DE3012560C2 - Leistungsverstärker - Google Patents
LeistungsverstärkerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsverstärker gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei herkömmlichen, integrierten Leistungsverstärkern treten Schwierigkeiten bei der Herstellung von
pnp-Transistoren großer Leistung auf. Die Ausgangsstufe von Leistungsverstärkern wird daher als quasi-
komplementäre Seriengegentaktschaltung aufgebaut
In solchen quastkomplemetnären Schaltungen sind zwei
komplementäre Transistoren und zwei Leistungstransistoren
kombiniert In solchen Gegentaktvenitärkern
benutzte, laterale pnp-Transistoren besitzen jedoch eine
geringe Strombelastbarkeit einen kleinen Stromverstärkungsfaktor und geringe Breitbandverstärkung (f,).
Ein solcher Transistor kann daher Anlaß zu Schwingungen sein, was wiederum die Herstellung eines
Verstärkers großer Ausgangsleistung verhindert Sind die beiden komplementären Transistoren der Endstufe
in der üblichen Emitterschaltung, kann die Amplitude des Ausgangssignals, in, seine Leistung, vergrößert
werden, sogar ohne einen gesonderten Bootstrap-Schaltkreis vorzusehen. Dabei entstehen jedoch im
Hinblick auf die thermische Stabilität Schwierigkeiten bei der Festlegung des Ruhestroms der Transistoren der
Endstufe, und außerdem lassen sich Obernahmeverzerrungen im AB- oder B-Betrieb nur unter Schwierigkeiten
verhindern. Wird hingegen die Ausgangsstufe eines Leistungsverstärkers anstelle von komplementären
Transistoren mit Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps bestückt beispielsweise mit npn-Tronsistoren,
die große Strombelastbarkeit besitzen, kann die Größe des Chips des Schaltkreises verkleinert werden, da es
nicht erforderlich ist einen lateralen Transistor einzusetzen, der eine große Chipfläche benötigt Aber
auch in diesem Fall ist es schwierig, den Ruhestrom der Ausgangstransistoren geeignet einzustellen, um die
bereits erwähnten Obernahmeverzerrungen zu verhindem.
Aus der Druckschrift »IEEE Journal of Solid-state Circuits«, Vol. SC-Il, Nr. 2, April 1976, Seiten 323 bis
328, speziell aus Fig.5 dieser Literaturstelle, ist ein
Leistungsverstärker der eingangs genannten Art be- j5
kannt Die Ausgangstransistoren in der Gegentaktschaltung wandeln den Ausgangsstrom in eine Spannung um.
Die Detektorstufe erfaßt diese Spannung, um daraus einen Strom zu erzeugen, der dem Produkt der Ströme
ihr parasitärer Widerstand in der Regel größer als der parasitäre Widerstand der Bauelemente der Detektorstufe,
Aufgrund der parasitären Widerstände erzeugen die Transistoren in der Ausgangsstufe also aus dem
Ausgangsstrom eine Spannung, die wesentlich größer ist als diejenige Spannung, die ohne parasitäre
Widerstände erhalten würde. Da der diese Spannung erfassende Transistor der Detektorstufe einen nur sehr
kleinen und praktisch vernachlässigbaren parasitären Widerstand hat setzt er die erfaßte, überhöhte
Spannung in einen entsprechend großen Strom um, welcher der Vorverstärkerstufe zugeführt wird. Demzufolge
verringert sich der Ausgangssstrom des Leistungsverstärkers, im schlimmsten Fall wird der Ausgangsstrom
aufgrund der Gegenkopplung zu klein, um eine an die Ausgangstransistoren angeschlossene Last zu
treiben. Der Einfluß der parasitären Widerstände hängt also nicht davon ab, wie die Ausgangstransistoren und
die Transistoren in der Detektorstufe geschaltet sind, also ob diese Bauelemente in Serie oder parallel
geschaltet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgaoe zugrunde, einen
Leistungsverstärker der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die in den Ausgangstransistoren der
Endstufe fließenden Ströme genauer erfaßt werden als bei dem oben beschriebenen bekannten Leistungsverstärker.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst
Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsverstärker wird die destabilisierende Wirkung von parasitären
Basis- bzw. Emitterbahnwiderständen auf den Betriebsstrom der beiden Transistoren der Endstufe ausgeglichen.
Bei der in Anspruch 2 angegebenen speziellen Ausgestaltung der Erfindung werden die Spannungen
der beiden Ausgangstransistoren von den zwei Transistoren (dritter und vierter Transistor) der Detektorstufe
der beiden Ausgangstransistoren proportional ist und 40 erfaßt. An die Basis und den Emitter dieser Transistoren
der von der Rückkopplungsstufe an die Vorverstärkerstufe
gegeben wird. Allerdings ist es schwierig, bei dem bekannten Leistungsverstärker die durch die Ausgangstransistoren
der Gegentaktschaltung fließenden Ströme mit einer solchen Genauigkeit zu erfassen, daß die
Gegenkopplung den gewünschten Effekt hat und beispielsweise nicht: dazu führt daß der Ausgangsstrom
zu gering für eine an die Ausgangsstufe angeschlossene Last wird. Im allgemeinen weisen die Bauelemente, die
den Ausgangsstrom der Verstärkerschaltung in eine Spannung umwandeln, äii dann von der Detektorstufe
erfaßt wird, ebenso einen parasitären Widerstand auf wie die Bauelemente in der Detektorstufe. Allerdings
unterscheidet sich der parasitäre Widerstand eines Bauelements der Ausgangsstufe von dem parasitären
Widerstand des entsprechenden Bauelements der Detektorstufe. Handelt es sich bei diesen Bauelementen
beispielsweise um Dioden oder als Dioden geschaltete Transistoren, so ändert sich die Strom-Spannungs-Kennlinie,
d.h. bei gegebenem Strom wird die Spannung größer oder der Strom nimmt bezüglich der
Spannung aufgrund des parasitären Widerstands ab. Üblicherweise ist es so, daß der Ausgangstransistor
einen größeren Emitterbereich hat als der Transistor in dor Detektorstufe. Folglich hat der Ausgangstransistor
auch einen größeren parasitären Widerstand. Werden in d«r Ausgangsstufe Dioden zum Umwandeln des
Ausgangsstroms in eine Spannung eingesetzt, so ist auch sind Kompensationswiderstände angeschlossen. Der
Bac'sstrom in dem dritten oder vierten Transistor
beträgt \/ß des Emitterstroms. Somit könnte der an den Emitter angeschlossene Widerstand an die Basis
angeschlossen werden, wenn sein Widerstandswert um das /?-fache erhöht würde, andererseits kann der an die
Basis angeschlossene Widerstand an den Emitter angeschlossen werden, wenn sein Widerstandswert um
das 0-fache reduziert würde. Daher reicht es in der
3d Praxis aus, entweder nur an die Basis oder nur an den
Emitter einen Kompensationswiderstand anzuschließen.
Zur Ausschaltung der Wirkungen der parasitären Widerstände können solche Kompensationswiderstände
vorgesehen sein, die den gleichen Wert haben wie der jeweils betreffende parasitäre Widerstand. Es
können jedoch auch Widerstände mit abweichenden Widerstandswerten vorgesehen sein. Wenn der Wert
des Kompensationswiderstands größer ist als der parasitäre Widerstand, kann der Ausgangssstrom der
Vorverstärkerstufe sehr stark verstärkt werden. Ist der Wert des Kompensationswiderstands niedriger als der
des parasitären Widerstands, so wird dir Ausgangsstrom
der Vorverstärkerstufe weniger verstärkt. Der Widerstandswert des Kompensationswiderstands bzw.
der Kompensationsviderstfinde ist also optional. Ebenso
ist die Lage des Kompensationswiderstands optional. Es reicht aus, wenn der Widerstand in einer Signallei-
60
hing zwischen der Ausgangsstufe und der Vorverstärkerstufe
vorgesehen ist
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers,
F i g. 2A, 2B und F i g. 3 Diagramme der Ausgangssignale bzw. Ausgangsströme des Leistungsverstärkers
nach F i g. 1 zur Verdeutlichung seiner Arbeitsweise,
F i g. 4 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungjgemäßert Leistungsverstärkers,
Fig. 5 das Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers.
Fig. I zeigt das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungegemäflen Leistungsverstärkers.
Dem Einganganschluß 10 wird das zu verstärkende Signal zugeführt, das im folgenden als Eingangssignal
bezeichnet wird. Der Eingangsanschluß 10 ist eine uirg«..?v.Mii iiiiv i/uviijv, u\*i VIi riut/i»iiit.iit,r gCCTuCi ΐ3ι Ümu
deren Innenleiter über einen Kondensator 12 mit der Basis eines pnp Transistors 14 verbunden ist. Der
Emitter des Transistors 14 ist mit dem Emitter eines pnp Transistors 16 verknüpft und liegt über einen Widerstand
18 am positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 20. Die Basis des Transistors 14 ist über den Widerstand
22 und die Basis des Transistors 16 ist über den Widerstand 24 geerdet bzw. an Bezugspotential gelegt.
Der Kollektor des Transistors 14 ist über den Widerstand 26 und der Kollektor des Transistors 16 ist
über den Widerstand 28 mit dem Anschluß eines Widerstandes 30 verknüpft. Der andere Anschluß des
Widerstandes 30 liegt am negativen Pol der Gleichspannungsquelle 20. Die Transistoren 14 und 16 bilden einen
Differenzverstärker der Vorverstärkerstufe.
Der Kollektor des Transistors 14 ist mit der Basis eines npn Transistors 32 und der Kollektor des
Transistors 16 ist mit der Basis eines npn Transistors 34 verbunden. Der Kollektor des Transistors 32 liegt über
einen Widerstand 36 und der Kollektor des Transistors 34 über einen Widerstand 38 am positiven Anschluß der
Gleichspannungsquelle 20. Die Emitter der Transistoren 32 und 34 sind miteinander verknüpft und über einen
Widerstand 40 mit dem negativen Anschluß der Gleichspannungsquelle 20 verbunden. Der Kollektor
des Transistors 32 ist mit der Basis eine npn Transistors 42 und der Kollektor des Transistors 34 mit der Basis
eines npn Transistors 44 verbunden. Die Transistoren 32 und 34 bilden zusammen einen Differenzverstärker
einer Treiberstufe für die Transistoren 42 und 44. Der Kollektor des Transistors 42 ist mit dem Kollektor eines
npn Transistors 46 verknüpft. Der Emitter des Transistors 42 ist sowohl mit der Basis des Transistors
als auch mit der Basis eines npn Transistors 50 über einen Kompensationswiderstand 48 verbunden. Der
Kollektor des Transistors 44 ist mit dem Kollektor eines npn Transistors 52 verknüpft Der Emitter des
Transistors 44 ist sowohl mit der Basis des Transistors als auch mit der Basis eines npn Transistors 56 über
einen Kompensationswiderstand 54 verbunden. Das bedeutet daß sowohl die Transistoren 42 und 46 als auch
die Transistoren 44 und 52 jeweils eine Darlington-Schaltung bilden. Der Kollektor des Transistors 46 liegt
am positiven Pol der Gleichspannungsquelle 20. Der Emitter des Transistors 46 ist direkt mit dem Kollektor
des Transistors 52 und über einen Widerstand 58 mit der Basis des Transistors 16 verbunden. Der Emitter des
Transistors 46 liegt auch am Innenanschluß einer Ausgangsbuchse 60. Der Außenanschluß der Ausgangsbuchse
60 ist über einen Verbraucher 62, der beispielsweise ein Lautsprecher sein kann, mit Erde
bzw. Bezugspotential verbunden. Der Emitter des Transistors 52 liegt am negativen Pol der Gleichspannungsquelle
20 an. Die Transistoren 42, 44, 46 und 52 bilden zusammen die Ausgangs- bzw. Endstufe des
Leistungsverstärkers, womit die Endstufe des Leistungsverstärkers nur mit npn Transistoren bestückt ist. Die
ίο Transistoren 50 und 56 bilden die Detektor- bzw.
Erfassungsstufe für die Leistungstransistoren 46 und 52.
Der Kollektor des Transistors 50 ist mit der Basis und
dem Kollektor pines pnp Transistors 64 und mit der Basis eines npn Transistors 66 verbunden. Der Emitter
des Transistors 50 ist über einen Kompensationswiderstand 68 mit dem Emitter des Leistungstransistors 46
verknüpft. Der Transistor 64 wirkt somit als Diode, da Basis und Kollektor kurzgeschlossen sind. Der Emitter
des Transistors 66 ist mit dem Kollektor des Transistors
Der Emitter des Transistors 56 liegt über einen Kompensationswiderstand 72 an dem negativen Pol der
Gleichspannungsquelle 20. Der Emitter des Transistors 70 ist mit dem Emitter eines npn Transistors 74
verbunden. Der Transistor 74 wirkt als Diode, da seine Basis und sein Kollektor kurzgeschlossen sind. Der
Kollektor des Transistors 70 ist mit dem Verknüpfungspunkt der Widerstände 26,28 und 30 der Vorverstärkerstufe
ν ;rbunden. Der Emitter des Transistors 64 und die Kollektoren der Transistoren 66 und 74 liegen am
positiven Pol der Gleichspannungsquelle 20 an. Die Transistoren 64. fi6, 70 und 74 bilden zusammen eine
Rückkopplungsstufe des Lehtungsverstärkers.
Im folgenden wird die Arbeitsweise eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Leistungsverstärker
beschrieben. Es sei vorausgesetzt, daß dem Eingangsanschluß 10 ein sinusförmiges Eingangssignal
mit abwechselnd wiederkehrenden positiven und negativen Halbwellen zugeführt wird. Das Eingangssignal
wird an die Basis des Transistors 14 über ein RC-C\\ed mit vorgegebener Zeitkonstante gelegt, das
aus dem Kondensator 12 und dem Widerstand 22 besteht. Da die Transistoren 14 und 16 einen
Differenzverstärker bilden, erhält man am Kollektor des Transistors 14 einen Strom, der dem verstärkten,
invertierten Eingangssignal und am Kollektor des Transistors 16 einen Strom, der dem verstärkten,
nichtinvertierten Eingangssignal entspricht Der Transistor 32 wird durch den Kollektorstrom des Transistors
14 und der Transistor 34 durch den Kollektorstrom des Transistors 16 ausgesteuert. Der Transistor 42 wird
durch den Kollektorstrom des Transistors 32 u.vd der Transistor 44 durch den Kollektorstrom des Transistors
34 ausgesteuert Die Transistoren 42 und 46 bilden ebenso wie die Transistoren 44 und 52 eine Darlington-Schaltung.
Deshalb wird der Transistor 46 von einem Strom durchflossen, der dem verstärkten nichtinvertierten
Eingangssignal entspricht Der Transistor 52 wird demgegenüber von einem Strom durchflossen, der dem
verstärkten, invertierten Eingangssignal entspricht. Am Ausgangsanschluß 60 steht demnach ein Ausgangssignal
an, das der Differenz zwischen den Amplituden der Ströme entspricht die durch die Transistoren 46 und 52
fließen. Das heißt, daß die Ausgangsstufe des Leistungs-Verstärkers
als Gegentaktverstärker arbeitet Der Anteil der Ausgangssignale der Transistoren 46 und 52,
der der Gleichspannung und Teilen der Wechselspannung entspricht ist an die Basis des Transistors 16 über
eine negative Rückkopplungs- bzw. Gegenkopplungsleitung geführt, in die der Widerstand 58 geschaltet ist.
Die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 46 der Endstufe wird rrittels der Kompensationswiderstände
48 und 68 an Basis und Emitter des Transistors 50 und die Basis-Emitterspannung des Transistors 52 der
Ausgangsstufe wird mittels der Kompensationswiderstänr!^54
und 72 an Basis und Emitter des Transistors 56 geführt. Somit werden sowohl die Transistoren 50 und
56, als auch die Transistoren 46 und 52 durch die Emitterströme der Transistoren 42 und 44 ausgesteuert.
Es sei vorausgesetzt, daß die Betriebsströme, das sind die Ströme, die die Transistoren 46, 52, 50, 56 und 70
durchfließen mit li, h, h, U und /^bezeichnet werden und
daß die Emitterflächen der Transistoren 46 und 50 ebenso wie die Emitterflächen der Transistoren 52 und
56 ein Verhältnis von N: \ haben. Dann füllen die Betriebsströme h und Λ folgende Beziehungen:
Für die Betriebsströme I2 und /4 läßt sich folgende
Beziehung angeben:
(2)
Das Potential im Punkt A, der in F i g. 1 eingezeichnet
ist, kann entweder als Summe der Basis-Emitterspannunf Vbeia des Transistors 64 und der Basis-Emitterspannung
Vbev, des Transistors 66 oder als Summe der Basis-Emitterspannung VBEn des Transistors 74 und der
Basis-Emitterspannung V1Sf70 des Transistors 70 ausgedrückt
werden. Weiterhin sei vorausgesetzt, daß der Kollektorstrom des pnp Transistors 64 mit Isp
bezeichnet wird, daß die Emitterflächen des Transistors 64 und des Transistors 70 ein Verhältnis von K\ ·. 1
haben, daß der Kollektorreststrom des npn Transistors 66 mit Isn bezeichnet wird und daß die Emitterflächen
der Transistoren 66 und 64 ein Verhältnis von K2 :1
haben und daß weiterhin die Stromverstärkungen, d. h. die Stromverstärkungsfaktoren dieser Transistoren
groß genug sind, um die Basisströme vernachlässigen zu können. Für die Basis-Emitterspannungen der Transistoren
64, 66, 74 und 70 erhält man dann folgende Beziehungen:
Vbe»
IL1nA.
Q
hp
KT , I4
In -i-
In -i-
<7 /s.v
KT
In
vier Gleichungen, bezogen auf das Potential im Punkt A der F i g. 1:
-A + In
1SP
'SN
= in
+ In
'SP
(3)
Vom Kollektor des Transistors 70 fließt der Strom /f
zum Verknüpfungspunkt der Widerstände 30, 26 und 28 der Vorverstärkerstufe. Daraus ergeben sich folgende
Beziehungen:
'u + /ie) + Ä2g/|6 =
dabei ist:
/,4 = /,6 - /0/2
Vbei2 die Basis-Emitterspannung des Transistors 32
Vbem die Basis-Emitterspannung des Transistors 34
jo /m der Kollektorstrom des Transistors 14
/]fl der Kollektorstrom des Transistors 16
/0 der Strom, der den Widerstand 18 durchfließt
Rm, R2»
und Rw die Widerstandswerte der Widerstände 30, 28
und 40 und
β der Stromverstärkungsfaktor.
Somit ist der Kollektorstrom If des Transistors 70 weitgehend konstant. Daraus ergibt sich, daß bei
positiver Halbwelle des Eingangssignals der Betriebsstrom Λ des Transistors 46 zunimmt und entsprechend
der Betriebsstrom I2 des Transistors 52 abnimmt.
Demgegenüber nimmt bei negativer Halbwelle des Eingangssignals der Betriebsstrom I2 des Transistors 52
zu, und der Betriebsstrom /1 des Transistors 46 nimmt
entsprechend ab. Das heißt, daß die Endstufe des Leistungsverstärkers im Gegentaktbetrieb arbeitet.
Wenn kein Eingangssignal anliegt, ergibt sich
I\q*> hqOder Ijqsa Uq
Damit erhält man für den Ruhestrom Ijdk der
Transistoren 46 und 52 der Endstufe folgende Beziehung:
(4)
wobei mit:
k die Boitzmann-Konstante
T die absolute Temperatur
q die Ladung eines Elektrons
T die absolute Temperatur
q die Ladung eines Elektrons
bezeichnet ist
Die folgende Beziehung ergibt sich aufgrund dieser Folglich ist der Ruhestrom /#fc im wesentlichen
konstant
In F i g. 2A ist die Abhängigkeit der Betriebsströme I3
des Transistors 50 und U des Transistors 56 der Detektorstufe des Leistungsverstärkers von der Spannung
V des Eingangssignals dargestellt Die Größe des Betriebsstromes If des Transistors 70 ist mit der
strichpunktierten Linie wiedergegeben. Der Ruhestrom lidic ist mit dem Punkt der strichpunktierten Linie
gegeben, an dem das Eingangssignal V Null ist Die in den Gleichungen (1) und (2) dargestellten Verhältnisse
werden unter idealen Bedingungen sowohl von den Betriebsströmen l\ und h der Transistoren 46 und 52 der
Endstufe, als auch von den Betriebsströmen /3 und /4 der Transistoren 50 und 56 der Detektorstufe erfüllt.
Tatsächlich steigt jedoch die Basis-Emitterspannung eines Leistungstransistors über einen theoretisch
gegebenen Wert an, da bei hohen Strömen in Basis oder Emitter parasitäre Widerstände, beispielsweise Emitterbahn-
und Bi:isbahnwiderstände wirksam werden.
Daraus folgt, daß die Betriebsströme der Transistoren 50 und 56, die mit den Gleichungen (1) und (2) gegebene
Beziehung nicht erfüllen. Wie die gestrichelte Linie in Fig.2A zeigt, ändern sich die Betriebsströme /3 und U
mit der Spannung. Sie ändern sich mit der Spannung entsprechend den ausgezogenen Linien, wenn die
Kompensationswiderstände vorgesehen sind. Solange die Betriebsströme klein sind, wird die Erfassung des
Betriebsstroms von parasitären Widerständen nicht beeinflußt. Damit kann zwar der Rückkopplungsstrom
If, das heißt der Kollektorstrom des Transistors 70 geregelt bzw. eingestellt werden, jedoch nicht das
Produkt der Betriebsströme /1 und h der Leistungstransistoren
46 und 52. Infolgedessen stellt sich das Problem, daß einerseits der Betriebsstrom des stromführenden
bzw. ausgesteuerten Transistors nicht groß genug gemacht werden kann, um einen Verbraucher zu speisen
oder daß andererseits bei kleinem Betriebsstrom des nichtangesteuerten Transistors Übernahmeverzerrungen
entstehen. Um die Wirkung des parasitären Widerstandes auszugleichen, wird deshalb ein Kompensationswiderstand
48 an die Basis und ein Kompensationswiderstand 68 an den Emitter des Transistors 50
der Detektorstufe angeschlossen. Ein Kompensationswiderstand 54 ist mit der Basis und ein weiterer
Kompensationswiderstand 72 ist mit dem Emitter des Transistors 56 der Detektorstufe verbunden. Die
Aufgabe, die Wirkung eines parasitären Widerstandes auszuschließen, erfüllen die Widerstände 48,68, 54 und
72 dann, wenn ihr Widerstandswert gleich dem AZ-fachen des Widerstandswertes des parasitären
Widerstandes ist, wobei N durch das Verhältnis zwischen den Emitterflächen des Ausgangstransistors
46 und des Erfassungstransistors 50 gegeben ist. Durch die Verwendung der Kompensationswiderstände 48,68,
54 und 72 in der Detektorstufe des Leistungsverstärkers wird erreicht, daß die mit Gleichung (3) gegebene
Beziehung in jedem Fall gilt. Damit ist ein stets stabiler Rückkopplungsstrom gegeben und der Betriebsstrom
der Leistungstransistoren 46 und 52 wird stabilisiert bzw. geregelt
Der Widerstandswert des Kompensationswiderstandes 48, der mit der Basis des Transistors 50 verbunden
ist und der Widerstandswert des Kompensationswiderstandes 54, der mit der Basis des Transistors 56
verbunden ist, werden auf den Kehrwert des Stromverstärkungsfaktors
β der Transistoren 50 und 56 reduziert. Deshalb sind die Kompensationswiderstände 48 und 54
nicht unbedingt erforderlich. Stattdessen können die Widerstandswerte der Kompensationswiderstände 68
und 72, die an die Emitter der Transistoren 50 und 56 angeschlossen sind, durch die Größe der Widerstandswerte
der Kompensationswiderstände 48 und 54 vergrößert werden.
Durch die Verwendung von Kompensationswiderständen wird das Produkt der Betriebsströme I\ und h
der Transistoren 46 und 52 der Endstufe, d.h. das Produkt der Ausgangsströme konstant gehalten. Wird
also ein Ausgangsstrom von einem der Leistungstransistoren 46 oder 52 beispielsweise um den Faktor 100
vergrößert, dann wird der Ausgangsstrom des anderen Transistors auf '/ioo verkleinert. Führt eine Reduzierung
des Ausgangsstroms auf '/100 zu einem zu kleinen Stromwert, dann treten Saug- oder Übernahmeverzerrungen
auf.
Aus diesem Grund sollte der reduzierte Ausgangsstrom vorzugsweise einen größeren Wert aufweisen.
Um dies zu erreichen, ist es ratsam, den Kompensationswiderständen 48, 68, 54 und 72, mit denen die
Detektorstufe des Leistungsverstärkers bestückt ist, Widerstandswerte zu geben, die größer sind als das
/V-fache des Widerstandswertes eines parasitären Widerstandes, der in den Leistungstransistoren 46 und
42 auftritt. N bedeutet hier wieder die Größe des Verhältnisses zwischen den Emitterflächen der Transistoren
46 und 50. Der Rückkopplungsstrom If wird entsprechend der Gleichung (3) stabilisiert bzw.
geregelt. Somit wird durch den Kompensationswiderstand 48, der mit der Basis des Transistors 50 und den
Kompensationswiderstand 68, der mit dem Emitter des Transistors 50 verknüpft ist, der Betriebsstrom /3 des
Transistors 50, der den Ausgangsstrom des stromführenden Transistors 46 der Ausgangsstufe erfaßt, auf eine
Größe reduziert, die kleiner als I\/N ist. In gleicher Weise wird durch den Kompensationswiderstand 54,
der mit der Basis des Transistors 56 verbunden ist, und den Kompensationswiderstand 72, der mit dem Emitter
des Transistors 56 verbunden ist, der Betriebsstrom /4 des Transistors 56, der den Ausgangsstrom des
Transistors 52 der Leistungsstufe erfaßt, wenn dieser stromführend ist, auf eine Größe reduziert, die kleiner
als hlN'\s\.. Daraus ergibt sich, daß die Betriebsströme /1
oder h zunehmen, die im nicht ausgesteuerten
j? Arbeitstakt auftreten.
In Fig.2B sind der Betriebsstrom /3, der den
Detektortransistor 50 durchfließt und der Betriebsstrom /4, der den Detektortransistor 56 durchfließt, über der
Eingangsspannung V aufgetragen. Dabei sind die Kennlinien gezeigt, die man erhält, wenn die Kompensationswiderstände
mit der Detektorstufe des Leistungsverstärkers verbunden bzw. nicht verbunden sind.
Die durchgehenden Linien der F i g. 2B erhält man, wenn die Kompensationswiderstände in die Detektorstufe
des Leistungsverstärkers geschaltet sind. Die gestrichelten Linien der F i g. 2B erhält man, wenn die
Detektorstufe nicht mit Kompensationswiderständen bestückt ist. F i g. 2B zeigt, daß unter der Voraussetzung,
daß Kompensationswiderstände in die Detektorstufe geschaltet sind und der Ausgangsstrom eines der
Transistoren der Detektorstufe abnimmt, der die Ausgangsströme der Leistungstransistoren der Endstufe
erfaßt, der Ausgangsstrom des anderen Transistors der Detektorstufe entsprechend dem Ausmaß der
Abnahme größer wird.
Die folgende Tabelle 1 enthält gemessene Werte der Betriebsströme /1, /2, /3 und U, die durch die
Leistungstransistoren 46 und 52 und die Erfassungstransistoren 50 und 56 fließen. Die Tabelle enthält einerseits
die Stromwerte für den Fall, daß Kompensationswiderstände 48,68,54 und 72 mit den Erfassungstransistoren
verbunden sind und andererseits für den Fall, daß keine Kompensationswiderstände vorgesehen sind. Parasitäre
Widerstände der Transistoren 46 und 52 wurden vernachlässigt, um das Anwachsen des Stroms im
betriebsmäßigen Arbeitstakt durch den Kompensationswiderstand zu verdeutlichen.
Taoelle 1
mit
Kompensationswiderständen
ohne
Komptn.sations-
widerjtändft
| Z1 | IA | IA |
| h | 0.1mA | 1.0 mA |
| h | 1OmA | 0.7 mA |
| U | 0.001 mA | 0.009 mA |
Für die in Tabelle 1 enthaltenen Werte wurde davon ausgegangen, daß die Größe N des Verhältnisses
zwischen den Emitterflächen der Transistoren 46 und 50 gleich 100 ist, daß der Widerstandswert der Kompensationswiderstände
48 und 54 gleich 0 Ω ist und daß der Widerstandwert der Kompensationswiderstände 68 und
72 gleich
N ■ Rex (2,
wobei Rex der Widerstandswert des parasitären Widerstandes im Emitter des Leistungstransistors 46 ist.
Weiterhin wurde davon ausgegangen, daß der Ruhestrom der Transistoren 46 und 52 eine Größe von 10 mA
hat, wenn kein Eingangssignal anliegt und daß der Ausgangsstrom I\ des Transistors 46 eine Größe von
1 A hat. Aus der Tabelle 1 geht hervor, daß der Ausgangsstrom A des Erfassungstransistors 56, mit dem
der Ausgangsstrom des Leistungstransistors 52 im mchtausgesteuerten Arbeitstakt erfaßt wird, einen Wert
hat, der etwa 9mal größer und daß der Ausgangsstrom h des Leistungstransitors 52 einen Wert hat, der etwa
lOmal größer ist als wenn die Kompensationswiderstände
68 und 72 nicht vorgesehen sind. Damit wird die Übernahmeverzerrung reduziert.
Anstatt den Kompensationswiderstand 48 mit der Basis des Transistors 50 der Detektorstufe, den
Kompensationswiderstand 54 mit der Basis des Transistors 56 der Detektorstufe, den Kompensationswiderstand
68 mit dem Emitter des Transistors 50 und den Kompensationswiderstand 72 mit dem Emitter des
Transistors 56 zu verbinden, kann man auch sowohl einen Kompensationswiderstand in Serie zwischen den
Kollektor des Transistors 56 und die Basis des Transistors 70 als auch einen Kompensationswiderstand
in Serie zwischen den Emitter des Transistors 70 und den Emitter des Transistors 74 schalten. Damit wird die
gleiche Wirkung erzielt In diesem Fall tritt zwischen den Basen der Transistoren 70 und 74 eine Spannung
auf, die dem Produkt de« Betriebsstroms /3 des Transistors 50 mit dem Betriebsstrom U des Transistors
56 entspricht Der Strom If des Transistors 70 nimmt jedoch bei der beschriebenen Serienschaltung der
Kompensationswiderstände ab. Hält man allerdings den Betriebsstrom /fdes Transistors 70 über eine Rückkopplungsschleife
konstant, so werden die Ausgangsströme der Ausgangstransistoren 46 und 52 größer.
Wie aus Fig.3 ersichtlich, wird der Betriebsstrom
eines der Detektortransistoren nicht nennenswert abnehmen, obwohl der des anderen Detektortransistors
anwächst Folglich ist damit die gleiche Wirkung sichergestellt wie wenn ein Kompensationswiderstand
mit einem Detektortransistor verbunden ist In diesem Fall wird, wie die gestrichelte Linie in Fig.3
verdeutlicht die ι/ΤϊΙϊ größer, wenn die Eingangsspannung
wächst
Der Kollektor des Transistors 70 der Rückkopplungsstufe kann über einen Kondensator geerdet Werder
Das heißt, daß die Rückkopplungsleitung für den Wechselstrom mit einer Nebenleitung geerdet werden
kann oder nicht. In dem beschriebenen Ausfühmngsbeispiel vird die Ausgangsstufe von npn Transistoren
gebilcst, so daß der Leistungsverstärker eine hohe Strombelastbarkeit besitzt und auch als integrierter
Schaltkreis ausgeführt werden kann.
In Fig.4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers dargestellt Ein nichtinvertierender Eingangsanschluß 110 ist mit
der Basis eines pnp Transistors 114 und ein invertierender
Eingangsanschluß 112 ist mit der Basis eines pnp Transistors 116 verbunden. Die Transistoren 114 und
116, deren Emitter miteinander verknüpft sind, bilden
einen Differenzverstärker der Vorverstärkerstufe. Die Emitter der Transistoren 114 und 116 liegen über die
Kollektor-Emitterstrecke eines pnp Transistors 118 am positiven Anschluß einer Gleichstromquelle 120. Der
Kollektor des Transistors 114 ist über die KoHektor-Emitterstrecke
eines npn Transistors 122 und einen Widerstand 124 mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle
120 verbunden. Der Kollektor des Transistors 116 ist mit der Anode einer Diode 126 verknüpft,
deren Kathode über einen Widerstand 128 an dem negativen Anschluß der Gleichstromquelle 120 liegt.
Die Anode der Diode 126 ist mit der Basis des Transistors 122 verbunden. Die Basis des Transistors
118 ist mit der Basis eines pnp Transistors 130 verknüpft,
der als Diode wirkt, da Basis und Kollektor kurzgeschlossen sind. Der Emitter des Transistors 130 liegt am
positiven Anschluß der Gleichstromquelle 120. Der Kollektor des Transistors 130 ist über Widerstände 132
und 134 mit dem negativen Anschluß der Gleichstromquelle 120 verbunden.
Der Kollektor des Transistors 114 ist mit der Basis eines npn Transistors 136 verknüpft. Der Kollektor des
Transistors 116 ist an die Basis eines npn Transistors 138
geführt Der Kollektor des Transistors 138 ist direkt mit der Basis eines pnp Transistors 140 und mit dessen
Emitter über einen Widerstand 142 verbunden. Der Emitter des Transistors 138 ist über einen Widerstand
144 zum Emitter des Transistors 136 geführt. Die Kollektoren der Transistoren 140 und 13Λ sind
miteinander verbunden. Am Kollektor des Transistors 140 liegt der Ausgangsanschluß 146 des Leistungsverstärkers.
Der Emitter des Transistors 140 ist mit dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle 120 verbunden.
Der Emitter des Transistors 136 liegt am negativen Anschluß der Gleichstromquelle 120. Die Transistoren
140 und 136 bilden somit zusammen die Ausgangs- bzw. Leistungsstufe des Leistungsverstärkers. Der Transistor
138 stellt eine Treiber- bzw. Steuerstufe für den Ausgangstransistor 140 dar. Die Endstufe ist mit
üblichen komplementären pnp und npn Transistoren in Emitterschaltung bestückt Die Basis des Transistors 140
ist mit der Basis eines pnp Transistors 148 verknüpft Die Basis des Transistors 136 ist mit der Basis eines npn
Transistors 150 verbunden. Der Kollektor des Transistors 148 liegt am positiven Anschluß der Gleichstromquelle
120. Der Emitter des Transistors 148 ist sowohl mit dem Kollektor des Transistors 150, als auch mit der
Basis eines pnp Transistors 152 verbunden. Der Emitter des Transistors 150 liegt über einen Kompensationswiderstand
154 am negativen Anschluß der Gleichstromquelle 120. Der Emitter des Transistors 152 ist mit
der Kathode einer Diode 156 verknüpft deren Anode zum positiven Anschluß der Gleichstromquelle 120
geführt ist Der Kollektor des Transistors 152 ist mit dem Verknüpfungspunkt der Widerstände 132 und 134
verbunden. Die Transistoren 148 und 150 bilden zusammen die Detektor- bzw. Erfassungsstufe des
Leistungsverstärkers. Der Transistor 152 repräsentiert eine Rückkopplungsstufe.
Im folgenden wird die Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers beschrieben. Werden den Eingangsanschlüssen 110 und 112 Eingangssignale zugeführt, so
stehen an den Kollektoren der Transistoren 114 und 116
Signale an, die der verstärkten Differenz der Eingangssignale entsprechen. Der Kollektorstrom des Transistors 116 steuert den Ausgangsstrom 140 über einen die
Phase umkehrenden Transistor 138 an. Damit werden zwischen Basis und Emitter der Leistungstransistoren
140 und 136 Signale unterschiedlicher Phase aufgeprägt Die Leisiungstransistoren 140 und 136 arbeiten
demnach im Gegentaktbetrieb. Die verstärkten Signale werden dem Ausgangsanschluß 146 zugeführt
Das Basispotential des Leistungstransistors 140 liegt an der Basis des Deiektortransistors 148. Das
Basispotential des Leistungstransistors 136 liegt an der Basis des Detektortransistors 150 und das Emitterpotential des Transistors 136 wird zum Emitter des
Detektortransistors 150 über einen Kompensationswiderstand 154 geführt Ausgangsströme dieser Detektor- bzw. Erfassungstransistoren 148 und 150 werden
zur Basis eines Transistors 152 geleitet Der Kollektorstrom des Transistors 152 wird der Vorverstärkerstufe
Ober eine negative Rückkopplungsleitung eingespeist Es werden der Betriebsstrom des Detektortransistors
148 mit Is, der Betriebsstrom des Detektortransistors
150 mit h und der Betriebsstrom des Transistors 152, das
heißt der Rückkopplungsstrom mit h bezeichnet Für die Betriebsströme der Transistoren 148, 150 und 152
ergibt sich folgende Beziehung:
fr-Wi
(5)
In Fig.4 ist der Kompensationswiderstand 154 an
den Emitter des Detektortransistors 150 angeschlossen, der genauso wirkt wie die Kompensationswiderstände
54 und 72 des in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels, wenn ihr Widerstandswert die gleiche Größe hat Der
Transistor 148 ist nicht mit einem Kompensationswiderstand versehen, der den in F i g. 1 gezeigten Kompensationswiderständen 48 und 68 entsprechen würde.
Deshalb wird in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 die Wirkung eines parasitären Widerstandes, der im
Ausgangstransistor 136 auftritt nur bei einer Halbwelle des Eingangssignals unterdrückt Abhängig vom Anwendungsfall besitzt das zweite Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers jedoch ebenfalls die beschriebenen Vorteile. Wie im ersten
Aiisführungsbeispiet kann weiterhin der Kollektor des
Transistors 152 über einen Kondensator geerdet werden.
In Fig.5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers dargestellt Ein Eingangsanschluß 210 ist an die Basis eines npn
Transistors 212 gelegt, dessen Emitter direkt mit dem
Emitter eines npn Transistors 214 verknüpft ist und über
einen Widerstand 216 an dem negativen Anschluß einer Gleichstromquelle 218 liegt
Die Basis des Transistors 212 ist über den Widerstand 220 und die Basis des Transistors 214 ist über den
Widerstand 222 geerdet bzw. an Bezugspotential gelegt Der Kollektor des Transistors 212 ist mit dem Emitter
eines pnp Transistors 228 über einen Widerstand 224 verbunden. Der Kollektor des Transistors 214 ist über
einen Widerstand 226 an den Emitter eines pnp Transistors 230 geführt Die Basen der Transistoren 228
und 230 sind miteinander verknüpft und liegen an dem negativen Pol einer Hilfsgleichstromquelle 232, deren
positiver Anschluß mit dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle 218 verbunden ist Der Kollektor des
Transistors 212 liegt über einen Widerstand 234 und der
ίο Kollektor des Transistors 214 über einen Widerstand
236 an dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle 218. Der Emitter des Transistors 228 ist über den
Widerstand 238 und der Emitter des Transistors 230 ist über den Widerstand 240 mit dem positiven Anschluß
der Gleichstromquelle 218 verbunden. Der Kollektor des Transistors 228 ist mit der Basis eines npn
Transistors 242 direkt verknüpft und liegt über den Widerstand 246 am negativen Anschluß der Gleichstromquelle 218. Der Kollektor des Transistors 230 ist
mit der Basis eines npn Transistors 244 direkt und über einen Widerstand 248 mit dem negativen Anschluß der
Gleichstromquelle 218 verbunden. Ein npn Transistor 250 und der Tansistor 242 bilden eine Darlington-Schaltung. Der Kollektor des Transistors 250 liegt am
positiven Anschluß der Gleichstromquelle 218. Der Emitter des Transistors 250 ist mit der Anode einer
Diode 252 verknüpft deren Kathode mit der Anode einer Diode 254 verbunden ist Die Kathode der Diode
254 ist mit dem Kollektor eines npn Transistors 256
verbunden. Die Transistoren 256 und 244 bilden
ebenfalls eine Darlington-Schaltung. Der Emitter des Transistors 256 ist an den negativen Anschluß der
Gleichstromquelle 218 geführt Der Verknüpfungspunkt der Dioden 252 und' 254 ist sowohl über einen
Widerstand 258 mit der Basis des Transistors 214 als auch direkt mit dem Ausgnngsanschluß 260 verbunden.
Der Außenleiter des Ausgangsanschlusses 260 ist über einen Widerstand 262 geerdet Die Ausgangs- bzw.
Endstufe des Leistungsverstärkers wird also von den
npn Transistoren 250 und 256 gebildet Die Dioden 252
und 254 stellen eine Detektorstufe dar. Die Anode der Diode 252 ist mit den Basen von npn Transistoren 264
und 266 verknüpft Der Emitter des Transistors 264 ist über einen Kompensationswiderstand 268 mit der
Anode einer Diode 270 verbunden. Der Kollektor des Transistors 264 ist über eine Kollektor-Emitterstrecke
eines npn Transistors 272 mit dem Kollektor des Transistors 214 verbunden. Der Emitter des Transistors
266 ist über einen Kompensationswiderstand 274 mit
so der Anode einer Diode 276 verknüpft Die Kathoden der Dioden 270 und 276 sind mit dem Kollektor des
Transistors 256 verbunden. Der Kollektor des Transistors 266 ist Über die Emitter-Kollektorstrecke eines
npn Transistors 278 an den Kollektor des Transistors
212 geführt Die Basen der Transistoren 272 und 278
sind mit der Basis des Transistors 250 verknüpft
Es wird im folgenden die Funktion des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers erläutert Bei einem positiven Ein-
gangssignal wird dem Transistor 250 ein verstärktes Signal zugeführt, Bei einem negativen Eingangssignal
wird der Transistor 256 mit einem verstärkten Signal ausgesteuert Diese verstärkten Signale stehen am
Ausgangsanschluß 260 an. Der Betriebsstrom des
Transistors 250 wird von der Diode 252, der
Betriebsstrom des Transistors 256 von der Diode 254 erfaßt.
Die Transistoren 264 und 266 werden in Abhängigkeit
von den erfaßten Betriebsströmen der Transistoren 250 und 256 ausgesteuert. Damit haben die Ströme, die die
Transistoren 264 und 266 durchfließen, die gleiche
Größe, Die Betriebsströme der beiden Transistoren 264 und 266 werden daher gemeinsam mit ^bezeichnet Der
Betriebsstrom des Leistungstransistors 250 wird mit I7
und der Betriebsstrom des Leistungstransistors 256 mit /g bezeichnet Da die Spannung, die an die beiden
Anschlüsse der Serienschaltung der Dioden 252 und 254
gelegt ist, die gleiche Größe hat, wie die Spannung, die
an den beiden Anschlüssen der Serienschaltung des Kompensationswiderstands 268 und der Diode 270 liegt,
ergibt sich folgende Beziehung:
16
Der der Vorverstärkerstufe über den negativen
Röckkopphmgszweig tatsächlich zugeführte Strom ist gegenüber dem mit dieser Beziehung gegebenen Strom
um einen Wert kleiner, der dem Spannungsabsfall entspricht, der vom Kompensationswiderstand 268
bewirkt wird. Daraus folgt, daß der Betriebsstrom des
Ausgangstransistors 250 im Ausmaß dieses Spannungsabfalls anwächst Der Betriebsstrom in einem angesteuerten
Leistungstransistor wird deshalb nicht pennenswert reduziert Das erste, zweite und dKtte
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Leistungstransistors können deshalb für einen A-, B- und
AB-Betrieb eingestellt werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Leistungsverstärker, umfassend
eine Vorverstärkerstufe mit einer Konstantstroroquelle
und einem an eine Signalquelle anschließbaren Eingang,
eine vom Ausgangssignal der Vorverstärkerstufe gesteuerte Bndstufe mit zwei in Gegentaktschaltung
angeordneten Transistoren und einem Ausgang, an ι ο den eine Last anschläeßbar ist,
eine Detektorstufe, die mit der Endstufe verbunden ist und deren Ausgangsströme mißt, und
eine Rückkopplungsstufe zwischen einem Ausgang der Detektorstufe und er Vorverstärkerstufe, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingangsstrompfad der Detektorstufe (50,64,66,56; 148,150; 252,254) eine Kompensationswiderstandsanordnung (68, 72; 154; 268, 274) eingeschaltet ist, um parasitäre Widerstände der beiden Transistoren (46, 52; 140, 136; 250, 256) der Endstufe auszugleichen.
eine Detektorstufe, die mit der Endstufe verbunden ist und deren Ausgangsströme mißt, und
eine Rückkopplungsstufe zwischen einem Ausgang der Detektorstufe und er Vorverstärkerstufe, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingangsstrompfad der Detektorstufe (50,64,66,56; 148,150; 252,254) eine Kompensationswiderstandsanordnung (68, 72; 154; 268, 274) eingeschaltet ist, um parasitäre Widerstände der beiden Transistoren (46, 52; 140, 136; 250, 256) der Endstufe auszugleichen.
2. Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektorstufe einen dritten, einen vierten, einen fünften und einen sechsten 2s
Transistor (50, 64, 66, 56) aufweist, daß der dritte Transistor (50) mit einem ersten Transistor (46) der
beiden Transistoren der Endstufe eine Stromspiegelschaltung bildet, daß die Basis des dritten Transistors
(50) über einen Kompensationswiderstand (48) mit der Basis des ersten Transistors (46) verbunden ist,
während sein Emitter über einen Kompensationswiderstand (68) mit dem Ausgang (60) der Endstufe
verbunden ist und s-:in KoK jktor über den vierten
Transistor (64), der eis Diode geschaltet ist, mit
einem Stromquellenanschluß und über die Basis-Emitter-Strecke
des fünften Transistors (66) außerdem mit dem Kollektor des sechsten Transistors (56)
verbunden ist, daß die Basis des sechsten Transistors (56) über einen Kompensationswiderstand (54) mit
der Basis des zweiten Transistors (52) der Endstufe verbunden ist, während sein Emitter über einen
Kompensationswiderstand (72) mit einem Bezugspotentialabschluß verbunden ist, daß die Rückkopplungsstufe
einen siebten und einen achten Transistor 4S (70, 74) aufweist, daß die Basis des siebten
Transistors (70) mit dem Emitter des sechsten Transistors (66) verbunden ist, während sein
Kollektor mit der Vorverstärkerstufe verbunden ist und sein Emitter über den achten Transistor (74), der so
als Diode geschaltet ist, mit dem Stromquellenanschluß verbunden ist, wobei die Summe der
BasiS'Emitter-Spannungen von fünftem und sechstem
Transistor (64, 66) gleich der Summe der Basis-Emitter-Spannungen von siebtem und achtem
Transistor (70, 74) ist, und daß der Kollektorstrom de3 siebten Transistors (70) der Quadratwurzel des
Produkts der Betriebsströme der Transistoren (46, 52) der Endstufe entspricht.
3. Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch &o gekennzeichnet, daß die Detektorstufe einen dritten
Und einen vierten Transistor (148, ISO) aufweist, daß
der dritte Transistor (148) zusammen mit einem ersten Transistor (140) der beiden Transistoren der
Endstufe eine Stromspiegelschaltung bildet, daß die Basis des dritten Transistors (148) mit der Basis des
ersten Transistors (140) verbunden ist, während sein Emitter mit dem Kollektor des vierten Transistors
(150) imd sein Kollektor mit einem Stromquellenanschluß
verbunden sind, daß der Emitter des vierten Transistors (150) über eine Kompensationswiderstand
(154) mit einem Bezugspotentialanschluß verbunden ist, und daß die Rückkopplungsstufe
einen fünften Transistor (152) und eine Diode (156) aufweist und die Basis des fünften Transistors (152)
mit dem Emitter des dritten Transistors (148) verbunden ist, während sein Kollektor mit der
Vorverstärkerstufe verbunden ist und se'n Emitter über eine Diode an den Stromquellenanschluß
angeschlossen ist, wobei die Summe der Basis-Emitter-Spannungen von erstem und dritten Transistor
(140,148) gleich der Summe der Basis-Emitter-Spannung des fünften Transistors (152) und der Spannung
über der Diode (156) ist und der Kollektorstrom des fünften Transistors (152) der Quadratwurzel des
Produkts der Betriebsströme von erstem und zweitem Transistor (140,136) entspricht
4. Leistungsverstärker nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Widerstandswert des Kompensationswiderstandes gleich einem Wert ist, der sich durch Multiplikation
eines parasitären Widerstands im ersten Transistor (46,140) mit einem Faktor fjyj ergibt, der größer als
das Verhältnis zwischen den Emitterflächen von erstem und drittem Transistor ist
5. Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorstufe eine erste
und eine zweite Diode (252, 254) aufweist, die in Reihe zwischen den ersten Transistor (250) und den
zweiten Transistor (256) der Endstufe geschaltet sind, und daß die Rückkopplungsstufe wenigstens
eine dritte Diode (270,276), deren Kathode mit dem Kollektor des zweiten Transistors (256) verbinden
ist, und wenigstens einen dritten Transistor (264,266)
aufweist, dessen Basis mit dem Emitter des ersten Transistors (250) verbunden ist, während sein
Emitter über einen Kompensationswiderstand (268, 274) mit der Anode der dritten Diode (270, 276)
verbunden ist und sein Kollektor mit der Vorverstärkerstufe verbunden ist, wobei die Summe aus der
Spannung über der ersten Diode (252) und der Spannung über der zweiten Diode (254) gleich der
Summe der Spannung über der dritten Diode (270, 276) und derjenigen über dem Kompensationswiderstand
(268, 274) ist und der Kollektorstrom des dritten Transistors (264,266) der Quadratwurzel der
Betriebsströme von erstem und zweiten Transistor (250,256) entspricht
6. Leistungsverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationswiderstand
(268,274) einen Widerstandswert gleich einem Wert aufweist, der sich durch Multiplikation eines
parasitären Widerstands im ersten Transistor um einen Faktor ergibt, der größer als das Verhältnis
zwischen der Emitterfläche des ersten Transistors und der Kathodenfläche der ersten Diode ist.
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Legal Events
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| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |