DE1064993B

DE1064993B - Low-frequency final amplifier stage with transistor in common emitter circuit

Info

Publication number: DE1064993B
Application number: DET13133A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Karl Sauer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1957-01-19
Filing date: 1957-01-19
Publication date: 1959-09-10

Description

Es ist bekannt, in einem Transistorverstärker mit geerdetem Emitter und gesteuerter Basis (sogenannte Emitterschaltung) die Vorspannung der Basis einem Spannungsteiler zu entnehmen, der an die Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist. Der Spannungsteiler muß relativ niederohmig gewählt werden, weil der eine Widerstand des Spannungsteilers von dem stark temperaturabhängigen Basisstrom des Transistors durchflossen wird und dieser Strom die Basisvorspannung möglichst wenig verschieben darf. Diese Forderung muß besonders dann erfüllt werden, wenn die Verstärkerstufe nahezu mit der zulässigen Kollektor-Verlustleistung betrieben wird, denn dann besteht die Gefahr einer Überlastung des Transistors bei einer Verschiebung des Arbeitspunktes. Meist ist eine derart hoch belastete Stufe die Endstufe. In solchen Stufen muß also der Spannungsteiler besonders niederohmig sein.It is known that in a transistor amplifier with a grounded emitter and controlled base (so-called Emitter circuit) the bias voltage of the base can be taken from a voltage divider, which is connected to the operating voltage source connected. The voltage divider must be chosen to have a relatively low resistance, because the one resistance of the voltage divider of the strongly temperature-dependent base current of the transistor is flowed through and this current is allowed to shift the base bias as little as possible. These The requirement must be met especially when the amplifier stage is close to the permissible collector power loss is operated, because then there is the risk of overloading the transistor if the operating point is shifted. Mostly is such a heavily loaded stage is the final stage. The voltage divider must be special in such stages be low resistance.

Der niederohmige Spannungsteiler hat jedoch den Nachteil, daß die vorhergehende Verstärkerstufe durch ihn wechselstrommäßig stark belastet wird, unter Umständen so stark, daß die verbleibende Leistung nicht mehr zur Aussteuerung der Stufe ausreicht, in deren Eingang der Spannungsteiler liegt. Es wirken beide Teilwiderstände des Spannungsteilers belastend auf die Vorstufe, weil sie wechselstrommäßig parallel liegen.However, the low-resistance voltage divider has the disadvantage that the previous amplifier stage through it is heavily loaded in terms of alternating currents, under certain circumstances so much that the remaining power is no longer sufficient to control the stage in whose input the voltage divider is located. It work Both partial resistances of the voltage divider put a strain on the preliminary stage because they are alternating in parallel lie.

Der Spannungsteiler kann bekanntlich hochohmiger gemacht werden, wenn er einen Heißleiter enthält, der einer Verschiebung des Arbeitspunktes bei Änderungen des Basisstromes entgegenwirkt. Für die Anwendung dieser Schaltung ist es jedoch ungünstig, daß die Kennwerte der Transistoren in der Fabrikation stark voneinander abweichen. Man rechnet damit, daß sich die Basisströme der Transistoren wie 1:3 oder mehr zueinander verhalten. Deshalb könnte man einem Spannungsteiler mit Heißleiter bei der Fabrikation eines Verstärkers nicht einen bestimmten Wert geben, sondern müßte ihn entsprechend dem jeweils verwendeten Transistor bemessen.As is known, the voltage divider can be made higher impedance if it contains a thermistor which counteracts a shift in the operating point when the base current changes. For the application this circuit, however, it is unfavorable that the characteristics of the transistors in the fabrication differ greatly from each other. It is expected that the base currents of the transistors will be 1: 3 or behave more towards each other. Therefore you could use a voltage divider with NTC thermistor during manufacture of an amplifier does not give a certain value, but rather it should correspond to the one used in each case Transistor sized.

Die Erfindung, die sich auf die anfangs beschriebene Verstärkerstufe mit niederohmigem Spannungsteiler bezieht, beseitigt diese Nachteile. Erfindungsgemäß wird ein Teil der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators zwischen das eine Ende des Spannungsteilers und die Betriebsspannungsquelle geschaltet und so gepolt und bemessen, daß die durch den Spannungsteiler hervorgerufene wechselstrommäßige Eingangsbelastung durch eine Mitkopplung ganz oder nahezu beseitigt ist. Der Spannungsteiler kann nun ohne unzulässige Belastung der Vorstufe so niederohmig bemessen werden, daß verschieden große Basisströme der einzelnen Transistoren keinen störenden Einfluß "auf den Arbeitspunkt haben. Um Niederfrequenz-Endverstärkerstufe
mit Transistor in EmitterschaltungThe invention, which relates to the amplifier stage described at the beginning with a low-resistance voltage divider, eliminates these disadvantages. According to the invention, part of the secondary winding of the output transformer is connected between one end of the voltage divider and the operating voltage source and polarized and dimensioned so that the AC input load caused by the voltage divider is completely or almost completely eliminated by positive feedback. The voltage divider can now be dimensioned with such a low resistance, without undue loading of the preliminary stage, that base currents of the individual transistors of different sizes have no disruptive influence on the operating point
with transistor in emitter circuit

Anmelder:Applicant:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Telefunken GmbH,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Phys. Karl Sauer, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Karl Sauer, Ulm / Danube,
has been named as the inventor

eine durch die Mitkopplung etwa verursachte Einengung des Frequenzbereiches zu beseitigen, kann zusätzlich eine Gegenkopplung auf den Eingang einer vorhergehenden Stufe angewendet werden.Eliminating any narrowing of the frequency range caused by the positive feedback can also be used negative feedback can be applied to the input of a previous stage.

Es ist bekannt, daß sich, der Eingangswiderstand von Röhren- und Transistorverstärkern unter dem Einfluß einer positiven oder negativen Rückkopplung ändert. Es ist auch bekannt, eine positive und negative Rückkopplung miteinander zu kombinieren, um extrem große oder kleine Eingangswiderstände zu erhalten. Die Erfindung gibt demgegenüber eine ganz bestimmte Schaltung zu dem Zweck an, speziell den unerwünschten Einfluß des niederohmigen Spannungsteilers für die Basisvorspannung eines Transistors zu beseitigen. Eine ähnliche Schaltung in einem Transistorverstärker zum Zwecke der Gegenkopplung, nämlich mit umgekehrter Polung der Rückkopplungswicklung, ist an sich bekannt. Dort ist jedoch die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht gestellt und auch nicht gelöst.It is known that the input resistance of tube and transistor amplifiers is below the Influence of positive or negative feedback changes. It is also known to be positive and negative Combine feedback together to get extremely large or small input resistances. In contrast, the invention specifies a very specific circuit for the purpose, especially the undesired one Influence of the low-resistance voltage divider for the base bias of a transistor remove. A similar circuit in a transistor amplifier for the purpose of negative feedback, namely with reverse polarity of the feedback winding is known per se. There, however, is the one The object on which the invention is based is not set and also not achieved.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. The drawing shows exemplary embodiments of the invention.

Fig. 1 und 2 zeigen Beispiele für eine Mitkopplung allein, während in den1 and 2 show examples of positive feedback alone, while in the

Fig. 3 und 4 zusätzlich eine Gegenkopplung angewendet ist.3 and 4, a negative feedback is also used.

In allen Schaltungen ist als Beispiel die Widerstandskapazitätskopplung angegeben, jedoch ist auch eine galvanische Kopplung anwendbar.Resistive capacitance coupling is an example in all circuits indicated, but a galvanic coupling can also be used.

In Fig. 1 ist der Emitter des Transistors T₁ über einen Widerstand W_z von z. B. 10 Ohm geerdet. Die Vorspannung der Basis wird durch einen Spannungsteiler festgelegt, der über die angezapfte Drossel D an der Betriebsspannungsquelle-ff liegt. Es ist z.B. W₁ = 500 Ohm und W₂ = 5 Kiloohm. Parallel zu der Drossel D liegt z. B. der Lautsprecher L. In dem oberen Teil der Drossel D wird eine WechselspannungIn Fig. 1, the emitter of the transistor T _{1 is} through a resistor W _z of z. B. 10 ohms grounded. The bias of the base is determined by a voltage divider, which is connected to the operating voltage source-ff via the tapped choke D. For example, W ₁ = 500 ohms and W ₂ = 5 kilo ohms. In parallel with the throttle D is z. B. the loudspeaker L. In the upper part of the choke D is an alternating voltage

909 627/275909 627/275

Claims

induced, which has the correct phase for positive feedback. According to the invention, it is dimensioned in such a way that the AC load on the preliminary stage caused by the voltage divider W1, W2 is completely or almost completely eliminated. The circuit according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 essentially in that the positive feedback voltage is introduced into the lower branch of the voltage divider W1, W2 instead of in the upper branch will. The right part of FIG. 3 largely corresponds to FIG. It is only the capacitor C of z. B. 2.5 nF added, which should cause negative feedback of the high frequencies. In the left part of FIG. 3, a preliminary stage with the transistor T2 is shown, on the basis of which via the resistor Wi of z. B. 100 kilohms from the secondary winding of the output transformer from a negative feedback is exerted. In the preliminary stage, the voltage divider WB, We has a higher resistance than in the output stage because it is not so heavily loaded (collector current ζ, e.g. 1 mA compared to 23 mA in the output stage). It is e.g. W5 = 10 kilo ohms and Wa = 150 kilo ohms. Furthermore, W1 = 500 ohms and W8 = 3 kilo ohms. FIG. 4 differs from FIG. 3 in that the transistor T2 is replaced by a tube Rö. This is because the invention can also be used in such a case because, in order to avoid distortions, it must be avoided that the tube Rö works with an external resistance that is too small. PATENT CLAIMS:

1. Low-frequency final amplifier stage with transistor in emitter circuit and low-resistance voltage divider connected in parallel to the operating voltage source for the base bias, characterized in that part of the secondary winding of the output transformer is connected between one end of the voltage divider (PF ₁ , W ₂ ) and the operating voltage source and so on is polarized and dimensioned so that the AC input load caused by the voltage divider is completely or almost completely eliminated by positive feedback (FIGS. 1 to 4).

2. Two-stage amplifier with output stage according to claim 1, characterized in that in addition a negative feedback dimensioned to the input of the preliminary stage is provided that the Narrowing of the frequency range caused by the positive feedback is eliminated (Fig. 3 and 4).

Considered publications:
German Patent Nos. 910 427, 914 863;
French Patent No. 1,111,777;
»Electr. Telecommunications ", 1939, No. 6, pp. 155 to 160;

"Funk", 1940, issue 4, p. 51;
"Electronic Rundschau", 1955, No. 1, pp. 38 to 40;
"Telefunken-Zeitung", 1955, June issue, p. 95 ff .;

"Archive for Technical Measurement", 1956, August-Heft, p. R81;

"Electronics", 1954, July issue, pp. 174 to 178.

1 sheet of drawings