DE1219089B

DE1219089B - Circuit arrangement for resistance adjustment with a field effect transistor

Info

Publication number: DE1219089B
Application number: DE1965C0035621
Authority: DE
Inventors: Shmuel Elazar
Original assignee: Consolidated Electrodynamics Corp
Current assignee: Consolidated Electrodynamics Corp
Priority date: 1964-08-03
Filing date: 1965-04-17
Publication date: 1966-06-16
Also published as: FR1440187A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H03fH03f

Deutsche Kl.: 21 a2-18/08German class: 21 a2-18 / 08

Nummer: 1219 089Number: 1219 089

Aktenzeichen: C 35621 VIII a/21 a2File number: C 35621 VIII a / 21 a2

Anmeldetag: 17. April 1965Filing date: April 17, 1965

Auslegetag: 16. Juni 1966Opening day: June 16, 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft Anordnungen zur Widerstandsanpassung, insbesondere Festkörperverstärker, die sich durch einen großen Eingangswiderstand, einen kleinen Ausgangswiderstand und äußerst geringe Größe auszeichnen.The present invention relates to arrangements for adjusting resistance, in particular solid-state amplifiers, which are characterized by a large input resistance, a small output resistance and extremely small size.

Bekannte Vorrichtungen zur Anpassung von hochohmigen Spannungsquellen an niederohmige Schreiber, Fernmeßeinrichtungen und Lesegeräte sind als Elektronenröhrengeräte, beispielsweise Kathodenverstärker, und in der Festkörpertechnik als Anordnungen wie Transistorenverstärker in Kollektorschaltung (Emitterverstärker und Quellenverstärker) ausgebildet. Alle diese Schaltungsanordnungen sind mit Eigenschaften behaftet, die unerwünscht sind, wenn besondere Anforderungen an Raumbedarf, Gewicht, Verläßlichkeit, Unempfindlichkeit gegen rauhe Betriebsbedingungen und Leistungsaufnahmevermögen gestellt werden. Ein erheblicher Nachteil von Kathodenverstärkern ist ihre Größe, weil die kleinsten Kathodenverstärker noch um ein Vielfaches größer als transistorisierte Gerät sind. Außerdem ist ihr Leistungsbedarf erheblich größer. Im Vergleich zu Festkörperanordnungen ist ihre Widerstandsfähigkeit gegen rauhe Umwelteinflüsse begrenzt.Known devices for adapting high-resistance voltage sources to low-resistance writers, Telemetry devices and reading devices are available as electron tube devices, for example cathode amplifiers, and in solid-state technology as arrangements such as transistor amplifiers in a collector circuit (Emitter amplifier and source amplifier) formed. All of these circuit arrangements are with properties that are undesirable if there are special requirements in terms of space, weight, Reliability, insensitivity to harsh operating conditions and power consumption be asked. A significant disadvantage of cathode amplifiers is their size, because they are the smallest Cathode amplifiers are many times larger than transistorized devices. Also is their power requirements are considerably greater. Compared to solid-state arrangements is their resilience limited against harsh environmental influences.

Bekannte Festkörperanordnungen sind, ob in Kollektorschaltung oder nicht, durch die Verwendung eines kapazitiven Rückkopplungsweges (die sogenannte Bootstrap-Schaltung) gekennzeichnet, um einen hohen Widerstand zu erzielen. Die Notwendigkeit eines oder mehrerer Kondensatoren im Rückkopplungsweg führt zu verschiedenen Beschränkungen ähnlich denjenigen, wie sie Kathodenverstärkern eigen sind. In erster Linie ist die Größe der Anordnung nach unten begrenzt, da die Größe der Kondensatoren über einen bestimmten Kleinstwert nicht herabgesetzt werden kann. Kondensatoren sind außerdem temperaturempfindlich, und ihre Niederfrequenzempfindlichkeit ist begrenzt, weil bei einer bestimmten niedrigen Frequenz die Rückkopplung unwirksam wird. Außerdem sind Schaltungsanordnungen, bei denen Kondensatoren für diese Funktion vorgesehen sind, gegen Übersteuerung empfindlich. So bringt bei Verwendung eines Kondensators als Rückkopplungselement ein großes Eingangssignal die Schaltungsanordnung zum Schwingen. Diese Schwingungen werden zwar gedämpft und klingen innerhalb einer bestimmten Zeitdauer ab, in der Zwischenzeit wird jedoch das Ausgangssignal der Anordnung beeinflußt. Known solid state devices, whether in collector circuit or not, are through the use a capacitive feedback path (the so-called bootstrap circuit) in order to to achieve a high resistance. The need for one or more capacitors in the feedback path leads to various limitations similar to those found in cathode amplifiers are peculiar. First and foremost, the size of the arrangement is limited by the size of the capacitors cannot be reduced beyond a certain minimum value. Capacitors are also temperature sensitive, and its low frequency sensitivity is limited because of a certain low frequency the feedback becomes ineffective. In addition, circuit arrangements are where capacitors are provided for this function, sensitive to overload. For example, when using a capacitor as a feedback element, a large input signal brings the Circuit arrangement for oscillation. These vibrations are dampened and sound within a certain period of time, but in the meantime the output signal of the arrangement is influenced.

Im Gegensatz dazu wird mit der vorliegenden Erfindung ein Festkörperverstärker geschaffen, der extrem hohen Eingangswiderstand hat, dessen Nieder-Schaltungsanordnung zur Widerstandsanpassimg
mit einem FeldeffekttransistorIn contrast, the present invention creates a solid-state amplifier which has an extremely high input resistance, the low-level circuit arrangement of which for resistance adjustment
with a field effect transistor

Anmelder:Applicant:

Consolidated Electrodynamics Corporation,Consolidated Electrodynamics Corporation,

Pasadena, Calif. (V. St. A.)Pasadena, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. K. Boehmert, Dipl.-Ing. A. Boehmert
und Dipl.-Ing. G. Eisenführ, Patentanwälte,
Bremen, Feldstr. 24Dr.-Ing. K. Boehmert, Dipl.-Ing. A. Boehmert
and Dipl.-Ing. G. Eisenführ, patent attorneys,
Bremen, Feldstr. 24

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Shmuel Elazar,Shmuel Elazar,

El Monte, Calif. (V. St. A.)El Monte, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. August 1964
(387 059)Claimed priority:
V. St. v. America August 3, 1964
(387 059)

frequenzempfindlichkeit bis herab zu Gleichspannungssignalen praktisch unbegrenzt ist und der äußerst geringe Größe sowie niedriges Gewicht aufweist. frequency sensitivity down to DC voltage signals is practically unlimited and the extremely small in size and light in weight.

Dabei geht die Erfindung aus von einer niederfrequenzempfindlichen Schaltungsanordnung mit einem Feldeffekttransistor, einem damit in Kaskade geschalteten bipolaren Transistor, dessen Kollektorelektrode mit der Emitterelektrode des Feldeffekttransistors unmittelbar verbunden ist, und einem von der Emitterelektrode zur Torelektrode des Feldeffekttransistors führenden Rückkopplungsstromkreis, der einen hochohmigen Widerstand aufweist, dessen eines Ende mit der Torelektrode verbunden ist. Die Erfindung schlägt vor, daß das andere Ende des hochohmigen Widerstandes über einen Ohmschen Anschluß mit dem Verbindungspunkt des Ohmschen Anschlusses und des Widerstandes verbunden ist, welche zwischen dem einen Pol der Speisespannungsquelle und dem Kollektor des bipolaren Transistors angeordnet sind. Die mit dem Ausgang der ersten Stufe verbundene zweite Stufe verstärkt das Ausgangssignal der ersten Stufe auf einen vorgegebenen Pegel, wenn ein Signal an der Eingangsklemme anliegt. Ferner sind Vorkehrungen getroffen, um den Transistor und den Verstärker vorzuspannen. Schließlich sind eine Ausgangsklemme und eine KopplungThe invention is based on a low frequency sensitive Circuit arrangement with a field effect transistor, a bipolar transistor connected in cascade with it, the collector electrode of which is directly connected to the emitter electrode of the field effect transistor, and one Feedback circuit leading from the emitter electrode to the gate electrode of the field effect transistor, which has a high resistance, one end of which is connected to the gate electrode. the Invention suggests that the other end of the high-resistance resistor has an ohmic one Connection is connected to the connection point of the ohmic connection and the resistor, which between one pole of the supply voltage source and the collector of the bipolar transistor are arranged. The second stage connected to the output of the first stage amplifies the output signal the first stage to a predetermined level when a signal is applied to the input terminal. Provision is also made to bias the transistor and amplifier. In the end are an output terminal and a coupling

609 579/271609 579/271

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der beiden Stufen mit der Ausgangsklemme vor- F i g. 4 ein schematisches Schaltbild eines Verstär-of the two stages with the output terminal. 4 a schematic circuit diagram of an amplifier

gesehen. Der Verstärker in der zweiten Stufe kann kers nach der Erfindung in Kollektorschaltung:seen. The amplifier in the second stage can kers according to the invention in a collector circuit:

ein Flächentransistor sein. ' · In F i g. 1 ist schematisch eine zweistufige Tran-be a junction transistor. '· In Fig. 1 is a schematic two-stage tran-

Dieser Flächentransistor ist derart ausgewählt und sistorschaltung 28 gezeigt, die der 'Widerstandsanpasvorgespannt, daß der vorbestimmte Pegel, auf den 5 sung von hochohmigen Einrichtungen, wie z. B. das Ausgangssignal des Feldeffekttransistors verstärkt piezoelektrischen Beschleunigungsmessern, dient. In wird, nur geringfügig unter dem Pegel des dem Ein- der ersten Stufe ist ein Feldeffekttransistor vorgegang des Feldeffekttransistors zugeleiteten Signals sehen, der eine Torelektrode, eine Kollektorelektrode liegt. Dies hat zur Folge, daß der Vorspannungskreis (auch Abfluß genannt) und eine Emitterelektrode des Feldeffekttransistors gegenüber Eingangssignalen io (auch Quelle genannt) aufweist. Die Anordnung ist im wesentlichen wie ein offener Stromkreis erscheint, als Kollektorschaltung (oder Emitterverstärker) ausso daß der Eingangswiderstand dieses Stromkreises gelegt. Dabei ist der Ausgang an der Ausgangsfast ausschließlich durch den Eingangswiderstand des klemme 36 unmittelbar mit der Emitterelektrode verFeldeffekttransistors bestimmt wird. Außerdem wird bunden und folgt dem durch die piezoelektrische die Vorspannung des Feldeffekttransistors so gewählt, 15 Spannungsquelle 37 erzeugten und an den Verstärker daß seine Temperaturkennlinie zu derjenigen des an der Eingangsklemme 32 angelegten Signal. Um Flächentransistors komplementär liegt. Infolgedessen einen großen Widerstand zu erreichen, der zur Anhat im Bereich von ungefähr —195 bis +150⁰C passung des großen Widerstands der Spannungsquelle eine Temperaturänderung praktisch keinen Einfluß 37 an nachgeschaltete Schaltungsteile, beispielsweise auf das Betriebsverhalten der Schaltungsanordnung. 20 eine Fernmeßeinrichtung, erforderlich ist, ist einThis junction transistor is selected in such a way and sistor circuit 28 is shown that the 'resistance adjustment is biased so that the predetermined level, on the 5 solution of high-resistance devices, such as. B. the output of the field effect transistor amplified piezoelectric accelerometers is used. In will see, only slightly below the level of the signal fed to the input of the first stage, a field effect transistor preceded by the field effect transistor, which has a gate electrode, a collector electrode. As a result, the bias circuit (also called drain) and an emitter electrode of the field effect transistor have io (also called source) with respect to input signals. The arrangement is essentially what appears to be an open circuit, as a collector circuit (or emitter amplifier) also that the input resistance of this circuit is placed. The output at the output is almost exclusively determined by the input resistance of terminal 36 directly connected to the emitter electrode field effect transistor. In addition, it is bound and follows the bias voltage of the field effect transistor selected by the piezoelectric, 15 voltage source 37 generated and sent to the amplifier that its temperature characteristic corresponds to that of the signal applied to the input terminal 32. To area transistor is complementary. To reach a result, a large resistance to the wears in the range of about -195 to +150 ⁰ C of the large resistance of the voltage source 37 fit a change in temperature practically no influence to downstream circuit parts, for example on the operating behavior of the circuit arrangement. 20 remote metering equipment is required is a

Die Vorteile einer derartigen Schaltungsanordnung Kondensator 30 vorgesehen, der die Verbindung 35 sind mehrfach. Der Hauptvorteil besteht jedoch zwischen der Ausgangsklemme 36 und der Emitterdarin, daß ein Rückkopplungs- oder Bootstrap-Kon- elektrode 26 über einen Widerstand 38 mit der Verdensator nicht erforderlich ist, um einen großen Ein- bindung 34 zwischen der Eingangsklemme und der gangswiderstand zu erzielen. Durch Vermeidung des 25 Torelektrode verbindet. Der Kondensator 30 führt Kondensators kann die Größe der Schaltungsanord- Wechselspannungssignale an der Emitterelektrode 26 nung erheblich verringert werden. Außerdem wird zur Verbindungsstelle 39 zurück, so daß das Potential die Niederfrequenzempfindlichkeit wesentlich ver- an dieser Verbindungsstelle dem Potential an der bessert, weil sie nicht mehr durch einen Kondensator Verbindungsstelle 35 folgt und der über den Widerim Eingangsstromkreis begrenzt ist. Die Schaltungs- 30 stand 38 und den Kondensator 30 führende Stromanordnung behält infolgedessen ihren hohen Wider- kreis zwischen den Verbindungsstellen 34, 35 und 39 stand gegenüber Eingangssignalen praktisch bis als offener Stromkreis erscheint. Eine derartige Schalherab zu Gleichspannungssignalen. Durch Beseiti- tungsauslegung hat, wie oben erläutert, Nachteile in gung des Kondensators wird außerdem die Neigung mehrerer Hinsicht, die alle auf die Verwendung eines der Schaltung zu Schwingungen unterbunden, wenn 35 Kondensators in dem sogenannten Bootstrap-Stromdie Schaltungsanordnung übersteuert wird. Es wird kreis zurückzuführen sind.The advantages of such a circuit arrangement are capacitor 30, which connects the connection 35 are multiple. The main advantage, however, is between the output terminal 36 and the emitter in that that a feedback or bootstrap Kon- electrode 26 via a resistor 38 to the Verdensator is not required to have a large integration 34 between the input terminal and the to achieve contact resistance. By avoiding the 25 gate electrode connects. The capacitor 30 leads Capacitor can control the magnitude of the circuit arrangement AC voltage signals at the emitter electrode 26 can be reduced considerably. In addition, the junction 39 is returned, so that the potential the low frequency sensitivity at this junction essentially reduces the potential at the improves, because it no longer follows through a capacitor connection point 35 and that via the Widerim Input circuit is limited. The circuit 30 stood 38 and the capacitor 30 leading current arrangement As a result, it retains its high reverse circle between the connection points 34, 35 and 39 faced input signals practically until it appears as an open circuit. Such a scarf down to DC voltage signals. As explained above, the elimination design has disadvantages in The inclination of the capacitor will also affect the inclination of several respects, all due to the use of a the circuit to prevent oscillations when 35 capacitor in the so-called bootstrap current die Circuit arrangement is overridden. It will be traced back to circle.

eine hohe Verläßlichkeit erreicht, da die gesamte Das Blockschaltbild nach F i g. 3 zeigt die typische Schaltungsanordnung nur zwei Transistoren und vier Anordnung des in Kollektorschaltung ausgeführten Widerstände erfordert. Die Schaltungsanordnung Verstärkers. Eine hochohmige Spannungsquelle 5, nach der Erfindung zeichnet sich ferner durch äußerst 40 beispielsweise ein piezoelektrischer Wandler, ist an geringes Rauschen und eine Leistungsaufnahme von den Eingang einer Kollektorschaltung 11 angeschlosweniger als 2 mA bei 22 V aus. Da das Temperatur- sen. Der Ausgang der Kollektorschaltung 11 ist mit verhalten eines Feldeffekttransistors durch Einstel- einer niederohmigen Lesevorrichtung verbunden. Inlung der Vorspannung beeinflußt werden kann, läßt folge des großen Eingangswiderstandes und des sich schließlich die Temperaturkurve der Gesamt- 45 niedrigen Ausgangswiderstandes eignet sich die Kolschaltung so wählen, daß Temperatureinflüssen auf leerschaltung 11 in hervorragender Weise für die das Betriebsverhalten des Flächentransistors ent- erforderliche Anpassung zwischen kapazitiven Gegegengesetzte Einflüsse auf das Betriebsverhalten des raten, wie piezoelektrischen Wandlern, und nieder-Feldeffekttransistors entgegenstehen. In dem vorbe- ohmigen Lesevorrichtungen.achieved a high level of reliability, since the entire The block diagram according to FIG. 3 shows the typical Circuit arrangement only two transistors and four arrangement of the collector circuit Requires resistance. The circuit arrangement amplifier. A high-resistance voltage source 5, according to the invention is further characterized by extremely 40, for example a piezoelectric transducer, is on low noise and a power consumption from the input of a collector circuit 11 connected than 2 mA at 22 V. Since the temperature sen. The output of the collector circuit 11 is with behavior of a field effect transistor connected by setting a low-resistance reading device. Inlung the bias voltage can be influenced, can result of the large input resistance and the Finally, if the temperature curve for the overall low output resistance is 45, the Kol circuit is suitable choose so that temperature influences on blank circuit 11 in an excellent way for the the operating behavior of the flat transistor requires adaptation between capacitive opposites Influences on the operating behavior of the rate, such as piezoelectric converters, and low-field-effect transistors oppose. In the previous reading devices.

stimmten Temperaturbereich wird infolgedessen ein 50 Entsprechend Fig. 4 ist eine Eingangsklemme 2As a result, the correct temperature range is 50. According to FIG. 4, an input terminal 2 is

stabiles Arbeiten gewährleistet. mit einer Torelektrode 6 g eines Feldeffekttransitors 6stable work guaranteed. with a gate electrode 6 g of a field effect transistor 6

Diese und weitere Merkmale der Erfindung ergeben verbunden. Ein Feldeffekttransistor oder Unipolarsich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung transistor unterscheidet sich von einem Flächeneines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den transistor dadurch, daß er nur einen Leitfähigkeits-Zeichnungen. Es zeigt 55 übergang aus n- oder p-leitendem Werkstoff aufweist,These and other features of the invention are linked. A field effect transistor or unipolar even more clearly from the following description transistor differs from a flat one Embodiment in connection with the transistor in that it has only one conductivity drawings. It shows 55 transition from n- or p-conductive material,

F i g. 1 ein schematisches Schaltbild einer bekann- der von Interesse ist, sowie daß er eine spannungs-F i g. 1 is a schematic circuit diagram of a well-known of interest, as well as that it has a voltage

ten Anordnung in Kollektorschaltung, bei der zur gesteuerte Anordnung darstellt. Der Transistor kannth arrangement in the collector circuit, in which represents the controlled arrangement. The transistor can

Erzielung eines großen Eingangswiderstands ein einen Kanal aus p-leitendem Werkstoff aufweisenAchieving a large input resistance have a channel made of p-conductive material

Rückkopplungskondensator vorgesehen ist, und ist mit einer Emitter-, einer Tor- und einer KoI-Feedback capacitor is provided, and is provided with an emitter, a gate and a KoI-

Fig. 2A eine graphische Darstellung der Ab- 60 lektorelektrode versehen, die durch die Indizess, g 2A is a graphical representation of the collector electrode, which is indicated by the indices s, g

hängigkeit des Betriebsverhaltens des Feldeffekttran- bzw. d bezeichnet sind. Eine gemeinsame Klemme 4dependence of the operating behavior of the field effect tran or d are designated. A common terminal 4

sistors von der Temperatur, ist vorgesehen. Wenn die Schaltung mit Signalen be-sistors on the temperature, is provided. If the circuit is loaded with signals

Fig. 2B eine graphische Darstellung der Ab- aufschlagt wird, werden diese zwischen die Kemme4Fig. 2B is a graphic representation of the impact, these are between the terminal 4

hängigkeit des Betriebsverhaltens eines Flächentran- und die Eingangsklemme 2 angelegt. Wieveranschau-dependency of the operating behavior of a surface transfer and the input terminal 2 is applied. How

sistors von der Temperatur, 65 licht, ist die gemeinsame Klemme 4 mit einem Vor-sistor of the temperature, 65 light, is the common terminal 4 with a front

Fig. 3 ein Blockschaltbild, in welchem die Ver- Spannungswiderstand 10 und dem Emitter 12e einesFig. 3 is a block diagram in which the voltage resistor 10 and the emitter 12 e one

wendung eines Verstärkers in Kollektorschaltung zur Flächentransistors 12 verbunden. Dies ist nur eineUse of an amplifier in a collector circuit to the junction transistor 12 is connected. This is just one

Widerstandsanpassung dargestellt ist und Art der Schaltungsauslegung. Die Schaltungsanord-Resistance matching is shown and type of circuit design. The circuit arrangement

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nung arbeitet ohne weitere Änderungen in gleicher der Kollektor-Basis-Übergang des in Emitterschal-Weise auch, wenn die Klemme 18 zur gemeinsamen tung betriebenen Flächentransistors 12 durch den Klemme gemacht und das Eingangssignal zwischen Widerstand zwischen der Emitter- und der Kollektor-: diese Klemme und die Klemme 2 gelegt wird. Mit der elektrode des Feldeffekttransistors in Durchlaßrichr Torelektrode 6 g ist ein Vorspannungswiderstand 8 5 tung vorgespannt. Der Basis-Emitter-Übergang des verbunden, der über einen der Herbeiführung eines Transistors 12 ist durch den Vorspannungswiderstand Spannungsabfalls dienenden Widerstand 16 mit der 10 in Durchlaßrichtung vorgespannt. Wenn an die Klemme 18 in Verbindung steht, die an eine positive Klemmen 2 und 4 ein positives Eingangssignal an-Speisespannungsquelle angeschlossen ist. Mit der gelegt wird, wird die Vorspannung des Feldeffekt-Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 8 und io transistors in Sperrichtung erhöht, wodurch der dem Widerstand 16 ist ein Vorspannungswiderstand Stromfluß durch den Transistor verringert wird. Bei bzw. Ohmscher Anschluß 14 verbunden, dessen einer Abnahme des Stromflusses durch den Trananderes Ende an die Emitterelektrode 65 des Feld- sistor 6 steigt die Spannung an der Emitterelekeffekttransistors angeschlossen ist. Der Widerstand trode 6 s. Durch die Abnahme des Stromflusses durch 14 steht ferner mit der Kollektorelektrode 12 c des 15 den Feldeffekttransistor 10 ist auch der Spannungs-Flächentransistors 12 in Verbindung. Der Flächen- abfall am Vorspannungswiderstand 10 verringert wortransistor kann ein npn-Transistor sein und ist mit den, wodurch die Vorspannung des Flächentraneiner Emitter-, einer Basis- und einer Kollektor- sistors 12 in Durchlaßrichtung herabgesetzt wird. Daelektrode versehen,, die mit den Indizes e, b bzw. c durch, daß die Basiselektrode 12 & negativer wird, bezeichnet sind. Die Kollektorelektrode 6d des Feld- 20 nimmt der Stromfluß durch den Flächentransistor 12 effekttransistors ist mit der Basiselektrode 12 & des ab und steigt die Spannung an der Kollektorelektrode Flächentransistors 12 verbunden. Ein Vorspannungs- 12 c an. Die Ausgangssignale an der Emitterelekwiderstand 10 liegt zwischen der Verbindung der trode 6 s und der Kollektorelektrode 12 c sind inElektroden 6 d und 12 & sowie der gemeinsamen folgedessen in Phase, und der Flächentransistor 12 Klemme 4. Die Emitterelektrode 6s ist mit der KoI- 25 verstärkt das Ausgangssignal des Feldeffekttranlektorelektrode 12 c verbunden, und die Verbindung sistors 6.The collector-base transition of the emitter-switching mode also works without further changes if the terminal 18 is made to the common direction operated junction transistor 12 through the terminal and the input signal between the resistance between the emitter and the collector: this terminal and clamp 2 is placed. With the electrode of the field effect transistor in Durchlaßrichr gate electrode 6 g, a bias resistor 8 5 device is biased. The base-emitter junction of the connected, the resistor 16, which is used to produce a transistor 12, is forward-biased by the biasing resistor, voltage drop, to the 10. When connected to terminal 18, which is connected to positive terminals 2 and 4, a positive input signal is connected to the supply voltage source. With the laid, the bias of the field effect junction between the resistor 8 and io transistor is increased in the reverse direction, whereby the resistor 16 is a bias resistor current flow through the transistor is reduced. Connected at or ohmic terminal 14, the voltage of which is connected to the emitter electrical effect transistor increases when the current flow through the Trananderes end to the emitter electrode 65 of the field transistor 6 decreases. The resistance trode 6 s. Due to the decrease in the current flow through 14, the field effect transistor 10 is also connected to the collector electrode 12 c of the 15, and the voltage surface transistor 12 is also connected. The area drop across the bias resistor 10 reduced word transistor can be an npn transistor and is with the, whereby the bias voltage of the area transistor of an emitter, a base and a collector transistor 12 is reduced in the forward direction. The electrode is provided with the indices e, b and c by the fact that the base electrode becomes 12 & more negative. The collector electrode 6d of the field 20 decreases the current flow through the area transistor 12 effect transistor is connected to the base electrode 12 & des and the voltage at the collector electrode area transistor 12 increases. A bias 12 c at. The output signals at the emitter electrode 10 is between the connection of the trode 6 s and the collector electrode 12 c are in electrodes 6 d and 12 & as well as the common consequent in phase, and the flat transistor 12 terminal 4. The emitter electrode 6s is reinforced with the KoI-25 the output signal of the field effect transistor electrode 12 c connected, and the connection sistor 6.

beider Elektroden ist an eine Ausgangsklemme 20 Unter normalen Bedingungen kann die Spannungsangeschlossen. Wird ein Signal zwischen die Klem- verstärkung der Kollektorschaltung dargestellt wermen 2 und 4 gelegt, so wird ein Ausgangssignal zwi- den durch die Beziehung:
sehen der Ausgangsklemme 20 und der gemeinsamen 30 _l
Klemme 4 erhalten. Die Schaltungsanordnung wird ^ _ _fo_ __ gm % Rs
dadurch vervollständigt, daß die Emitterelektrode et 1 — h/_e R_s
12 e mit der Verbindung zwischen dem Vorspannungswiderstand 10 und der gemeinsamen Klemme 4 wobei A_v die Spannungsverstärkung der Kollektorverbunden wird. Bei zweckentsprechender Wahl des 35 schaltung, e₀ die Ausgangsspannung, e_t die Eingangs-Speisepotentials können die Transistoren durch die spannung, g_m der Gegenwirkleitwert des Feldeffektentsprechenden Komplementäranordnungen ersetzt transistors, h/_e der Stromverstärkungsfaktor der werden, d.h. der Feldeffekttransistor durch einen Flächentransistorstufe und R_s der Quellwiderstand Feldeffekttransistor mit η-leitendem Kanal und der (Widerstand 16 in F i g. 4) ist. Setzt man Werte entFlächentransistor durch einen pnp-Flächentransistor. 40 sprechend der oben angeführten Schaltungsauslegung Da die spezielle Schaltungsauslegung von dem be- ein, kann gezeigt werden, daß A_v näherungsweise sonderen Anwendungszweck der Schaltung abhängt, 0,99 beträgt. Dieser nahe bei 1 liegende Verstärkungssind die folgenden Werte nur als Beispiel und zur wert ist die Grundlage für den mit der Schaltungs-Erläuterung genannt: anordnung erzielbaren hohen Eingangswiderstand.both electrodes is connected to an output terminal 20 Under normal conditions the voltage can be connected. If a signal is placed between the terminal amplification of the collector circuit 2 and 4, an output signal is given by the relationship:
see the output terminal 20 and the common 30 _l
Terminal 4 received. The circuit arrangement is ^ _ _fo_ __ gm% Rs
completed in that the emitter electrode et 1 - h / _e R _s
12 e with the connection between the bias resistor 10 and the common terminal 4 where A _{v is connected to} the voltage gain of the collector. With an appropriate selection of the circuit, e ₀ the output voltage, e _t the input supply potential, the transistors can be replaced by the voltage, g _m the counteractive conductance of the corresponding complementary arrangements of the field effect, h / _e the current amplification factor of the transistor, i.e. the field effect transistor by a surface transistor stage and R _{s is} the source resistance of the field effect transistor with η-conducting channel and the (resistance 16 in FIG. 4). If one sets values of the surface transistor by a pnp surface transistor. 40 speaking of the circuit design given above. Since the special circuit design depends on the one, it can be shown that A _{v is} approximately 0.99 depending on the special purpose of the circuit. This gain, which is close to 1, is only given as an example and is the basis for the high input resistance that can be achieved with the circuit explanation: arrangement.

45 Durch Einstellung der Verstärkung der Gesamtschal-Transistor 6 SU127 (Siliconix, Inc.) _tung derart, daß sie nur geringfügig unter 1,0 liegt,45, by setting the gain of the overall scarf transistor 6 SU127 (Siliconix, Inc.) _processing so that it is only slightly below 1.0,

Transistor 12 2 N 2524 (Sperry Semiconductor wird von dem Feldeffekttransistor ein AusgangssignalTransistor 12 2 N 2524 (Sperry Semiconductor gets an output signal from the field effect transistor

Division of Sperry Rand Corpo- erhalten, das in Größe und Phase dem Eingangsration) " signal nahezu identisch ist. Auf diese Weise folgt die Division of Sperry Rand Corpo- received, which is nearly identical in size and phase to the input ration) " signal. In this way follows the

«/•j j. j« λ λ λ Λ-/-. 5ο Spannung an der Verbindungsstelle 24 der Span-«/ • y y. j « λ λ λ Λ - / -. 5ο Voltage at connection point 24 of the clamping

Widerstand 8 44 ΜΩ ^ _an ^s _{der Verbindungsstell} °_{22 und ist mit d}f_eser Resistance 8 44 ΜΩ ^ _at ^{s of} _{the connection point} _{22 and is with d} f _eser

Widerstand 10 ist so zu wählen, daß die Span- fast identisch. Damit findet mit Bezug auf zeitver-Resistor 10 is to be chosen so that the span is almost identical. With reference to time-delayed

nung zwischen den Klemmen 20 änderliche Eingangssignale in dem Stromkreis zwi- und 4 bei 11,5 + 0,5 V liegt, sehen den Verbindungsstellen 22 und 24, d. h. dem wenn die an die Klemme 18 an- ₅₅ über die Vorspannungswiderstände 8 und 14 führengelegte Speisespannung 20 V be- den Stromkreis, nur ein sehr geringer Stromfluß statt trägt und die Eingangskapa- und erscheint der Stromkreis als offen,
zität der Schaltungsanordnung Im einzelnen ist der Eingangswiderstand der Schal-50OpF ist; beispielsweise hat tungsanordnung durch die folgende Näherungsgleider Widerstand einen Wert von 60 chung bestimmt:
3000 ΩThe voltage between terminals 20 and variable input signals in the circuit between and 4 is at 11.5 + 0.5 V, see the connection points 22 and 24, ie when the _{55 applied} to terminal 18 via the bias resistors 8 and 14 Supply voltage 20 V for the circuit, only a very low current flow takes place and the input capa- and the circuit appears to be open,
ity of the circuit arrangement In detail, the input resistance is the switching 50OpF; For example, the circuit arrangement has determined a value of 60 chung by the following approximation resistor:
3000 Ω

Widerstand 14 237 Ω R_in = j-j :pr s—, Resistance 14 237 Ω R _in = jj : pr s— ,

Widerstand 16 5100 Ω (1 ~M (-p- + —) + —Resistance 16 5100 Ω (1 ~ M (-p- + -) + -

Im Betrieb wird der np-Ubergang des Feldeffekt- wobei R_in der Eingangswiderstand der Kollektortransistors 6 durch die Vorspannungswiderstände 8 schaltung, A_v die Spannungsverstärkung der KoI- und 14 in Sperrichtung vorgespannt. Gleichzeitig ist lektorschaltung,ii_g der Torwiderstand (Widerstand 8 inIn operation, the np transition of the field effect is where R _in the input resistance of the collector transistor 6 through the bias resistors 8 circuit, A _v the voltage gain of the KoI and 14 biased in the reverse direction. At the same time, the lektor circuit, ii _{g is} the gate resistor (resistor 8 in

Claims

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Fig. 4) and r _gs and r _{gd are} the resistances between the operating behavior of the overall circuit for a

Gate and collector electrode or gate and emitter-matched temperature range, essentially temperature

electrode of the field effect transistor are. If you lead made irrespective of the nature.

Values according to the above-mentioned circuit. Changes in the external design during operation show that the input temperature of the circuit arrangement in the field effect resistor is in the order of magnitude of 2500 to transistor and in the flat transistor is essentially 3000 Ω. In the production of models, opposing effects emerge which, as a result, cancel each other out of the amplifier, which is implemented in a collector circuit. The temperature range, it has been found that the amount of input resistance for which this compensation can be carried out has a nominal value of 600 ΜΩ and in the io is determined by the operating temperature range of the individual total temperature range for which the circuit NEN transistors. For the above is designed, the input resistance is never smaller than 200 Ω. The circuit arrangement according to which this range, as has been found, leads to a high input-147 ° C, namely between -54 and +93 ⁰ C. With resistance, without feedback capacitors 15 higher quality transistors can this range on and Bootstrap circuits are required. about 345 ° C, namely from -195 to + 150 ° C

The low output resistance of being stretched in Kollek-. As the DC voltage level gate circuit operated amplifier is another change with the temperature kept to a minimum, The maximum distortion-free alternating chip amplifier remains an important aspect of the overall effect of the connection as resistance adjustment. In addition to the 20 voltage output signal within the specified Adaptation to the low input resistance of temperature range large.

Monitoring and / or testing instruments means the amplifier implemented in a collector circuit

the amplifier's low output resistance, is primarily used in conjunction with

that it is possible to use a relatively high maxi-piezoelectric transducer, i.e. arrangements with

males output signal for the control of 25 extremely high output resistance, determined. For

writing devices require a voltage adjustment between the output for a relatively long time

To achieve connection cable. The output resistance of such arrangements and a reading device

a resistor matching circuit must be inserted into the circuit arrangement

to ensure a satisfactory performance

"_ Receiving Rs 30 borrowing. The inventive amplifier

° ^ut ~ 1 _ | _ (i? _S ) ( g _TO ) (h / _e ) ' ker represents an ideal solution to this problem, since

because of its extremely small size

where R _{oat is} the output resistance of the circuit can be made part of the converter,

and the other parameters have the same meaning besides being used for this special purpose

as in the previous discussion of FIG. 35, the amplifier according to the invention can also be used as

Voltage amplification of the circuit and the first stage of a high-impedance amplifier, first

contact resistance. By using the relevant stage of a charge amplifier as an input stage

Values in this equation can be shown that a functional amplifier, for example an inte-

the output resistance is approximately 56 Ω, a differentiator or a multiplier

wearing. 40 cator, for converting an acceleration

Manufacturing models correspond to this value right from a knife converter to a speed converter

largely. There it is on the order of or a displacement amplitude converter as well as finally

60 Ω. in electrical medical systems, for example for

It is a peculiarity of field-effect trans- measurement of nerve potentials, which sensors are used, that their temperature characteristic curve by suitable- 45 _
Nete bias can be influenced. This becomes a patent claim:
In the circuit arrangement according to the present low-frequency-sensitive circuit arrangement invention exploited in such a way that the field effect is biased for resistance matching with a field transistor so that its temperature effect transistor, a cascade characteristic of the temperature characteristic of a 50-switched bipolar transistor, its collector transistor runs complementary. gate electrode with the emitter electrode of the field

In FIGS. 2A and 2B, the temperature characteristic effect transistor is directly connected, and lines of a field effect transistor or an area from the emitter electrode to the gate electrode are shown. In Fig. 2A, the feedback curve 7 leading to the field effect transistor shows the current flow between the collector and 55 processing circuit, which has a high-resistance resistor at a certain bias voltage, one end of which with the gate for temperatures between -54 and +93 ⁰ C. In Electrode is connected, thereby similarly the curve 9 in Fig.

2 B shows that the other end of the dependence on h _fe (also referred to as β ), the ohmic resistance (8) via an ohmic current gain factor of the junction transistor, of 60 connection (14) with the junction point of the temperature in the same Temperature range. Ohmic connection (14) and the resistor by selecting the two transistors in such a way that the (16) is connected, which can be biased between the field effect transistor, one pole of the supply voltage source (18) and that its temperature dependence of that of the collector ( 12 c) of the bipolar transistor junction transistor is complementary, the loading 65 (12) will be arranged.

1 sheet of drawings