DE1068304B

DE1068304B - Transistor amplifier stage with measures to compensate for the influence of temperature changes

Info

Publication number: DE1068304B
Application number: DENDAT1068304D
Authority: DE
Inventors: Berlin Albert Marggraf
Original assignee: Deutsche Telephonwerke und Kabelindustrie Aktiengesellschaft, Berlin
Publication date: 1959-11-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstufigen Transistorverstärker in Emitterschaltung und bezweckt, bei Temperaturschwankungen die Änderung bestimmter Kennwerte des Verstärkers zu vermeiden.The invention relates to a single-stage transistor amplifier in a common emitter circuit and aims Avoid changing certain characteristics of the amplifier in the event of temperature fluctuations.

Die durch den Transistorverstärker gegenüber dem Röhrenverstärker bedingte Vereinfachung in der Schaltung und Betriebsweise haben das Bestreben gerechtfertigt, möglichst zahlreiche Verwendungszwecke und Betriebsarten für den Transistor zu erschließen. Wenn man von einer gewissen Beschränkung in dem wirtschaftlich nutzbaren Frequenzbereich absieht, so ist der Transistor der Vakuumröhre in der Leistungsfähigkeit gleichwertig und weist ferner die Vorzüge der Kleinheit, des geringen Gewichtes, der sehr niedrigen Speisestromleistung und des Fortfalls der Heizung auf. Es bereitete jedoch bisher bei jeder Verstärkerschaltung mit Transistoren Schwierigkeiten, bei innerer Erwärmung und bei Änderung der Umgebungstemperatur die geforderten Betriebswerte einzuhalten, da sich schon bei verhältnismäßig geringen Temperaturschwankungen der Innenwiderstand des Transistors und damit Eingangs- und Ausgangswiderstand sowie Verstärkungsfaktor unzulässig ändern.The simplification in the due to the transistor amplifier compared to the tube amplifier Circuitry and mode of operation have justified the endeavor to have as many uses as possible and to develop operating modes for the transistor. If you have some limitation in the economically usable frequency range, the transistor of the vacuum tube is in the Efficiency is equivalent and also has the advantages of small size, low weight, the very low feed power and the failure of the heating. So far, however, it prepared for everyone Amplifier circuit with transistors Difficulties with internal heating and when changing the Ambient temperature, the required operating values must be observed, since even at relatively low Temperature fluctuations in the internal resistance of the transistor and thus input and output resistance as well as impermissibly change the gain factor.

Es ist an sich bekannt, z. B. die Einstellelemente im Eingangsstromkreis (z. B. Basiskreis) zur Festlegung des Arbeitspunktes eines einstufigen Transistorverstärkers temperatur- oder stromabhängig auszubilden. Hierdurch wird zwar der Ausgangsstrom (ζ. Β. Kollektorstrom) nahezu konstant gehalten, die für manche Anwendungen wichtige Konstanthaltung des Eingangswiderstandes wird dabei aber nicht berücksichtigt.It is known per se, e.g. B. the setting elements in the input circuit (e.g. base circuit) to determine of the operating point of a single-stage transistor amplifier as a function of temperature or current to train. This means that the output current (ζ. Β. Collector current) is kept almost constant, the need to keep the input resistance constant, which is important for some applications, is thereby achieved but not taken into account.

Die Erfindung weist mit einfachen Mitteln einen Weg, eine Änderung des Eingangswiderstandes und des Kollektornutzstromes eines einstufigen Transistorverstärkers in Emitterschaltung dadurch zu vermeiden, daß im Hinblick auf den sich bei Schwankungen der Temperatur ändernden Innenwiderstand des Transistors der Eingangswiderstand des Verstärkers durch einen im Eingangskreis (Basisstromkreis) angeordneten temperaturabhängigen Widerstand, der zusammen mit einem festen Widerstand als Basisspannungsteiler die statischen Kennwerte des Transistorverstärkers festlegt, und der genutzte Aus gangsstrom (Kollektorstrom im Nutzwiderstand) durch einen im Ausgangskreis liegenden temperaturabhängigen Widerstand, der parallel zum Nutzwiderstand angeordnet ist, auf den geforderten Betriebswert gehalten werden.The invention has a way of changing the input resistance and using simple means to avoid the useful collector current of a single-stage transistor amplifier in an emitter circuit by that with regard to the internal resistance, which changes with fluctuations in temperature of the transistor the input resistance of the amplifier by one in the input circuit (base circuit) arranged temperature-dependent resistor, which together with a fixed resistor as Base voltage divider defines the static characteristics of the transistor amplifier and the used output current (Collector current in the useful resistance) through a temperature-dependent one in the output circuit Resistance, which is arranged parallel to the useful resistance, to the required operating value being held.

Die Zeichnung zeigt die schaltungsmäßige Ausführung der neuen Anordnung, wobei die einzelnen Bauelemente räumlich dicht beieinander und zweckmäßigerweise in einem geschlossenen GehäuseThe drawing shows the circuit design of the new arrangement, with the individual components spatially close together and expediently in a closed housing

mit Maßnahmen zur Kompensationwith measures to compensate

des Einflusses von Temperatur änderungenthe influence of temperature changes

Anmelder:Applicant:

Deutsche TelephonwerkeGerman Telephony Works

und Kabelindustrie Aktiengesellschaft,and Kabelindustrie Aktiengesellschaft,

Berlin SO 36, Zeughofstr.4-11Berlin SO 36, Zeughofstr. 4-11

Albert Marggraf, Berlin,
ist als Erfinder genannt wordenAlbert Marggraf, Berlin,
has been named as the inventor

angeordnet sind. Mit Tr ist ein Transistor bezeichnet, dessen Emitter geerdet ist. An den Klemmen 3 und 4 wird die Speisegleichspannung angelegt. Der Widerstand Rl bildet in an sich bekannter Weise mit dem temperaturabhängigen Widerstand NTC 1 einen Spannungsteiler, der den statischen Arbeitspunkt des Transistors bestimmt. An den Klemmen 1 und 2 wird über den Übertrager Ue die zu verstärkende Wechselspannung an die Basis gelegt. Dadurch fließt im Eingang des Verstärkers ein bestimmter Basisstrom und im Verstärkerausgang ein entsprechender Kollektorstrom. are arranged. A transistor whose emitter is grounded is denoted by Tr. The DC supply voltage is applied to terminals 3 and 4. The resistor Rl forms, in a manner known per se , with the temperature-dependent resistor NTC 1, a voltage divider which determines the static operating point of the transistor. The AC voltage to be amplified is applied to the base at terminals 1 and 2 via the transformer Ue. As a result, a certain base current flows in the input of the amplifier and a corresponding collector current flows in the amplifier output.

Bei jeder Temperaturänderung und der dadurch bedingten Änderung des Innenwiderstandes des Transistors beeinflußt erfindungsgemäß der im Basiskreis liegende Widerstand NTC 1 die statischen Kennwerte des Transistors so, daß in erster Linie eine Gleichhaltung des Eingangswiderstandes (Re) erreicht wird, während im allgemeinen damit nicht auch der Kollektorstrom gleichzeitig konstant gehalten wird. Um auch den am Widerstand R2 genutzten Kollektorstrom auf einem gleichbleibenden Wert zu halten, ist nun parallel zum Widerstand R 2 ein weiterer temperaturabhängiger Widerstand NTC 2 geschaltet. Durch diesen Widerstand mit entsprechender Kennlinie entsteht im Kollektorstromkreis eine Stromverzweigung, und bei Temperaturänderungen wird dadurch der gesamte Kollektorstrom so geregelt, daß durch den Nutzwiderstand 7?2 selbst ein gleichbleibender Strom fließt.With every change in temperature and the resulting change in the internal resistance of the transistor, the resistor NTC 1 in the base circuit influences the static characteristics of the transistor in such a way that primarily the input resistance (Re) is kept constant, while generally not the collector current is kept constant at the same time. In order to keep the collector current used at the resistor R2 at a constant value, a further temperature-dependent resistor NTC 2 is now connected in parallel with the resistor R 2. This resistor with a corresponding characteristic curve creates a current branching in the collector circuit, and when the temperature changes, the entire collector current is regulated in such a way that a constant current flows through the useful resistor 7-2 itself.

909 647/271909 647/271

Claims

Claim:

Transistor amplifier stage in common emitter circuit with measures to compensate for the influence of changes in the ambient temperature, characterized in that one each in the input circuit (base circuit) and in the output circuit (collector circuit) to simultaneously keep the input resistance (Re) and the useful collector current constant (through 7-2) temperature-dependent resistor is arranged and that the temperature-dependent resistor (NTCl) in the input circuit with an ohmic resistor (-Rl) as a base voltage divider and the temperature-dependent resistor (NTC 2) in the output circuit is connected in parallel with the useful resistor (R2).

Considered publications:

British Patent No. 758,991;

Belgian Patent No. 526,970;

R. F. Shea, "Principles of Transistor Circuits," 1953, pp. 177 to 179;

"Archive for technical fairs", sheet Z 119-5 (September 1955);

»Archive of the electr. Transmission ', 1956, no. 9, pp. 374 and 375.

1 sheet of drawings