DE1537716A1 - Schaltungsanordnung zur Temperaturstabilisierung eines Transistorverstaerkers - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Tomperaturstabilisierung einen Trannistorveretärkers Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Temperaturstabilisienuag einen Trannistorverstärkern, dessen Arbeitspunkt konstant gehalten werden soll. Zur Teaperaturstabilisierung des Arbeitspunkten von Transistorverstärkern Ist es bekannt, bei Emitter-Schaltung einen Widerstand vor den Emitter zu schalten@' Diese Maßnahme, die &la Gleichstromgegenkopplung wirkt, befriedigt nicht, wenn es darauf anko»t, einen auch von äußeren Einflüssen unabhängigen sehr stabilen A,-rb6,1t"qpunkt zu haben. Einen sehr viel stabileren Arbeitspunkt erhält man dagegen, wenn eine oder zwei In Serie geschaltete Referanzdioden zur Basis-Emitter-Strecke einen in Eaitter-Schaltung betr-Lebenen Transistors parallel geschaltet worden. Bei dieser bekamuten Schaltung wird der Arbeitspunkt einen Transistors durch die hinsichtlich ihrer Tomperaturkooffizienten aufeinander abgestimmten Schaltelemente (einschließlich der beidön erwähnten Referenzdioden) den Basis-Emitter-Kreiees tomperaturstabilisiert #,siehe Telefunken-Sprecher, Heft 410/196?1 Seite 8). Diese Schaltungsanordnung hat jedoch den Nachteil, daß nie sich zwar fÜr Gleichspannungsveratärker, dagegen weniger fär Hochfrequonzvorstärker eignet, weil die Reterenzdioden xm 2ingang liegen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundq, eine einfache Temperaturstabilialeruug zu finden, die den Arbeitspunkt einen auch für die VerstärkiLug von hechfrequenten Signalen geeigneten Transistorverstärkere In einem möglichet großen Bereich äußerer Temperatureinflümee konntent hält.
• Die Erfindung beeteht bei einer Schaltungsanordnung zur Temperaturstabilinierung den Arbeitspunktes einen Trannistorverstärkern darin, daß zwei Zenerdioden kathodenseitig verbundan und über einen Widerstand en der gegenüber den Anoden der Zenerdioden pieltiven Vermorgungespannung für den Tranzistorverstärker liegen, während die Auede der einen Zenerdiode mit der dem Ein- und Ausgangskeeit uluen Transistors gezeintamen Elektrode verbunden und Uber einen Widerstand nach Manne geschaltet ist, und die Anode der andereu Zenerdiode direkt an Manne liegt, und daß die Differenz der Texperaturkoelfizienten der Zenerspannungen der Zenerdiodeu im Betrag etwa gleich dem Temperaturkoeffizienten der Binis-Emitter-3pannung U BE den Tranzietors Ist.
• Ein solcher Traneintorverstärker hat durch einen relativ geringen zusätzlieben Schaltungsaufwand einen in weiten Grenzen texperaturstabilen Arbeitspunkt (beispielsweise von -40 0 Oeleius bis 020 0 Geleius). Er ist vorzugsweise als einstutiger Verstärker ausgeführt und kann als Meß.- und Regelverstärker, als Antennenveretärker aber auch in Oamillatorschaltungen vorteilhaft eingesetzt worden. Der Temperaturgang der Zenerspannung einer Zenerdiode ist in weiten Grenzen praktisch auftretender Tomperaturschwankungen fast linear. Demnach ist auch die Differenz der durch Temperatureinflüßse hervorgerufenen Änderungen zweier Zenerspannungen eine faet li»are Funktion der Temperatur. Diese Differenzspannung, die bei einer Bezugstemperatur, z.B. bei 250 0 Umgebungsteaperaturv den Besugswert null hat, kompensiert die tomperaturabhängigen Schwankungen den Arbeitspunkten, dessen Sollvert bei der Bezugstemperatur eingestellt iat. Da die Schwankungen des Arbeitspunktee i.a.' eine nichtlineare Punktion der Temperatur darstellen, ist die Kompensation durch die lineare Differenzepannung eine Näherung ersten Graden. Die restlichen Schwankungen den Arbeitspunktes sind jedoch wesentlich kleiner als bei bisher bekannten in Ihrem Aufwand vergleichbaren Stabilisidrungemethoden und vernachlässigbar klein. Eine individuelle Anpassung der Differea'zapannung an den unterschiedlichen Texperaturgang den Arbeitspunkten bei eihs41nin: Transistoren kann dadurch erfolgen, daß die Zenerdiode, die anodenseitig an Masse liegt, jetzt über einen niederohmigen Widerstand nach Masse geschaltet wird. Vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Ein Transistor 1 in Emitterschaltung, dessen Emitter 2 hochfrequenzmäßig geerdet und gleichstrommäßig über einen Widerstand 3 an Masse gelegt ist, ist mit der Anode einer Zenerdiode 4 verbunden. Die Kathode der Zenerdiode 4 ist mit der Kathode einer weiteren Zenerdiode 5 verbunden, deren.Anode an Masse liegt. Die verbundenen Kathoden der Zänerdioden 4,5 sind über einen Widerstand 6 an die Betriebespannung +U B angeschlossen. Vom gemeinsamen Kathodenpunkt der Zenerdioden 4,5 führt ein Widerstand 7 zum Kollektor den Transistors 1, an dem die Auskopplung der verstärkten Signale erfolgt. Die Eingangespannung wird dem Transistor 1 an der Basis zugeführt. Die Wirkungeweine der Schaltungsanordnung ist folgende: Eine Änderung der Ungebungstemperatur verursacht eine ÄMerung der Basis-Enitter-Spannung "BE- Es wird angenommen, die Temperatur erhöhe sich um einen bestimmten Betrag 4 T. Dies soll zur Folge haben, daß die Baein-.#E"tter-Spannung UBE um den Betrag äUBLe absinkt. In Gegensatz daau steigt die Zenerspannung Uz der Zenerdioden 4,5 um bestimmte Beträge 4 UZ4 und &UZ5-1 d-h. die beiden Zenerdioden haben positive Temperaturkooffizienten. Da die Anode der Zenerdiode 5 auf Masse liegt, wird sich ihr Potential an der Kathode um den Betrag A U Z5 erhöhen. Ist nun der Temperaturkoetfizient der Zenerdiode 4 kleiner als der der Zenerdiode 5, so wird sich das Potential an der Anodet der Zenerdiode 4 und mithin am Emitter 2 um die Differenz der Änderungen der Zenerspannungen erhöhen (A U Z5 - AU 4). Bei richtiger Dinensionierung des Widerstandes 3 und richtiger Auswahl der Zenerspannungen und Temperaturkoetfizienten der Zenerdiodän 4 und 5 wird der bei steigender Temperatur absinkenden Basis-Emitter-Spannung damit durch Anheben des Emitterpotentials entgegengewirkt. Der Arbeitspunkt den Transistors 1 bleibt so in weiten Temperaturgrenzen sehr konstant. In der soweit beschriebenen Schaltungeanordnung-ist es erforderlich, daß der Temperaturkoeffizient der Zenerdiode 5 größer als der der Zenerdiode 4 ist. Dabei enthält die dargestellte Schaltungsanordnung einen npn-Transistor. Vorläuft der Temperaturgang der Basis-Emitter-Spannung UBE anderag so kann es erforderlich seing daß der Temperaturkoeffizient der Zenerdiode 4 größer als der der Zenerdiode 5 &ein muß, d.h. daß die Zenerdiodeagegebenenfalls vertauscht werden müssen. Bei umgekehrter Polung der Versorungespannun6, z.B. bei der Verwendung von pnp-Tranaistoren, müssen dagegen die Anachlüsse der Zenerdioden vertauscht werden.

Claims (2)

1. Pa t;en#t aus prüche (£b chaltunga&aordnung zur Temperaturstabilisiernaug des Arbeitspunktes eines dadurch gekennzeichnet, Jaaß zwei Zeuardioden (4,5) ka-Chod-enseiWe#, und Über einen Widern4e-J&ud (6) an der gegenüber aen ä#aoden daz, Lenerdioden (4,5) positiven Versorgungsspannung (+UB) für den Transistorverstärker liegen, während die Anode der einen Zenerdiode (4) mit der dem Ein- und Ausgangskreis eines Transistors (1) gemeinsamen Elektrode verbunden und Über einen Widej6#g-;#and (3) nach Masse geschaltet ist, und die Anode der auderen Zenerdiode (5) direkt an Masse liegtt und daß die Differenz der Temperaturkoeffizienten der Zenerspannungen der Zenerdioden im Betrag etwa gleich dem Temperatul kooffizienten der Basis-Emitter-Spannung (UBE) des Transistors (1) ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei umgekehrter Polung der Versorgungespannung die Anachläsee der Zenerdioden vertauscht sind. 3. Schaltungsanordmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tomperaturkooffizienten der Zenerdioden verschieden sind. 4. Schaltungsanordumg nach Impruch 1 , dadurch gekennzeichnet,> daß die andere Zenerdiode (5) fIber einen Viderstand an Manne liegt. Schaltungeamordvung nach Ampruch 4" dadurch ixekonnzeichnotg daß der Viderstand einstellbar ist.