DE4131782A1 - Verlustleistungsarmer treiberverstaerker fuer leistungsverstaerker hoher leistungsbandbreite - Google Patents
Verlustleistungsarmer treiberverstaerker fuer leistungsverstaerker hoher leistungsbandbreiteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Treiberverstärker entsprechend
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Leistungsverstärker mit einer Leistungsabgabe von einigen
hundert Watt, die im Frequenzbereich bis zu einigen hundert
KHz ein breitbandiges Ausgangssignal mit hoher Amplitude ab
geben sollen, benötigen relativ viel Treiberleistung. Gründe
dafür sind einerseits bei MOSFET-Endstufen die großen Eingangs
kapazitäten, die sich durch die Parallelschaltung mehrerer
MOSFE-Transistoren ergeben und entsprechend hohe Lade- bzw.
Entladeströme erfordern und andererseits bei BIPOLAR-Endstufen
die hohen Basisströme der Endstufen-Transistoren. Da die Ver
sorgungsspannungen im Hinblick auf die gewünschten Leistungen
relativ hoch sein müssen, ergeben sich mit den hohen Kapazi
täts-Ladeströmen bzw. den hohen benötigten Basisströmen, die
die Treiberschaltung zur Verfügung stellen muß, auch hohe Ver
lustleistungen.
Aus "Siemens-Schaltbeispiele" 1982/83, Seiten 137-140 ist eine
Hifi-NF-Endstufe mit MOSFE-Transistoren und einem entsprechen
den Treiberverstärker bekannt. Der Treiberverstärker besteht
dabei im wesentlichen aus zwei hintereinander geschalteten Dif
ferenzverstärkerstufen, wobei durch eine RC-Kombination zwi
schen den invertierenden Eingang des ersten Differenzverstär
kers und dem Ausgang der Endstufe eine Gleichspannungs- und
Wechselspannungsgegenkopplung erreicht wird.
Im Hinblick auf die beim bekannten Treiberverstärker erforder
liche hohe Verlustleistung stellt sich die Erfindung die Auf
gabe, einen Treiberverstärker mit wesentlich geringerer Ver
lustleistung zu entwickeln, der möglichst sowohl als Treiber
verstärker für MOSFE-Transistor-Endstufen als auch für
BIPOLAR-Endstufen verwendet werden kann und der - gegebenen
falls unter Ausnutzung der Emissionseigenschaften von Silizium
für die Optokoppler als monolithisch integrierte Schaltung
aufgebaut werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Treiberverstärker
der eingangs erwähnten Art gelöst, der durch die im Kennzei
chen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale weiter gebildet
ist. Durch die vorteilhafte Verminderung der Versorgungs
spannung im Treiberverstärker können nun auch Bauteile mit
niedrigeren Betriebsspannungen verwendet werden, die sich
durch bessere dynamische Eigenschaften, also höhere Bandbreite
und höhere Verstärkung, auszeichnen. Durch die optische Kopp
lung der Eingangsstufe mit der Treiberstufe im erfindungsge
mäßen Treiberverstärker kann dieser in vorteilhafter Weise so
aufgebaut werden, daß die Eingangsstufe und die Treiberstufe
getrennt voneinander beispielsweise als Hybrid-Schaltung oder
in Sandwich-Bauweise aufgebaut werden und dadurch Stabilitäts
probleme mit Sicherheit vermieden werden können. Von beson
derem Vorteil ist weiterhin die Möglichkeit, nach Auftrennung
der Gegenkopplung vom Verstärkerausgang her den erfindungsge
mäßen Treiberverstärker auch für reine Schaltverstärker ver
wenden zu können.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Treiberver
stärkers sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 detailiert be
schrieben. Die Erfindung soll im folgendem anhand von in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert
werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 einen Treiberverstärker für eine mit Komplementär-
MOSFE-Transistoren bestückte Endstufe und
Fig. 2 einen Treiberverstärker für eine mit Quasi-Komplemen
tär-MOSFE-Transistoren bestückte Endstufe.
Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltung umfaßt den Treiber
verstärker mit einer ersten Vorstufe VS1, einer ersten Trei
berstufe TS1 und einer ersten, Komplementär-MOSFE-Transistoren
enthaltende Endstufe ES1.
Die erste Vorstufe VS1 enthält einen aus dem ersten und dem
zweiten Transistor T1, T2 gebildeten emittergekoppelten Dif
ferenzverstärker, dem die Eingangsspannung Ue vom Eingangs
anschluß E über den Basisanschluß des ersten Transistors T1
zugeführt wird, dieser Basisanschluß ist über den ersten Wider
stand R1 mit dem Bezugspotential BPV der Vorstufe VS verbunden.
Die zusammengeführten Emitteranschlüsse des ersten und des
zweiten Transistors T1, T2 sind über eine erste Stromquelle Q1
mit einem Anschluß für die negative Betriebsspannung -Uv der
ersten Vorstufe verbunden. Der Basisanschluß des zweiten Tran
sistors T2 ist über einen zweiten Widerstand R2 mit dem Be
zugspotential BPV der ersten Vorstufe VS1 und außerdem über
einen ersten Gegenkopplungswiderstand RG1 mit dem Ausgangs
anschluß A der ersten Endstufe ES1 verbunden. Die Kollektor
anschlüsse des ersten und des zweiten Transistors T1, T2 sind
über Primäranschlüsse eines ersten bzw. eines zweiten Opto
kopplers OK1P, OK2P mit einem Anschluß für die positive Be
triebsspannung +Uv der ersten Vorstufe VS1 verbunden.
Über den ersten bzw. zweiten Optokoppler OK1, OK2 ist die
erste Vorstufe VS1 mit der ersten Treiberstufe TS1 optisch
verbunden, so daß die Bezugspotentiale der beiden Stufen un
abhängig voneinander gewählt werden können und der in der
ersten Treiberstufe TS1 enthaltene zweite emittergekoppelte
Differenzverstärker potentialmäßig nicht in Kaskade mit dem
Differenzverstärker der ersten Vorstufe VS1 geschaltet ist.
Das Bezugspotential BPV der ersten Vorstufe VS1, das gleich
zeitig das Bezugspotential für das Eingangssignal Ue ist, ist
über einen niederohmigen Potentialverbindungs-Widerstand RBP
mit dem Bezugspotential BPA des Ausgangssignals Ua verbunden,
während das Bezugspotential BPT1 der ersten Treiberstufe TS1
auf den Ausgang der Leistungsstufe bezogen ist. Das Bezugspo
tential BPT1 ist also direkt mit dem Ausgang A verbunden. Durch
diese Maßnahme können die Betriebsspannungen der ersten Vor
stufe VS1 und der ersten Treiberstufe TS1 unabhängig voneinan
der und von der Betriebsspannung ±Ub der ersten Endstufe ES1
gewählt werden und müssen unabhängig voneinander erzeugt werden.
Bei allen Ausführungsbeispielen liegen deshalb die Betriebs
spannungen der Vorstufen und der Treiberstufen jeweils im Be
reich von ±12 . . . 15 Volt, während die Betriebsspannungen der
Endstufen ES1, ES2 je nach gewünschter Ausgangsleistung im Be
reich zwischen ±50 und 100 Volt liegen.
Die verringerte Vorspannung in Vor- und Treiberstufen führt
dazu, daß nunmehr auch Bauteile, also insbesondere Transisto
ren, mit niedrigeren Sperrspannungen verwendet werden können,
die sich durch bessere dynamische Eigenschaften, also höhere
Bandbreite und höherer Verstärkung gegenüber hochspannungsfes
teren Bauteilen auszeichnen. Die Stabilität des Gesamtverstär
kers verbessert sich dabei durch die besseren Bauteileeigen
schaften wesentlich.
Die sekundärseitigen Transistoren 13, 14 des ersten bzw. zwei
ten Optokoppler OK1S, OK2S sind emitterseitig miteinander ver
bunden und über eine zweite Stromquelle Q2 mit einem Anschluß
für eine negative Betriebsspannung -Ut1 der ersten Treiberstufe
TS1 verbunden und bilden einen zweiten emittergekoppelten Diffe
renzverstärker. Der Basisanschluß des Transistors 13, also der
Sekundärseite des ersten Optokopplers OK1 ist außerdem über
einen dritten Widerstand R3 und der Basisanschluß des vierten
Transistors 14, also der Sekundärseite des zweiten Optokopplers
OK2 ist über einen vierten Widerstand R4 mit dem Bezugspotential
BPT1 der ersten Treiberstufe TS1 verbunden. Außerdem ist der
Kollektoranschluß des Transistors 13 mit einem invertierenden
Eingangsanschluß eines ersten Operationsverstärkers OA1 sowie
über einen fünften Widerstand R5 mit einem Anschluß für die
positive Betriebsspannung +Utl der ersten Treiberstufe TS1 ver
bunden. Entsprechend ist der Kollektoranschluß des vierten Tran
sistors 14 mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des
ersten Operationsverstärkers OA1 sowie über einen sechsten Wi
derstand R6 mit dem Anschluß für die positive Betriebsspannung
+Ut1 der ersten Treiberstufe TS1 verbunden. Der Ausgangsanschluß
des ersten Operationsverstärkers OA1 ist mit einem Eingangsan
schluß ER der ersten Endstufe ES1 sowie über einen siebenten
Widerstand R7 mit dem Basisanschluß des vierten Transistors 14
verbunden.
Zur Verbesserung der Signalübertragung von der ersten Vorstufe
VS1 zur ersten Treiberstufe TS1 ist es wegen des im allgemeinen
niedrigen Stromübertragungsfaktors handelsüblicher Optokoppler
vorteilhaft, mehrere Optokoppler zur Signalübertragung zu ver
wenden, wobei die Sendedioden, also die Primärseiten der Opto
koppler, jeweils in Reihe mit dem Kollektoranschluß des betref
fenden Vorstufentransistors geschaltet werden, während sekundär
seitig die Empfangstransistoren parallel zu schalten sind.
Zur Erläuterung der Zusammenschaltung des Treiberverstärkers
mit einer ersten, mit Komplementär-MOSFE-Transistoren bestückten
Endstufe ist deren Schaltung teilweise wiedergegeben. Mit dem
gemeinsamen Eingangsanschluß ER der ersten Endstufe ES ist über
einen, durch einen ersten Kondensator C1 überbrückten achten
Widerstand R8 ein erster Anschluß einer dritten Stromquelle Q3
und der erste Gate-Vorwiderstand RV1.1 eines ersten n-leitenden
Endstufentransistors ET1 verbunden. Entsprechend ist der gemein
same Eingangsanschluß EP der Endstufe ES über einen neunten,
durch einen zweiten Kondensator C2 überbrückten Widerstand R9
mit einem ersten Anschluß einer vierten Stromquelle Q4 und dem
ersten Gate-Vorwiderstand RV2.1 eines zweiten p-leitenden End
stufentransistors ET2 verbunden. Parallel zu den ersten bzw.
zweiten Endstufentransistoren ET1 bzw. ET2 können zur Erhöhung
der Leistung weitere Leistungstransistoren parallel geschaltet
sein, deren Gate-Anschlüsse über weitere Gate-Vorwiderstände
RV1.2 . . . bzw. RV2.2 . . . mit dem gemeinsamen Eingangsanschluß ver
bunden sind. Der zweite Anschluß der dritten Stromquelle Q3
ist dabei mit dem Anschluß für die positive Betriebsspannung
+Ut1 der ersten Treiberstufe TS1 und der zweite Anschluß der
der vierten Stromquelle Q4 ist entsprechend mit dem Anschluß
für die negative Betriebsspannung -Ut1 der ersten Treiberstufe
TS1 verbunden. Die Drainanschlüsse des ersten Endstufentran
sistors ET1 und der diesem gegebenenfalls parallelgeschalteten
Transistoren sind mit einem positiven Betriebsspannungsanschluß
+Ub der ersten Endstufe ET1 verbunden. Entsprechend sind die
Drainanschlüsse des zweiten Endstufentransistors ET2 und der
diesen Transistor gegebenenfalls parallelgeschalteten Transis
toren mit einem Anschluß für die negative Betriebsspannung -Ub
der ersten Endstufe ET1 verbunden. Die zusammengeführten An
schlüsse der Source und des Substrates des ersten Endstufentran
sistors ET1 und der diesem parallelgeschalteten Transistoren
sind über einen zehnten Widerstand R10 mit dem Ausgangsanschluß
A der ersten Endstufe ES1 sowie mit einem Bezugspotentialanschluß
BPT1 der ersten Treiberstufe TS1 verbunden. Entsprechend sind
die Substrat- und die Source-Anschlüsse des zweiten Endstufen
transistors ET2 und der diesem parallelgeschalteten Transisto
ren über einen elften Widerstand R11 mit dem Ausgangsanschluß A
der Endstufe ES verbunden. Die Ausgangsspannung Ua am Ausgangs
anschluß A steht gegenüber einem Bezugspotential BPA an. Die
Ausgangsspannung Ua ist mit dem Bezugspotential BPT1 zusammen
geschaltet und damit identisch, so daß das Bezugspotential BPT1
mit der Ausgangsspannung UA "schwimmt". Das Ausgangsspannungs-
Bezugspotential BPA ist unter den sehr niederohmigen Potential
verbindungswiderstand RBP mit dem Bezugspotential BPV der
ersten Vorstufe VS1 verbunden.
Der in der Fig. 2 dargestellte Treiberverstärker dient zur An
steuerung einer mit ausschließlich n-Kanal MOSFE-Transistoren
bestückten Endstufe, also einer (Quasi-Komplementär-Stufe), und
enthält dazu eine zweite Vorstufe VS2, eine zweite und eine
dritte Treiberstufe TS2, TS3 und die wesentlichen Teile einer
zweiten Endstufe ES2. Die zweite Vorstufe VS2 enthält einen
aus einem fünften und einem sechsten Transistor T5, T6 gebilde
ten emittergekoppelten Differenzverstärker, bei dem die Eingangs
signale Ue vom Eingangsanschluß E dem Basisanschluß des fünften
Transistors T5 zugeführt werden, der außerdem über einen zwölften
Widerstand R12 mit dem Bezugspotential BPV der Vorstufe VS
verbunden ist.
Die zusammengeführten Emitteranschlüsse des fünften und des
sechsten Transistors T5, T6 sind über eine fünfte Stromquelle
Q5 mit einem Anschluß für eine negative Betriebsspannung -Uv
der zweiten Vorstufe VS2 verbunden. Der Basisanschluß des
sechsten Transistors T6 ist über einen zweiten Gegenkopplungs
widerstand RG2 mit dem Ausgangsanschluß A der zweiten Endstufe
ES2 und über einen dreizehnten Widerstand R13 mit dem Bezugs
potential BPV der zweiten Vorstufe VS2 verbunden. Der Kollek
toranschluß des fünften Transistors T5 ist über eine Reihen
schaltung aus dem Primäranschlüssen eines dritten und eines
vierten Optokopplers OK3P, OK4P und der Kollektoranschluß des
sechsten Transistors T6 ist über eine Reihenschaltung aus den
Primäranschlüssen eines fünften und eines sechsten Optokopp
lers OK5P, OK6P mit einem Anschluß für eine positive Betriebs
spannung +Uv der zweiten Vorstufe VS2 verbunden.
Die Signalübertragung von der zweiten Vorstufe VS2 zur zweiten
Treiberstufe TS2 erfolgt über den dritten und den fünften Opto
koppler, da die sekundärseitigen Empfangstransistoren OK3S, OK5S
dieser Optokoppler als siebenter und achter Transistor T7, T8
nach Art eines emittergekoppelten Differenzverstärkers zusammen
geschaltet sind und einen Teil der zweiten Treiberstufe TS2
bilden. Die Emitteranschlüsse dieser Transistoren sind über eine
sechste Stromquelle Q6 mit einem Anschluß für eine zweite nega
tive Betriebsspannung -Ut2 der zweiten Treiberstufe verbunden.
Der Basisanschluß des siebenten Transistors T7, also der Sekun
därseite des dritten Optokopplers OK3S, ist über die Reihenschal
tung aus einem vierzehnten Widerstand R14 und einer ersten Re
ferenzspannungsquelle UR1 mit dem Bezugspotential BPT2 der
zweiten Treiberstufe TS2 verbunden. Der Kollektoranschluß des
siebenten Transistors T7 ist mit einem invertierenden Eingang
eines zweiten Operationsverstärkers OA2 sowie über einen sech
zehnten Widerstand RT6 mit einem Anschluß für eine positive Be
triebsspannung +Ut2 der zweiten Treiberstufe TS2 verbunden. Ent
sprechend ist der Kollektoranschluß des achten Transistors T8,
also der Sekundärseite des fünften Optokopplers OK5S, mit einem
nichtinvertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers
OA2 sowie über einen siebzehnten Widerstand R17 mit dem Anschluß
für die positive Betriebsspannung +Ut2 der zweiten Treiberstufe
TS2 verbunden. Der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers OA2
ist mit einem ersten Eingangsanschluß EP1 der zweiten Endstufe
ES2 sowie über eine erste Zenerdiode ZD1 mit dem Basisanschluß
des achten Transistors T8 verbunden, der außerdem über einen
fünfzehnten Widerstand RT5 an das Bezugspotential BPT2 der zwei
ten Treiberstufe TS2 angeschlossen ist. Der Basisanschluß des
achten Transistors T8 ist außerdem über einen achtzehnten Wider
stand R18 mit den zusammengeführten Anschlüssen für die Source
und des Substrat eines dritten Endstufentransistors ET3 verbunden.
Die dritte Treiberstufe TS3 entspricht in ihrem Aufbau der zwei
ten Treiberstufe TS2, die Signalübertragung von der zweiten Vor
stufe VS2 zur dritten Treiberstufe TS3 erfolgt über den vierten
und den sechsten Optokoppler, wobei der in der Sekundärseite des
sechsten Optokopplers OK6S enthaltene Empfangstransistor als
neunter Transistor T9 und der in der Sekundärseite des vierten
Optokopplers OK4S enthaltende Empfangstransistor als zehnter
Transistor T10 ebenfalls nach Art eines emittergekoppelten Dif
ferenzverstärkers zusammengeschaltet sind und einen Teil der
dritten Treiberstufe TS3 bilden. Die Emitteranschlüsse des neun
ten und zehnten Transistors sind über eine siebente Stromquelle
Q7 mit einem Anschluß für die dritte negative Betriebsspannung
-Ut3 der dritten Treiberstufe TS3 verbunden. Der Basisanschluß
des neunten Transistors T9 ist über die Reihenschaltung aus
einem neunzehnten Widerstand R19 und einer zweiten Referenz
spannungsquelle UR2 mit dem Bezugspotential BPT3 der dritten
Treiberstufe TS3 verbunden. Der Kollektoranschluß des neunten
Transistors T9 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines
dritten Operationsverstärkers OA3 sowie über einen einundzwan
zigsten Widerstand R21 mit dem Anschluß für die positive Betriebs
spannung +Ut3 der dritten Treiberstufe TS3 verbunden. Entspre
chend ist der Kollektoranschluß des zehnten Transistors T10 mit
einem nichtinvertierenden Eingang des dritten Operationsver
stärkers OA3 sowie über einen zweiundzwanzigsten Widerstand R22
mit dem Anschluß für die positive Betriebsspannung +Ut3 der
dritten Treiberstufe TS3 verbunden. Der Ausgangsanschluß des
dritten Operationsverstärkers OA3 ist mit einem zweiten Eingangs
anschluß EP2 der zweiten Endstufe ES2 sowie über eine zweite
Zenerdiode ZD2 mit dem Basisanschluß des zehnten Transistors
T10 verbunden, der außerdem über einen zwanzigsten Widerstand
R20 an das Bezugspotential BPT3 der dritten Treiberstufe TS3
angeschlossen ist. Der Basisanschluß des zehnten Transistors
T10 ist außerdem über einen dreiundzwanzigsten Widerstand R23
mit den zusammengeführten Anschlüssen für Source und Substrat
eines vierten Endstufentransistors ET4 verbunden.
Der erste Eingangsanschluß EP1 der zweiten Endstufe ES2 ist
über einen dritten Vorwiderstand RV3.1 mit dem Gate-Anschluß
des dritten MOSFE-Transistors ET3 vom n-Kanaltyp und der zweite
Eingangsanschluß EP2 ist über einen vierten Vorwiderstand RV4.1
mit dem Gate-Anschluß eines vierten MOSFE-Transistors ET4, eben
falls vom n-Kanaltyp, verbunden. Im Hinblick auf die Erhöhung
der Ausgangsleistung können dem dritten und dem vierten MOSFE-
Transistor ET3, ET4 weitere gleichartige Transistoren parallel
geschaltet sein, deren Gate-Anschlüsse dann über die weiteren
angedeuteten Vorwiderstände mit den entsprechenden Eingangsan
schlüssen der zweiten Endstufe ES2 zu verbinden sind. Der Drain
anschluß des dritten MOSFE-Transistors ET3 ist mit einem An
schluß für die positive Betriebsspannung +Ub der Endstufe ver
bunden, die zusammengeführten Anschlüsse für die Source und
das Substrat dieses Transistors sind über einen vierundzwanzig
sten Widerstand R24 mit dem Ausgangsanschluß A, mit dem Bezugs
potential BPT2 der zweiten Treiberstufe TS2 sowie mit dem Drain
anschluß des vierten MOSFE-Transistors ET4 verbunden. Die zusam
mengeführten Anschlüsse für die Source und das Substrat dieses
Transistors sind über einen fünfundzwanzigsten Widerstand R25
mit dem Bezugspotential BPT3 der dritten Treiberstufe TS2 sowie
mit einem Anschluß für die negative Betriebsspannung -Ub der
zweiten Endstufe ES2 verbunden.
Wie auch bei der Schaltung nach der Fig. 1 sind auch in diesem
Falle das Bezugspotential BPA für das Ausgangssignal Ua und
das Bezugspotential BPV der Vorstufe über den Potentialverbin
dungswiderstand RBP verbunden. Die Bezugspotentiale BPT2, BPT3
der beiden Treiberstufen TS2, TS3 sind unabhängig voneinander
schwimmende Potentiale.
Claims (4)
1. Treiberverstärker für Leistungsverstärker großer Frequenz
bandbreite mit einer Vorstufe und wenigstens einer Treiber
stufe, die jeweils emittergekoppelte Differenzverstärker ent
halten und mit einer gegenkoppelnden Verbindung vom Verstär
kerausgang zum invertierenden Eingang des Vorstufen
Differenzverstärkers,
dadurch gekennzeichnet
daß in die Verbindungen zwischen den Kollektoranschlüssen der Transistoren (T1, T2) des Vorstufen-Differenzverstärkers und deren Betriebsspannungsanschluß (+Uv) jeweils die Primäran schlüsse wenigstens eines Optokopplers (OK1, OK2) zwischenge schaltet sind und die Optokoppler (OK1, OK2) paarweise ver wendet werden,
daß die in jeweils einem Paar Optokoppler (OK1, OK2) enthal tenden sekundärseitigen Empfangstransistoren (OK1S, OK2S) nach Art eines emittergekoppelten Differenzverstärkers (T3, T4) zu sammengeschaltet sind und damit den Differenzverstärker der Treiberstufe bilden und
daß die Kollektoranschlüsse der beiden Differenzverstärker transistoren (T3, T4) der Treiberstufe jeweils getrennt mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang eines nachgeschalteten Operationsverstärkers (OA) verbunden sind,
daß der Ausgang des Operationsverstärkers (OA) mit einem Ein gang (EP) einer ersten Endstufe (ES) sowie über einen sieben ten Widerstand (R7) mit dem Basisanschluß eines der Differenzverstärker-Transistoren der Treiberstufe (TS) ver bunden ist.
daß in die Verbindungen zwischen den Kollektoranschlüssen der Transistoren (T1, T2) des Vorstufen-Differenzverstärkers und deren Betriebsspannungsanschluß (+Uv) jeweils die Primäran schlüsse wenigstens eines Optokopplers (OK1, OK2) zwischenge schaltet sind und die Optokoppler (OK1, OK2) paarweise ver wendet werden,
daß die in jeweils einem Paar Optokoppler (OK1, OK2) enthal tenden sekundärseitigen Empfangstransistoren (OK1S, OK2S) nach Art eines emittergekoppelten Differenzverstärkers (T3, T4) zu sammengeschaltet sind und damit den Differenzverstärker der Treiberstufe bilden und
daß die Kollektoranschlüsse der beiden Differenzverstärker transistoren (T3, T4) der Treiberstufe jeweils getrennt mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang eines nachgeschalteten Operationsverstärkers (OA) verbunden sind,
daß der Ausgang des Operationsverstärkers (OA) mit einem Ein gang (EP) einer ersten Endstufe (ES) sowie über einen sieben ten Widerstand (R7) mit dem Basisanschluß eines der Differenzverstärker-Transistoren der Treiberstufe (TS) ver bunden ist.
2. Treiberverstärker nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß zur Ansteuerung einer Endstufe (ES) mit zwei Eingangsan schlüssen (EP1, EP2) in die Verbindungen zwischen den Kollek toranschlüssen der Transistoren (T5, T6) des emittergekoppel ten Differenzverstärkers einer zweiten Vorstufe (VS2) jeweils die in Reihe geschalteten Primäranschlüsse eines dritten und eines vierten sowie eines fünften und eines sechsten Opto kopplers (OK3P, OK4P; OK5P, OK6P) zwischengeschaltet sind, daß die im dritten und im fünften Optokoppler (OK3S, OK5S) sekun därseitig enthaltenen Empfangstransistoren (T7, T8) nach Art eines emittergekoppelten Differenzverstärkers zusammenge schaltet sind und Teil einer zweiten Treiberstufe (TS2) sind,
daß der Basisanschluß des siebenten Transistors (T7) über die Parallelschaltung eines vierzehnten Widerstandes (R14) und einer ersten Referenzspannungsquelle (UR1) mit dem Bezugs potential (BPT2) der zweiten Treiberstufe TS2 verbunden ist,
daß die zusammengeführten Emitteranschlüsse des siebenten und des achten Transistors (T7, T8) über eine sechste Stromquelle (Q6) mit einem Anschluß für eine negative Betriebsspannung (-Ut2) verbunden sind, daß der Kollektoranschluß des siebenten Transistors (T7) mit einem invertierenden Eingang eines zwei ten Operationsverstärkers OA2) sowie über einen sechzehnten Widerstand (R16) mit einem Anschluß für eine positive Be triebsspannung (+Ut3) der zweiten Treiberstufe (TS2) verbunden ist, daß der Kollektoranschluß des achten Transistors (T8) mit einem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Operationsver stärkers OA2) sowie über einen siebzehnten Widerstand (R17) mit dem Anschluß für die positive Betriebsspannung (+Ut2) der zweiten Treiberstufe (TS2) verbunden ist, daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (OA2) mit einem ersten Eingangs anschluß (EP1) der zweiten Endstufe (ES2) sowie über die Parallelschaltung aus einem achtzehnten Widerstand (R18) und einer ersten Zenerdiode (ZD1) mit dem Basisanschluß des achten Transistors (T8) sowie mit dem einen Anschluß eines fünf zehnten Widerstandes (R15) verbunden ist und daß der andere Anschluß dieses Widerstandes an das Bezugspotential (BPT1) der ersten Treiberstufe (TS1) angeschlossen ist,
daß die sekundärseitigen Empfangstransistoren (T9, T10) des vierten und des sechsten Optokopplers (OK4S, OK6S) nach Art eines emittergekoppelten Differenzverstärkers zusammenge schaltet sind und Teil einer dritten Treiberstufe (TS3) sind, daß der Basisanschluß des sekundärseitig im sechsten Opto koppler (OK6S) enthaltenden neunten Transistors (T9) über die Parallelschaltung aus einem neunzehnten Widerstand (R19) und einer zweiten Referenzspannungsquelle (UR2) mit dem Bezugs potential (BPT3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden ist,
daß der Kollektoranschluß des neunten Transistors (T9) mit einem invertierenden Eingang eines dritten Operationsverstär kers (OA3) sowie über einen einundzwanzigsten Widerstand (R21) mit einem Anschluß für eine positive Betriebsspannung (+Ut3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden ist, daß der Kollektoranschluß des im vierten Optokoppler (OK4S) als Empfangstransistor enthaltenen zehnten Transistors (T10) mit einem nichtinvertierenden Eingang des dritten Operationsver stärkers (OA3) sowie über einen zweiundzwanzigsten Widerstand (R22) mit dem Anschluß für die positive Betriebsspannung (+Ut3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden ist, daß die zusammengeführten Emitteranschlüsse des neunten und des zehnten Transistors (T9, T10) über eine siebente Stromquelle (Q7) mit einem Anschluß für eine negative Betriebsspannung (-Ut3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden sind, daß der Ausgangsanschluß des dritten Operationsverstärkers (OA3) mit einem zweiten Eingangsanschluß (EP2) der zweiten Endstufe (ES2) sowie über die Parallelschaltung aus einem dreiundzwanzigsten Widerstand (R23) und einer zweiten Zenerdiode (ZD2) mit dem Basisanschluß des zehnten Transistors (T10) sowie mit dem einen Anschluß eines zwanzigsten Widerstandes (R20) verbunden ist und daß der andere Anschluß dieses Widerstandes an das Bezugspotential (BPT3) der dritten Treiberstufe (TS3) ange schlossen ist.
daß zur Ansteuerung einer Endstufe (ES) mit zwei Eingangsan schlüssen (EP1, EP2) in die Verbindungen zwischen den Kollek toranschlüssen der Transistoren (T5, T6) des emittergekoppel ten Differenzverstärkers einer zweiten Vorstufe (VS2) jeweils die in Reihe geschalteten Primäranschlüsse eines dritten und eines vierten sowie eines fünften und eines sechsten Opto kopplers (OK3P, OK4P; OK5P, OK6P) zwischengeschaltet sind, daß die im dritten und im fünften Optokoppler (OK3S, OK5S) sekun därseitig enthaltenen Empfangstransistoren (T7, T8) nach Art eines emittergekoppelten Differenzverstärkers zusammenge schaltet sind und Teil einer zweiten Treiberstufe (TS2) sind,
daß der Basisanschluß des siebenten Transistors (T7) über die Parallelschaltung eines vierzehnten Widerstandes (R14) und einer ersten Referenzspannungsquelle (UR1) mit dem Bezugs potential (BPT2) der zweiten Treiberstufe TS2 verbunden ist,
daß die zusammengeführten Emitteranschlüsse des siebenten und des achten Transistors (T7, T8) über eine sechste Stromquelle (Q6) mit einem Anschluß für eine negative Betriebsspannung (-Ut2) verbunden sind, daß der Kollektoranschluß des siebenten Transistors (T7) mit einem invertierenden Eingang eines zwei ten Operationsverstärkers OA2) sowie über einen sechzehnten Widerstand (R16) mit einem Anschluß für eine positive Be triebsspannung (+Ut3) der zweiten Treiberstufe (TS2) verbunden ist, daß der Kollektoranschluß des achten Transistors (T8) mit einem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Operationsver stärkers OA2) sowie über einen siebzehnten Widerstand (R17) mit dem Anschluß für die positive Betriebsspannung (+Ut2) der zweiten Treiberstufe (TS2) verbunden ist, daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (OA2) mit einem ersten Eingangs anschluß (EP1) der zweiten Endstufe (ES2) sowie über die Parallelschaltung aus einem achtzehnten Widerstand (R18) und einer ersten Zenerdiode (ZD1) mit dem Basisanschluß des achten Transistors (T8) sowie mit dem einen Anschluß eines fünf zehnten Widerstandes (R15) verbunden ist und daß der andere Anschluß dieses Widerstandes an das Bezugspotential (BPT1) der ersten Treiberstufe (TS1) angeschlossen ist,
daß die sekundärseitigen Empfangstransistoren (T9, T10) des vierten und des sechsten Optokopplers (OK4S, OK6S) nach Art eines emittergekoppelten Differenzverstärkers zusammenge schaltet sind und Teil einer dritten Treiberstufe (TS3) sind, daß der Basisanschluß des sekundärseitig im sechsten Opto koppler (OK6S) enthaltenden neunten Transistors (T9) über die Parallelschaltung aus einem neunzehnten Widerstand (R19) und einer zweiten Referenzspannungsquelle (UR2) mit dem Bezugs potential (BPT3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden ist,
daß der Kollektoranschluß des neunten Transistors (T9) mit einem invertierenden Eingang eines dritten Operationsverstär kers (OA3) sowie über einen einundzwanzigsten Widerstand (R21) mit einem Anschluß für eine positive Betriebsspannung (+Ut3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden ist, daß der Kollektoranschluß des im vierten Optokoppler (OK4S) als Empfangstransistor enthaltenen zehnten Transistors (T10) mit einem nichtinvertierenden Eingang des dritten Operationsver stärkers (OA3) sowie über einen zweiundzwanzigsten Widerstand (R22) mit dem Anschluß für die positive Betriebsspannung (+Ut3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden ist, daß die zusammengeführten Emitteranschlüsse des neunten und des zehnten Transistors (T9, T10) über eine siebente Stromquelle (Q7) mit einem Anschluß für eine negative Betriebsspannung (-Ut3) der dritten Treiberstufe (TS3) verbunden sind, daß der Ausgangsanschluß des dritten Operationsverstärkers (OA3) mit einem zweiten Eingangsanschluß (EP2) der zweiten Endstufe (ES2) sowie über die Parallelschaltung aus einem dreiundzwanzigsten Widerstand (R23) und einer zweiten Zenerdiode (ZD2) mit dem Basisanschluß des zehnten Transistors (T10) sowie mit dem einen Anschluß eines zwanzigsten Widerstandes (R20) verbunden ist und daß der andere Anschluß dieses Widerstandes an das Bezugspotential (BPT3) der dritten Treiberstufe (TS3) ange schlossen ist.
3. Treiberverstärker nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein weiteres Paar Optokoppler vorgesehen ist,
wobei die Primäranschlüsse des einen Optokopplers dieses
Paares in Reihe mit den Primäranschlüssen des ersten Opto
kopplers (OK1P) und die Primäranschlüsse des zweiten Opto
kopplers dieses Paares mit den Primäranschlüssen des zweiten
Optokopplers (OK2P) in Reihe geschaltet sind, daß die Sekun
däranschlüsse des einen Optokopplers dieses Paares den Sekun
däranschlüssen des ersten Optokopplers (OK1S) und die
Sekundäranschlüsse des zweiten Optokopplers dieses Paares den
Sekundäranschlüssen des zweiten Optokopplers (OK2S) parallel
geschaltet sind.
4. Treiberverstärker nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Realisierung eines Schaltverstärkers die Verbindung
vom Ausgang der Endstufe über den Gegenkopplungswiderstand
(RG) zum Basisanschluß des zweiten Transistors (T2) aufge
trennt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914131782 DE4131782A1 (de) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Verlustleistungsarmer treiberverstaerker fuer leistungsverstaerker hoher leistungsbandbreite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914131782 DE4131782A1 (de) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Verlustleistungsarmer treiberverstaerker fuer leistungsverstaerker hoher leistungsbandbreite |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4131782A1 true DE4131782A1 (de) | 1993-03-25 |
Family
ID=6441378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914131782 Withdrawn DE4131782A1 (de) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Verlustleistungsarmer treiberverstaerker fuer leistungsverstaerker hoher leistungsbandbreite |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4131782A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0667673A1 (de) * | 1994-02-10 | 1995-08-16 | Fujitsu Limited | Konstantstromquelle mit Feldeffekttransistor |
FR2724072A1 (fr) * | 1994-08-25 | 1996-03-01 | Philips Composants | Etage amplificateur de puissance, de type suiveur. |
DE19600593C1 (de) * | 1996-01-10 | 1997-04-03 | Schwerionenforsch Gmbh | Verstärker zum Erzeugen von Hochspannungssignalen |
WO2015047524A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Raytheon Company | High voltage wide bandwidth amplifier |
CN107994874A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-04 | 西安电子科技大学 | 集成电路功耗补偿电路 |
-
1991
- 1991-09-24 DE DE19914131782 patent/DE4131782A1/de not_active Withdrawn
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