DE3732872C1 - Integrierter Transistor-Gegentaktverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transistor-Gegentaktver­ stärker mit einer komplementären Gegentakt-B-Endstufe und komplementären Treibertransistoren, wobei je ein Treibertransistor mit je einem Transistor der Endstufe eine komplementäre Darlington-Schaltung bildet.

Aus der DE-PS 25 54 770 ist ein Transistor-Gegentaktver­ stärker mit einer Gegentakt-Treiberstufe mit zwei kom­ plementären Transistoren und einer Gegentakt-B-Endstufe, die ebenfalls zwei komplementäre Transistoren enthält, bekannt.

Die Fig. 1 zeigt die Schaltung eines Transistor-Gegen­ taktverstärkers gemäß der oben genannten Druckschrift, wobei zur Ansteuerung der komplementären Gegentakt-B- Endstufe (T ₁, T ₂) die komplementären Treibertransisto­ ren (T ₃, T ₄) dienen, deren Emitter direkt miteinander verbunden sind. Da das Gleichspannungspotential dieser Emitter etwa auf halbem Betriebsspannungspotential liegt, können diese an die Verbindung der beiden Kol­ lektoren der Endstufentransistoren (T ₁, T ₂) angeschlos­ sen werden. Die Verbindung der beiden Kollektoren der Endstufentransistoren muß zur Erzielung einer hohen Ausgangsleistung eine Gleichspannung entsprechend der halben Betriebsspannung aufweisen. Zur Vermeidung einer verstärkungsmindernden Gegenkopplung wird diese Verbin­ dung über ein Siebglied, bestehend aus zwei Widerstän­ den (R ₅, R ₆) und einem Kondensator C, hergestellt.

Ein Transistor-Gegentaktverstärker mit diesem Schal­ tungsaufbau kann nicht integriert werden, da der Kon­ densator C des Siebgliedes aufgrund des hohen Kapazi­ tätswertes (in der genannten Druckschrift: 22 µF) nicht in diese Schaltung integriert werden kann. Somit müßte der Schaltungspunkt zwischen den Siebwiderständen (R ₅, R ₆) und den Emittern der Treibertransistoren T ₃, T ₄ als Anschlußpunkt herausgeführt werden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen. Ein weiterer Nachteil dieser dem Stand der Technik entsprechenden Schaltung besteht dar­ in, daß die minimale Betriebsspannung von etwa 2,3 V relativ hoch ist. Dieser Wert ergibt sich dadurch, daß in dieser Schaltung bis zu vier Diodenflußstrecken zwi­ schen den Polen der Betriebsspannungsquellen liegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Transistor-Gegentaktverstärker der eingangs beschrie­ benen Art zu schaffen, der integrierbar ist und so aus­ gebildet ist, daß die minimal zulässige Betriebsspan­ nung unter 2 V liegt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Basen bzw. die Emitter der Treibertransistoren je­ weils über eine Diode miteinander verbunden sind und daß die Emitter eines komplementären Transistorpaares kreuzgekoppelt und elektrisch gleichsinnig mit je einem Emitter der Treibertransistoren verbunden sind, daß die Kollektoren des Transistorpaares jeweils an einem Pol der Betriebsspannungsquelle angeschlossen sind, daß ein erster bzw. zweiter Widerstand zwischen dem ersten bzw. zweiten Pol der Betriebsspannungsquelle und jeweils der Basis des an diesem Pol angeschlossenen Transistors des Transistorpaares geschaltet ist und daß drei in Reihe geschaltete Dioden die beiden Basen der Transistoren des Transistorpaares verbinden.

Zwar ist aus der US 35 53 599, insbesondere Fig. 8, ein Gegentakt-Verstärker bekannt, bei dem die Emitter der beiden Treibertransistoren über eine Diode verbunden sind und zwei jeweils an einen Pol der Betriebsspannungs­ quelle angeschlossene Widerstände jeweils kreuzgekoppelt mit je einem Emitter der beiden Treibertransistoren ver­ bunden sind. Ein solcher Gegentakt-Verstärker weist ge­ mäß der Beschreibung erhebliche Nachteile auf, insbeson­ dere ist die von der einzigen Diode für die beiden Trei­ bertransistoren erzeugte Vorspannung zu gering, wodurch Kreuzmodulation nicht ausreichend unterdrückbar ist, vergleiche den die Spalte 3 und 4 verbindenden Absatz sowie Spalte 8, Zeilen 4-15. Ferner wird in dem gleichen Absatz auf eine bekannte Lösung zur Vermeidung der Kreuz­ modulation hingewiesen, indem die Vorspannung durch meh­ rere Dioden - anstatt nur durch eine einzige - erzeugt wird. Es findet sich dagegen kein Hinweis in dieser Druckschrift, wie die dadurch bedingte hohe minimale Betriebsspannung von ca. 2,3 V, wie sie bei der oben genannten Schaltung gemäß der DE-PS 25 54 770 mit zwei Vorspanndioden auftritt, verringert werden kann.

Der erfindungsgemäße Transistor-Gegentaktverstärker weist dagegen nur eine minimal zulässige Betriebsspannung von ca. 1,7 V auf, da maximal nur drei Flußstrecken von Dio­ den bzw. Transistoren zwischen den Polen der Betriebs­ spannungsquelle liegen. Weiterhin ist diese Schaltung integrierbar, wobei deren Herstellung keine untragbare Modifikation der Technologie bedarf. Darüber hinaus ist der zwischen den Emittern der Treibertransistoren T ₃ und T ₄ und dem Bezugspotential liegende Schaltungsteil dyna­ misch niederohmig und so ausgebildet, daß an diesen Emittern etwa die halbe Betriebsspannung abfällt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Dioden des Transistor-Gegentaktverstärkers bezüglich der Betriebsspannung in Durchlaßrichtung geschaltet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Der erfindungsgemäße integrierbare Transistor-Gegentakt­ verstärker nach Fig. 2 hat zwei Anschlüsse 1, 2 zum Zuführen von mit dem Verstärker zu verstärkenden Wechsel­ stromsignalen der Spannung U _E , wobei der Anschluß 2 auf Masse liegt und der Anschluß 1 über einen Kondensator C _E mit der Basis eines Transistors T ₅ in Verbindung steht, dessen Emitter auf dem Massepotential liegt und dessen Kollektor erstens mit der Basis eines pnp-Treibertransi­ stors T ₄ und zweitens über eine bezüglich der Betriebs­ spannung in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D ₁ mit der Basis des npn-Treibertransistors T ₃ verbunden ist, so daß die Transistoren T ₃ und T ₄ eine komplementäre Gegentakt-Treiberstufe bilden, deren Emitter über eine Diode D ₂ miteinander verbunden sind. Die Basis des Treibertransistors T ₃ steht außerdem über eine Stromquelle Q ₁ mit einem Anschluß 3 einer Betriebsspan­ nungsquelle in Verbindung, die eine positive Gleichspan­ nung U _B liefert. Während die Kollektoren der Transisto­ ren T ₁ und T ₂ direkt miteinander verbunden sind, schließt sich an die Basis des pnp-Transistors T ₁ der Kollektor des Treibertransistors T ₃ und an die Basis des npn- Transistors T ₂ der Kollektor des Treibertransistors T ₄ an. Die Transistoren T ₁ und T ₂ bilden eine komplementä­ re Gegentakt-B-Endstufe, wobei der Emitter des Endstu­ fentransistors T ₁ auf dem positiven Betriebspotential des Anschlusses 3 und der Emitter des Endstufentransi­ stors T ₂ auf dem Massepotential liegt.

Die beiden miteinander verbundenen Kollektoren der End­ stufentransistoren T ₁ und T ₂ stehen erstens über einen Kondensator C _L mit einem Anschluß 4 in Verbindung, der zusammen mit einem auf dem Massepotential liegenden Anschluß 5 den Ausgang des Transistor-Gegentaktverstär­ kers bildet. Zweitens steht der Verbindungspunkt zwi­ schen den Kollektoren der Endstufentransistoren über einen Widerstand R ₂ mit der Basis des Eingangstransi­ stors T ₅ in Verbindung. Zwischen der Basis dieses Ein­ gangstransistors und dem Bezugspotential ist ein Wider­ stand R ₁ geschaltet. Der Kondensator C _E dient zur An­ kopplung des Eingangssignales U _E .

Außer den komplementären Transistoren T ₃ und T ₄ bzw. T ₁ und T ₂ in der Treiberstufe und in der Gegentakt-B-End­ stufe sind auch die Transistoren T ₁ und T ₃ bzw. T ₂ und T ₄ zueinander komplementär.

Ein weiteres komplementäres Transistorpaar besteht aus den Transistoren T ₆ und T ₇, wobei deren Emitter mit den Emittern der Treibertransistoren T ₃ und T ₄ so wechsel­ seitig miteinander verschaltet sind, daß der Emitter des npn-Transistors T ₆ mit dem Emitter des pnp-Transi­ stors T ₄ und gleichzeitig mit der Anode der Diode D ₂ verbunden ist und der Emitter des pnp-Transistors T ₇ mit dem Emitter des npn-Transistors T ₃ und gleichzeitig mit der Kathode der Diode D ₂, während der Kollektor des Transistors T ₆ bzw. T ₇ auf dem positiven Betriebspoten­ tial des Anschlusses 3 bzw. auf dem Massepotential liegt. Außerdem ist die Basis des Transistors T ₆ über einen Widerstand R ₃ mit dem positiven Betriebspotential des Anschlusses 3 und die Basis des Transistors T ₇ über den Widerstand R ₄ mit dem Massepotential verbunden. Darüber hinaus sind die Basen der Transistoren T ₆ und T ₇ über drei in Reihe und bezüglich der Betriebsspan­ nung in Durchlaßrichtung geschaltete Dioden D ₃, D ₄ und D ₅ verbunden, wodurch zusammen mit den Widerständen R ₃ und R ₄ ein Spannungsteiler entsteht. Durch die gleich großen Widerstände R ₃ und R ₄ wird gewährleistet, daß die Gleichspannung an den Emittern der Transistoren T ₃ und T ₄ etwa der halben Betriebsspannung entspricht. Da bei dieser erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in jedem Längszweig zwischen den Polen der Betriebsspan­ nungsquelle maximal drei Diodenflußstrecken liegen, ergibt sich eine minimal zulässige Betriebsspannung von ca. 1,7 V.

Claims (2)

1. Transistor-Gegentaktverstärker mit einer komplemen­ tären Gegentakt-B-Endstufe (T ₁, T ₂) und komplementären Treibertransistoren (T ₃, T ₄), wobei je ein Treibertran­ sistor (T ₃ bzw. T ₄) mit je einem Transistor (T ₁ bzw. T ₂) der Endstufe eine komplementäre Darlington-Schal­ tung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Basen bzw. die Emitter der Treibertransistoren (T ₃, T ₄) jeweils über eine Diode D ₁ bzw. D ₂ miteinander verbunden sind und daß die Emitter eines komplementären Transistorpaa­ res (T ₆, T ₇) kreuzgekoppelt und elektrisch gleichsinnig mit je einem Emitter der Treibertransistoren (T ₃, T ₄) verbunden sind, daß die Kollektoren des Transistorpaares (T ₆, T ₇) jeweils an einem Pol der Betriebsspannungsquel­ le angeschlossen sind und daß ein erster bzw. zweiter Widerstand (R ₃ bzw. R ₄) zwischen dem ersten bzw. zwei­ ten Pol der Betriebsspannungsquelle und jeweils der Basis des an diesem Pol angeschlossenen Transistors (T ₆ bzw. T ₇) des Transistorpaares geschaltet ist und daß drei in Reihe geschaltete Dioden D ₃, D ₄ und D ₅ die bei­ den Basen der Transistoren des Transistorpaares (T ₆, T ₇) verbinden.

2. Transistor-Gegentaktverstärker nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dioden (D ₁, D ₂, D ₃, D ₄ und D ₅) bezüglich der Betriebsspannung in Durchlaßrich­ tung geschaltet sind.