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GegentaktausZangsverstärker mit kontìnuierlicher Stromübernahme Die
Anmeldung bezieht sich auf einen Gegentaktausgangsverstärker mit kontinuierlicher
Stromübernahme. An Ausgangsverstärker wird häufig die Forderung gestellt, daß der
Ausgang des Verstärkers bei jedem möglichen Ausgangspotential gegenüber Bezugs--und
Betriebspotential belastbar ist, ohne daß bei einer Laständerung ein Potentialsprung
am Ausgang eintritt.
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In einem digitalen Schaltkreissystem wird eine bekannte Gegentaktausgangsstufe
verwendet, die jedoch die obengenannte Forderung nicht erfüllt. Die bekannte Ausgangsstufe
ist in Fig. 1 dargestellt, während Fig. 2 den Gegentaktausgangsverstärker gemäß
der Erfindung zeigt Nachfolgend wird die bekannte Gegentaktausgangsstufe gemäß Fig.
1 beschrieben.
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Zwischen einer Versorgungsspannungsquelle +UB und einem Bezugspotential
M ist eine Reihenschaltung zweier über eine Diode 3 verbundener in gleicher Weise
angeordneter gleichartiger Transistoren 1 und 2 angeschlossen.
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Die Basis des Transistors 1 bildet den Eingang E und der Emitter des
Transistors 2 stellt den Ausgang A der Schaltung dar. Die Diode 3 ist so geschaltet,
daß sie mit der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 2 in Reihe liegt und vom Strom
des Transistors 1 in Durchlaßrichtung durchfiossen wird. Die Basis des Transistors
2 ist mit dem Kollektor des Transistors 1 und über einen Widerstand 4 an die Versorgungsspannungsquelle
+UB angeschlossen. Ebenso ist der Kollektor des Transistors 2 über einen Widerstand
5 mit der Versorgungsspannungsquelle +UB verbunden.
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Die Wirkungsweise der bekannten Anordnung ist folgende: Wird an den
Eingang E der Schaltung eine positiv werdende Spannung gelegt, so beginnt der Transistor
1 zu leiten, wodurch die Basis des Transistors 2 negativer wird und die Spannung
am Ausgang A des Verstärkers abnimmt, bis Transistor 2 gesperrt ist.
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Bei Steuerung des Transistors 1 bis in den Sperrbereich wird die Spannung
an des Basis des Transistors 2 positiver und Transistor 2 beginnt zu leiten. Damit
nimmt die Spannung am Ausgang A des Verstärkers zu.
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Der bekannte Gegentaktausgangsverstärker hat jedoch folgenden Nachteil:
Es wird angenommen, der Verstärker ist halb durchgeschaltet und zwischen dem Ausgang
A und dem Bezugspotential M sei eine veränderbare Last angeschlossen, dann ist am
Ausgang ein Spannungshub von zwei Schleusenspannungen möglich, da der Ausgang in
bezug auf den Kollektor des Transistors 1 zwischen zwei sich passiv verhaltenden
Diodenstrecken liegt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Gegentaktausgangsverstärker
mit einem in Emitter-Schaltung betriebenen Ausgangstransistor anzugeben, der den
vorgenannten Nachteil beseitigt.
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Gem der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kollelçtor
des Ausgangstransistors mit dem Emitter eines zweiten Transistors verbunden ist,
dessen Kollektor zur Basis eines dritten Transistors und über einen Widerstand zu
einer Versorgungsspannungsquelle führt, an die der Kollektor des dritten Transistors
angeschlossen ist, dessen Emitter mit der Basis des zweiten Transistors in einem
den Ausgang des Verstärkers darstellenden Punkt zusanimengeschaltet sind.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figur 2 näher erläutert
und es werden die mit der Erfindung erzielten weiteren Vorteile aufgezeigt.
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In der Figur 2 ist mit E der Eingang und mit A der Ausgang des Gegentaktverstärkers
bezeichnet. Der Eingang E führt zur Basis eines Transistors 1, dessen Emitter auf
dem Bezugspotential M einer Versorgungsspannungsquelle +UB liegt.
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Die Basis des Transistors a ist über einen Widerstand 2 ebenfalls
mit dem Bezugspotential M verbunden. An Stelle eines ohmschen Kollektorwiderstandes
ist eine aktive Transistorschaltung aus zei Transistoren (3 und 5) vorgesehen.
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Der Kollektor des Transistors 1 ist mit dem Emitter des Transistors
3 verbunden, dessen Basis mit dem Emitter des Transistors 5 zu dem ausgang A des
Gegentaktausgangsver starkes fahrt. Der Kollektor des Transistors 3 ist mit der
Basis des Transistors 5 und über einen Widerstand 4 mit der Versorgungsspannungsquelle
+UB verbunden. Der Kollektor des Transistors 5 liegt an der Versorgungsspannungsquelle
Die Wirliungsweise des erfindungsgemäßen Gegentaktausgangsverstrers ist folgende:
Wird an dem Eingang E eine positiv werdende Spannung angelegt, so beginnt Transistor
zu leiten.
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Der Kollektorstrom des Transistors 1 kann über den Transistor 3, den
Transistor 5 und über den Widerstand 4 nach der Versorgungsspannungsquelle abfließen.
Der Transistor 3 wird dabei über den Widerstand 4 und die in Flußrichtung geschaltete
Basis-Emitterstrecke des Transistors 5 gesteuert. Ist am Ausgang A des Gegentaktausgangsverstärkers
eine Last angeschaltet, so fließt ein zusätzlicher Strom über die Basis des Transistorsv3jder
bewirkt, daß dieser bis in die Restspannung durchgesteuert wird. Die Basis des Transistors
5 ist dann negativer als dessen Emitter, wodurch der Transistor 5 sperrt. Der Kollektorstrom
des Transistors 1 fließt in diesem Fall nur über die angeschaltete Last und über
den Widerstand 4.
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Bei zunehmender Durchsteuerung des Transistors 1 nimmt die Spannung
am Ausgang A ab.
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Der Verstärkerausgang A ist gegen das Bezugspotential M und gegen
die Versorgungsspannungsquelle +UB belastbar.
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Ist Transistor 1 gesperrt, kann ein Laststrom nur über Transistor
5 und über den Widerstand 4 fließen.
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Die als Arbeitswiderstand benutzte aktive Schaltung aus dem Widerstand
4, Transistor 5 und Transistor 3 verhält sich in bezug auf den gesteuerten Transistor
1 hochohmig, auf eine an den Ausgang A angeschaltete Last jedoch niederohmig.
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Bei Laständerungen gegen das Bezugspotential-M oder gegen die Versorgungsspannungsquelle
+UB sind - im Gegensatz zu der bekannten Schaltung nach Fig. 1 - am Ausgang A keine
Spannungssprünge möglich, weil die Basis-Emitter-Diode des Transistors 3 stets in
Flußrichtung geschaltet bleibt.
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Nimmt eine zwischen dem Ausgang A und der Versorgungsspannungsquelle
+UB liegende Belastung zu, so fließt der höhere Laststrom über die Basis-Emitter-Diode
des Transistors 3.
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Erhält dagegen die Belastung des Ausganges A gegenüber dem Bezugspotential
M das Ubergewicht, so bleibt die Basis-Emitter Diode des Transistors 3 in Flußrichtung,
weil ein Teilstrom des Widerstandes 4 auch über den Transistor 3 fließen muß.