společné podložce.
6. 6. Zapojení měniče podle nároku 5, vyznačující se tím, že všechny navzájem symetricky vyrovnané tranzistory a jejich odpory jsou vytvořeny na společné podložce.
7. 7. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 6, v yznačující se tím, že druhý odpor (R2, R2 ' ) je dimenzován relativně vůči prvnímu odporu (Rl, Rl') a při Rl > R2 způsobí pozitivní výstupní odpor, při Rl < R2 způsobí negativní výstupní odpor a při Rl = R2 způsobí nulový výstupní odpor.
8. 8. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 7, v yznačující se tím, že odpory (R3, R4, R3' , R4 ' ) zrcadlového zapojení jsou dimenzovány relativně vůči sobě a stanovují výstupní odpory.
9. 9. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 8, v yznačující se tím, že odpory (Rl, R4, R2, R3) , svisle protékané stejným proudem, jsou dimenzovány relativně vůči sobě navzájem a stanovují výstupní odpor.
10. 10. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 9, v yznačující se tím, že axiálně symetrické odpory jsou nelineárními odpory závislými na napětí se stejnými charakteristikami.
11. 11. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že odpory osy souměrnosti jsou propojeny.
12. 12. Zapojeni měniče podle jednoho z nároků 1 a 4 až 11, vyznačující se tím, že první tranzistor spolu s druhým odporem a příslušným tranzistorem zrcadlového spojení tvoří konfiguraci se dvěma homopolárními tranzistory a jedním vloženým odporem, která je připojena inverzně na druhý tranzistor spolu s vloženým odporem a příslušným tranzistorem zrcadlového zapojení.
13. 13. Zapojení měniče podle nároku 12, vyznačující se tím, že v každé propojovací větvi je zařazen vždy jeden odpor, jehož hodnota odpovídá prvnímu odporu (Rl, Rl' ) .
14. 14. Zapojení měniče podle jednoho z nároků l až 13, vyznačující se tím, že je vytvořeno jako komplementární zapojení měniče.
15. 15. Zapojení měniče podle nároku 5 až 14, v y z n a č uj í c í se tím, že do můstku jsou společné zapojeny čtyři stejné konfigurace, přičemž vždy dvě navzájem inverzní konfigurace tvoří větve můstku zařazené za sebou.
16. 16. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 15, vyzná č u j íc í se tím, že mezi bází a emitorovým odporem tranzistorů (T2, T2', T12, T12', FT12) je zapojen zdroj (ZDI, ZDI’) předpétí pro omezení ztrátového výkonu.
17. 17. Zapojení měniče podle nároku 14, vyznačující se tím, že zdroj (ZD2) předpétí pro nastavení klidového proudu je uspořádán mezi bázemi navzájem inverzních druhých tranzistorů (T2, T2' , T12, T12', FT12).
18. 18. Zapojení měniče podle nároku 14 a 17, vyznačující se -tím, že zdrojem předpétí pro nastavení klidového proudu je lineární odpor v omezující vedlejší cestě klidového proudu.
19. 19. Zapojení měniče podle nároku 14 a 17, v y z n a č ující se tím, že zdrojem předpětí pro nastavení klidového proudu je odpor závislý na napětí, zařazený v omezující vedlejší cestě klidového proudu.
20. 20. Zapojení měniče podle nároku 14 a 17, vyznačující se tím, že aktivní zdroj předpětí tvoři cestu záporné zpětné vazby klidového proudu.
21. 21. Zapojení měniče podle nároku 14 a 17 a 19 až 20, v yznačující se tím, že zdroj předpětí je tepelně s ním přímo spojen.
22. 22. Zapojení měniče podle nároku 14 a 17 až 21, vyznačující se tím, že klidový proud je vyvolán zdrojem proudu ve vedlejší cestě zapojení.
23. 23. Zapojení měniče podle nároku 14 a 17 až 21, vyznačující se tím, že klidový proud je vyvolán přídavným napájením dvou stejně dimenzovaných proudových zdrojů obou stran napájecího napětí.
24. 24. Zapojení měniče podle nároku 14 a 17 až 21, vyznačující se tím, že klidový proud je stanoven proměnnými proudovými zdroji.
25. 25. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 24, vyznačující se tím, že napájecí napětí (UB) je přiváděno přes zapojení (T15, T16, T13, T16') pro proudové odlehčení.
26. 26.. Zapojení měniče podle nároku 25, vyznačující se tím, že zapojení pro proudové odlehčení je vytvořeno zrcadlovítě.
27. 27. Zapojení měniče podle jednoho z nároků 1 až 26, v yznačující se tím, že tvoří vždy synteticky lineární tranzistorovou náhradní konstrukci s tranzistorovými vývody (Β, Ε, C, Ub) .
28. 28. Zapojení měniče podle nároku 27, vyznačující se t i m, že vývody (Ub, E) tranzistorů jsou spojeny.
29. 29. Zapojení měniče podle nároku 25 nebo 26 a 27, v y zn a č ující se tím, že vývod (C) kolektoru konstrukce tranzistorů je zapojením (T15, T16, T13, T16') pro proudové odlehčení napěťově odpojen.
30. 30. Zapojení měniče podle nároků 1 až 29, vyznačující se tím, že popsaná konstrukce tranzistorů tvoří univerzální konstrukci tranzistorů s označením Synteticky Lineární Tranzistor, zkráceně SLT.

    V’O 92/19040