DE3525522A1

DE3525522A1 - Stromspiegelschaltung

Info

Publication number: DE3525522A1
Application number: DE19853525522
Authority: DE
Inventors: Richard Grass Valley Calif. Bannister; Birney D. Nevada City Calif. Dayton
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1984-01-16
Filing date: 1985-01-16
Publication date: 1986-01-09
Also published as: DE3501274A1; DE3525522C2; CA1264358A; JPH0554757B2; GB2153174B; CA1276692C; US4684823A; GB8501055D0; DE3501274C2; GB2153174A; JPS60176378A

Description

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STRASSK & STOKFKKCiKN ,- Λ Γ "1 P C O

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The Grass Valley Group, Inc. München, 25. April 1985 Grass Valley, Ca. 95945 (V.St.A.) ka-ks 14 770

Stromspiegelschaltung

Die Erfindung betrifft eine Stromspiegelschaltung aus einem ersten und einem zweiten Transistor eines ersten Leitfähigkeitstyps. Diese Stromspiegelschaltung findet insbesondere Anwendung bei hochintegrierten Schaltungen.

Bei derartigen Schaltungen mit monolithischem Aufbau besteht das Problem, daß keine pnp-Vorriehtun gen in Lateral anordnung mit hoher Beta-Verstärkung hergestellt werden können. Dies bedeutet, daß die in den Schaltungen fließenden Ströme genau definiert sein müssen. Ferner besteht die Gefahr, daß bei raschem Ein- und Ausschalten Instabilitäten und Schwingungen auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromspiegelschaltung anzugeben, die über einen weiten Bereich von Beta-Verstärkungsfaktoren ihrer einzelnen Transistoren stabil und genau ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Stromspiegelschaltung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen Aufbau sind die Parameter der die Spiegel schaltung bildenden Transistoren weit weniger kritisch. Trotzdem ist ein äußerst rasches Arbeiten der Schaltung gewährleistet.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Strom-35

spiegel schaltung und ein Pufferverstärker, der derartige Stromspiegel schal tungen verwendet, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stromspiegelschaltung. Hierbei wird auf die Zeichnung Bezug genommen.

zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Schalters, in dem die Stromspiegelschaltung gemäß der Ausführungsform Verwendung finden kann,

Fig. 2 ein Schaltbild der Different!al-Verzögerungsschal tung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild des Schalters 7 der Fig. 1,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Pufferverstärkers gemäß Fig. 1 der bevorzugt Stromspiegel schaltungen gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet,

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform eines Teiles der Stromspiegelschaltung gemäß der Ausführungsform und

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Pufferverstärkers nach Fig. 4.

Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild einen Schalter, bei dem ein Pufferverstärker verwendet wird, der gemäß eiirem bevorzugten Ausf ührungsbei spiel der Erfindung aufgebaut ist und als monolithische Vorrichtung herge-

stellt werden kann. Eine Halteschaltung 1 empfängt ein Datensignal an einem Dateneingang 11, speichert die Daten bei Empfang eines Markiersignals an einem Markier-(Takt)-Eingang 13 und legt die gespeicherten Daten über eine Leitung 15 an eine Halteschaltung 3. Die Halteschaltung 1 kann eines aus einer Anzahl von bekannten D-Flip-Flops aufweisen, wobei eine digitale "Eins" am Markiereingang 13 das Markiersignal darstellt« Eine digitale "Eins" am Dateneing.ang 11 ist ein Befehl für den Schalter zu schließen, und hierbei ein ausgewähltes Signal von einem Eingang 27 zu einem Ausgang 37 zu leiten.

Das Datensignal auf der Leitung 15 wird von der Halteschaltung 3 aufgenommen, die ein weiteres D-Flip-Flop aufweist, und bei Empfang eines Taktsignals am Takteingang 19 an eine Leitung 21 angelegt. Das Datensignal wird ferner durch einen Kondensator 23 und eine Stromquelle 17 modifiziert und über eine Leitung 21 an eine Differential-Verzögerungsschaltung 5 gelegt. Ein verzögertes Datensignal und seine Umkehrung werden von der Differential-Verzögerungsschaltung 5 an Leitungen 35 bzw. 25 abgegeben. Die Arbeitsweise der Differential-Verzögerungsschal tung 5 und die zeitlichen Beziehungen zwischen dem Arbeiten der Halteschaltungen 1 und 3 wird nachstehend noch unter Bezugnahme auf die Figur 4 erläutert.

Ein ankommendes Signal wird am Eingang 27 eines Pufferverstärkers 9 empfangen und abhängig vom Zustand eines Schalters 7 entweder zum Ausgang 37 über Verstärker 29 und 39 geleitet oder, wie nachstehend erläutert, unterbrochen. Ein verzögertes Datensignal auf einer Leitung 35 wird am Zustandseingang des Schalters 7 empfangen und bewirkt, daß sich der Schalter 7 abhängig von den Halteschaltungen 1 und 3 empfangenen Markier-, Takt- und

Datensignalen öffnet oder schließt. Bei geschlossenem Schalter 7 ist ein Verbindungspunkt 41 zwischen den Verstärkern 29 und 39 geerdet, so daß die Übertragung des Signals zwischen einem Eingang 27 und einem Ausgang 37 unterbrochen wird. Bei geschlossenem Schalter 7 bewirkt, daß an dem Programmeingang des Pufferverstärkers 9 und der Leitung 25 empfangene Signal, das die im Pufferverstärker 9 angeordneten Stromquellen in einen Ruhezustand eintreten und somit erheblich weniger Leistung benötigen als während des Leitens eines Signals zwischen dem Eingang 27 und dem Ausgang 37 erforderlich ist. Die zeitliche Beziehung des Arbeitens des Schalters 7 und des Pufferverstärkers 9 wird später unter Bezugnahme auf die Figur 6 noch erläutert.

Die Kombination eines Ausgangstransistors -20 der Halteschaltung 3 der Stromquelle 17 und des Kondensators 23 bewirkt, daß der Pufferverstärker 9 und der Schalter 7 länger benötigen, um die Übertragung des Signals zwischen dem Eingang 27 und dem Ausgang 37 zu unterbrechen als für die Auslösung einer Übertragung erforderlich ist. Da der Kondensator 23 direkt über dem Transistor 20 liegt, fällt die Spannung auf Leitung 21 sehr rasch ab, wenn der Transistor 20 eingeschaltet wird, um das Signal durch den Pufferverstärker 9 zu leiten. Wird jedoch der Transistor 20 gesperrt, dann ist die Ladungsgeschwindigkeit des Kondensators 23 durch die von der Stromquelle 17 abgegebene Strommenge begrenzt. Somit kann die Unterbrechung der Übertragung des Signals durch den Pufferver-

30stärker 9 nicht eingeleitet werden, bevor sich ein Kondensator 23 auf die vor bestimmte Schwellenspannung der Differential-Verzögerungsschaltung 5 aufgeladen hat. Dies ermöglicht dann die Einstellung des Verhältnisses der Einschalt- zur Abschaltzeit der Signalübertragung.

Figur 2 ist ein Schaltbild einer Differential-Verzögerungsschal tung 5 und eines Teils der Halteschaltung 3 gemäß Figur 1. Der durch den Taktimpuls getaktete Datenimpuls wird an die Basis des Transistors 20 in der Halteschaltung 3 angelegt. Der Transistor 20 kann ein Hochgeschwindigkeitstransistor mit Schottky-Übergängen sein. Der Emitter des Transistors 20 ist mit einer -Vc-Spannungsversorgung verbunden, ebenso sein Kollektor über den Kondensator 23. Der Kollektor ist auch über eine

TO vom Fachmann ohne weiteres herstellbare Stromquelle 17 mit einer +Vc-Spannungsversorgung verbunden. Der Kollektor des Transistors 20 ist ferner über die Leitung 21 an die Basis eines Transistors 57 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 57 liegt wiederum an der Leitung 35 zum Steuerschalter 7. Der Transistor 57 ist . mit einem Transistor 59 zu einem Differential paar zusammengeschaltet, wobei der Kollektor eines Transistors 67' mit den Emittern der beiden Transistoren 57 und 59 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 67 liegt über einen Widerstand 69 an der -Vc-Spannungsversorgung.

Der Kollektor des Transistors 59 ist über zwei in Reihe geschaltete Dioden 61 und 63 und einen Widerstand 65 an die +Vc-Spannungsversorgung gelegt. Die Basis des Transistors 59 ist über drei in Reihe geschaltete Dioden 71, 73 und 75 mit der -Vc-Spannungsversorgung verbunden. Der Kollektor des Transistors 59 steht auch mit der Leitung 25 in Verbindung, um die Spannungsquellen des Pufferverstärkers 9, wie erforderlich, für hohen und niedrigen Strom zu programmieren. Die Basis des Transistors 67 ist an die Basis eines Transistors 77 angeschaltet, dessen Kollektor mit der Leitung 25 verbunden ist und der Emitter des Transistors 77 liegt über einen Widerstand 79 an der -Vc-Spannungsversorgung. Die Basis des Transistors 77 ist mit einer Stromquelle 83 verbunden, deren andere

Klemme an der -Vc-Spannungsversorgung liegt. Die Basis des Transistors 77 steht mit dem Emitter eines Transistors 81 in Verbindung, dessen Kollektor direkt und dessen Basis über einen Widerstand 89 an Masse gelegt ist. Die Basis des Transistors 81 ist auch über einen Widerstand 91 und eine Diode 93 mit der -Vc-Spannungsversorgung verbunden.

Figur 3 zeigt ein Schaltbild des Schalters 7 der Figur 1.

Der Zustandseingang des Schalters 7 empfängt einen Zustandssteuerimpuls über Leitung 35 von der Differential-Verzögerungsschaltung 5. Dieser Impuls wird an die Basis eines Transistors 107 angelegt, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt einer Diode 103 und einer Stromquelle 101 verbunden ist, die wiederum an Masse bzw. die +Vc-Spannungsversorgung angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 107 ist auf Masse gelegt und sein Kollektor ist über eine Stromquelle 105 mit der +Vc-Spannungsversorgung verbunden.

Der Kollektor des Transistors 107 ist auch an die Basis eines Transistors 109 angeschlossen, dessen Emitter auf Masse gelegt ist. Der Verbindungspunkt 41, der auch in Figur 1 gezeigt ist, liegt am Kollektor des Transistors 109. Die Transistoren 107 und 109 sind vorzugsweise Vorrichtungen, die mit Schottky-Basis-Kollektor-Klemmdioden hergestellt sind, um einen Substratstrom infolge Sättigung zu vermeiden.

Figur 4 ist ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Pufferverstärkers 9 gemäß Figur 1. Der Eingang 27 ist mit der Basis eines Transistors 163 verbunden, dessen Kollektor über eine Stromquelle 151 an die -Vc-Spannungsversorgung angeschlossen ist.

Der Emitter eines Transistors 165 ist über eine Stromquelle 161 mit der -Vc-Spannungsversorgung verbunden und sein Kollektor liegt an der +Vc-Spannungsversorgung. Der Emitter des Transistors 165 ist auch an die Basis eines Transistors 181 geführt. Der Kollektor des Transistors 181 ist über drei in Reihe geschaltete. Dioden 183, 185 und 187 mit dem Emitter des Transistors 163 in Verbindung. Der Emitter des Transistors 181 ist über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 173 und einen Widerstand 171 an die +Vc-Spannungsversorgung gelegt. Der Emitter des Transistors 181 ist auch über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 179 mit der +Vc-Spannungsversorgung verbunden. Der Transistor 179 besitzt zwei Kollektoren mit gleicher Fläche, wobei einer der Kollektoren mit der +Vc-Spannungsversorgung verbunden ist. Der zweite Kollektor des Transistors 179 ist unter Bildung einer Diode an die Basis des Transistors 179 gelegt. Die Basis des Transistors 179 ist mit dem Kollektor eines Transistors 175 verbunden, dessen Emitter an die Basis des Transistors 173 geführt ist.

Die Basis des Transistors 175 ist an die Programmeingangsleitung 25 von der Different!al-Verzögerungsschaltung 5 angeschlossen. Die Programmeingangsleitung 25 ist auch mit der Basis eines Darlington-Transistorpaars 203 und die Basis eines Transistors 105 gelegt. Der Emitter des Darlington-Transistorpaars 203 ist in einem Widerstand 201 mit der +Vc-Spannungsversorgung verbunden. Der Kollektor des Transistors 205 ist an die +Vc-Spannungs-Versorgung angeschlossen und der Emitter des Transistors 205 liegt über einer Diode 207 am Kollektor eines Transistors 209. Der Kollektor des Transistors 209 ist auch mit der Basis des Transistors 165 verbunden. Die Basis des Transistors 109 ist an den Kollektor des Darlington-Transistorpaars 203 geführt. Der Emitter des Transistors

209 ist über eine Reihenschaltung aus einer Diode 217 und einem Widerstand 219 an die -Vc-Spannungsversorgung angeschlossen. Die Basis des Transistors 209 liegt ebenfalls über eine Reihenschaltung aus Dioden 212 und 213 und einem Widerstand 215 an der -Vc-Spannungsversorgung.

Der Kollektor des Transistors 221 ist mit der +Vc-Spannungsversorgung verbunden. Die Basis des Transistors 221 ist an den Kollektor des Transistors 181 geführt und auch an den Verbindungspunkt 41 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 221 steht über eine Stromquelle 223 mit der -Vc-Spannungsversorgung in Verbindung.

Der Ausgang 37 ist mit dem Emitter eines Transistors 229 verbunden, dessen Kollektor an die +Vc-Spannungsversorgung und dessen Basis an den Emitter des Transistors 221 über einen Widerstand 227 angeschlossen ist.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Figur 4 wird nachstehend unter Hinzuziehung der Figuren 1, 2 und 3 erläutert. Soll der Pufferverstärker 9 ein Signal vom Eingang 27 zum Ausgang 37 leiten, dann wird der Transistor 109 (Figur 3) gesperrt, was bedeutet, daß der Schalter 7 öffnet, und die Spannung am Verbindungspunkt 41 kann, wie gewünscht, frei gleiten. Da ferner auch der Transistor 57 (Figur 2) gesperrt wird, läßt der Transistor 59 den gesamten Kollektorstrom des Transistors 67 durch. Dieser Strom zusammen mit dem Kollektorstrom des Transistors 77 fließt aus dem Pufferverstärker 9 in die Differential-Verzögerungsschaltung 5 über Leitung 25 (Figur 1). Dieser Strom schaltet die Transistoren 175 und 179 (Figur 4) und die durch das Darlington-Transistorpaar 203 gebildete Stromspiegelschaltung leitend. Hierdurch werden wiederum die Stromquellen 151, 159 und 223

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eingeschaltet und der Pufferverstärker 9 wird für eine Übertragung eines Signals zwischen dem Eingang 27 und dem Ausgang 37 vorbereitet. Das Signal wird am Eingang 27 empfangen und über die Transistoren 163, 221 und 229 und die Dioden 183, 185 und 187 zum Ausgang 37 durchgelassen.

Soll der Schalter gesperrt werden, dann wird der Verbindungspunkt 41 (Figur 3) durch Leitendschalten des Transistors 109 an Masse gelegt und die Stromquellen 151, 159 und 223 im Pufferverstärker 9 werden in den Ruhebetrieb mit niedrigerer Stromabgabe geschaltet. Unter diesen Bedingungen liegt der Emitter des Transistors 163 auf -0,7V, was bewirkt, daß die Dioden 183, 185 und 187 sperren, der Emitter des Transistors 221 nimmt -0,7V an, was wiederum den Transistor 229 sperrt. Somit wird die Übertragung des Signals vom Eingang 27 zum Ausgang 37 unterbrochen. Da ferner der Transistor 57 (Figur 2) nun leitend wird, verringert sich der Strom auf Leitung 25. Dies bedeutet, daß der aus der Differential-Verzögerungsschaltung 5 auf der Programmsteuerleitung 25 (Figur 4) fließende Strom ebenfalls verringert wird. Es ist zu beachten, daß die Werte des Ruhe- und Leitungsstromes auf der Programmsteuerleitung 25 mittels der Widerstände 79 und 69 (Figur 2) eingestellt werden können. Bei Prüfung der zuvor beschriebenen Schaltungen ergab sich ein Ruhestrom von 800 μΑ bei einer 7,5: !-Reduzierung des Leistungsverbrauchs des Schalters im Ruhezustand, bezogen auf den Leitungszustand.

Es ist wichtig festzustellen, daß die Schaltung nach Figur 4 Übergangszeiten des Signalswegs zwischen Eingang 27 und Ausgang 37 in der Größenordnung von 100 ns mit einem Schaltungsverhalten ermöglicht, das größtenteils unabhängig von Änderungen in den Beta-Verstärkungen der verwendeten pnp-Transistören ist.

Es ist auch wichtig festzustellen, daß obwohl der Schalterstrom auf einen Ruhewert absinkt, wenn die Signalübertragung unterbrochen wird, die Stromquellen und Transistoren des Pufferverstärkers 9 niemals abgeschaltet werden. Es geht somit keine Zeit mit dem Einschalten • verloren, wie sie sonst erforderlich ist, um die Kapazitäten der Transistorübergänge für einen Übergang von dem geerdeten in einen leitenden Zustand aufzuladen; somit können Übergangszeiten in der Größenordnung von 100 ns erzielt werden.

Das Verhalten der zuvor beschriebenen Schaltung ergibt sich aus der Figur 6. Wie erwähnt, können die relativen Ströme des Pufferverstärkers 9 mittels verschiedener Widerstände voreingestellt werden.

Da ein großes Signal-Leitwegsystem viele Tausende von Koppelpunktschaltern aufweisen kann, ist es wünschenswert, sowohl die Größe als auch den Leistungsbedarf derartiger Schalter minimal zu machen. Schalter mit dem zuvor erläutertem Aufbau können in monolithischer Form hergestellt werden, um diese beiden Anforderungen zu erfüllen. Tatsächlich wurde der erläuterte Schaltungsaufbau größtenteils so gewählt, um den monolithischen Schalter derart zu optimieren, daß er das gewünschte Verhalten zeigt. Dies trifft insbesondere für den Pufferverstärker 9 gemäß Figur 4 zu.

Das Hauptproblem, was bei jedem monolithischem Aufbau gelöst werden muß besteht darin, daß keine pnp-Vorrichtungen in Lateral anordnung mit hoher Beta-Verstärkung hergestellt werden können. Zur Lösung dieses Problems müssen die Ströme insbesondere in dem Pufferverstärker 9 gut definiert sein, damit sich die richtigen Versetzungen

ergeben, so daß die gesamte· Schaltung unempfindlich gegenüber den sehr niedrigen Beta-Verstärkungen der lateralen pnp-Vorrichtungen in einem monolithischem Aufbau ist und trotzdem eine annehmbar hohe Ausbeute an derartig produzierten Vorrichtungen erhalten wird. Es war deshalb in diesem Zusammenhang das Bestreben, eine Schaltung herzustellen, die ohne Instabilitäten oder Schwingungen rasch ein- und ausgeschaltet werden kann und die kein Fehlverhalten während der Einschalt- und Ausschaltzyklen aufweist. Hierfür wurden zwei Stromspiegelschaltungen für den Pufferverstärker 9 in die Schaltung der Figur 4 eingefügt. Aus den Figuren 2 und 4 läßt sich erkennen, daß die Stromprogrammierleitung 25 zwischen der Different!al-Verzögerungsschaltung 5 und dem Pufferverstärker 9 über die Dioden 61 und 63 und den Widerstand 65 mit der +Vc-Spannungsversorgung verbunden ist. Die Impedanz dieser Vorrichtungen zusammen mit derjenigen des Widerstandes 69 bestimmen einen Spannungspegel für die Stromprogrammierleitung 25. Diese kann auch als die Basisvorspannungsleitung für das Darlington-Transistorpaar 203 und den Transistor 175 angesehen werden. Das Darlington-Transistorpaar 203 ist als Stromspiegelschaltung ausgeführt, die ihren Basisstrom zu den Stromquellen 151, 159 und 223 reflektiert, die mit der -Vc-Spannungsversorgung verbunden sind. Die Transistoren 173 und 175 bilden eine zweite Stromspiegelschaltung, die direkt mit der Diodenkette 183,185,187 verbunden sein könnte, wenn dies nicht zu einem Schwingen des Kollektors des Darlington-Transistorpaares 203 mit einer hohen Frequenz führen würde; dies hätte zur Folge, daß das Signal an der Anode der Diode 183 aufgrund der Kollektor-Basis-Kapazität des Transistors 175 und seiner niedrigen Sperrfrequenz verzerrt würde.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt,

daß der Strom von der zweiten Stromspiegelschaltung aus den Transistoren 173 und 175 an eine Kaskadenstufe angelegt wird, die den Transistor 181 aufweist, dessen Basis über die Stromquelle 159 an die -Vc-Spannungsversorgung gelegt ist. Bei diesem Aufbau ist die Basis des Transistors 181 mit einem Punkt niedriger Impedanz verbunden, so daß die Möglichkeit einer Verzerrung verhindert wird. Die niedrige Beta-Verstärkung der Lateral -pnp-Trans.i stören bewirkt jedoch, daß der Basisstrom des Transistors 181 entartet, wodurch sein Kollektorstrom ungenau wird. Es ist deshalb notwendig, einen Strom in den Emitter des Transistors 181 zurückzuführen, um dessen eigenen Basisstromverlust zu kompensieren. Hierfür ist der npn-Transistör 179 derart aufgebaut, daß er zwei Kollektoren mit gleicher Fläche besitzt. Einer dieser Kollektoren ist unter Diodenbildung mit der Basis des Transistors 179 verbunden, während der zweite an der +Vc-Spannungsversorgung liegt. Der diodengeschaltete Kollektor des Transistors 179 bringt eine Basis/Emitter-Spannung, die den Emitterstrom dieses Transistors bezogen auf seinen Kollektorstrom verdoppelt. Da der Transistor 179 vom Kollektorstrom des Transistors 175 gesteuert wird, der den Basisstrom des Transistors 173 übersetzt, ist der einfache Kollektorstrom des Transistors 175 annähernd gleich dem einfachen Basisstrom des Transistors 173, so daß der Emitterstrom des Transistors 179 das zweifache des Basisstroms des Transistors 173 ist. Dieser Strom wird zum Emitterstrom des Transistors 181 addiert. Ein derartiger Aufbau gibt eine genaue Stromdarstellung durch die Dioden 183,185 und 187 der Stromprogrammie-. rungsleitung 25 für Änderungen in den Beta-Verstärkungen der pnp-Vorrichtungen in der monolithischen Struktur. Bei einem derartigen Aufbau sind die lateralen pnp-Vorrichtungen dieser monolithischen Struktur alle in einer Vorwärtsleitungskonfiguration, so daß der Übergang vom

Ruhezustand zum Leitungszustand im Pufferverstärker 9 sehr rasch erfolgt. Experimentell wurde festgestellt, daß dies nur 100 ns benötigt.

Figur 5 zeigt eine Transistorschaltung 179' als Alternative für den Zweikollektortransistor 179 der Figur 4. Diese Schaltung verwendet zwei Transistoren 179a und 179b, die auf Übereinstimmung ausgesucht werden müssen, damit sich, wie zuvor erläutert, zwei identische KoIlekl'O torströme ergeben. Damit die beiden Transistoren 179a und 179b zueinander passen, müssen sie im wesentlichen die gleichen Basis/Emitter-Übergänge und praktisch gleiche Kollektorflächen besitzen. Damit die Transistoren 179a und 179b die Funktion des Zweikollektortransistors 179 simulieren, sind ihre Basen miteinander verbunden und bilden einen Anschluß C¹ und ihre Emitter sind ebenfalls .miteinander unter Bildung eines Anschlusses A¹ verbunden. Der Kollektor des Transistors 179b liegt an den miteinander verbundenen Basen und der Kollektor des Transistors 179a bilden die Klemme B' der Transistorschaltung 179'. Beim Ersetzen des Transistors 179 der Figur 4 durch die Transistorschaltung 179' würden die Anschlüsse A¹, B¹ und C^l an den Punkten A, B, bzw. C der Figur 4 angeschlossen.

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Claims

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The Grass Valley Group, Inc. München, 25. April 1985 Grass Valley, Ca. 95945 (V.St.A.) ka-ks 14 770

Stromspiegelschaltung

Patentansprüche

!.Stromspiegelschaltung mit einem ersten und zweiten Transistor eines ersten Leitfähigkeitstyps,

dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Transistoren (173,175) im wesentlichen als Darlingtonpaar geschaltet sind, wobei der freie Emitter mit einer Potential schiene zum Spiegeln des Stromes koppelbar ist, der in die freie Basis des Darlingtonpaares fließt, und daß zwischen die Kollektoren des ersten und zweiten Transistors (173,175) eine Vervielfachungs-Transistorvorrichtung (179) zum ■ Vervielfachen des in ihre Basis fließenden Stromes geschaltet ist.
2. Stromspiegelschaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vervielfachungs-Transistorvorrichtung einen dritten Transistor (179) eines zweiten Leitfähigkeitstyps mit zumindest zwei Kollektoren aufweist, wobei seine Basis mit dem Kollektor des ersten oder zweiten Transistors (173, 175), sein Emitter mit dem Kollektor des zweiten oder ersten Transistors (175,-173), einer seiner Kollektoren mit seiner Basis verbunden sind, während die übrigen Kollektoren mit der Potentialschiene zum Vervielfachen des in seine Basis fließenden Stromes koppelbar ist.
3.·Stromspiegelschaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verviel fachungs-Transistorvorrichtung einen dritten und vierten Transistor (179a,179b) jeweils vom zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, deren Basen miteinander und mit dem Kollektor des ersten oder zweiten Transistors (173, 175), deren Emitter miteinander und mit dem Kollektor des zweiten oder ersten Transistors (175,173) verbunden sind, und wobei der Kollektor des dritten oder vierten Transistors (179a,179b) an die verbundenen Basen angeschlossen ist und der Kollektor des vierten oder dritten Transistors (179b,179a) mit der Potential schiene zum Vervielfachen des in die verbundenen Basen des dritten und vierten Transistors (179a,179b) fließenden Stromes koppelbar ist.
4. Stromspiegelschaltung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß der erste und zweite Transistor (173,175) pnp-Transistoren und der dritte und vierte Transistor (179; 179a,179b) npn-Transistören sind.
5. Stromspiegelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Beta-Werte des ersten und zweiten Transistors (173,175) aus einem weiten Bereich von Beta-Werten gewählt werden können, wobei die jeweiligen Beta-Werte des ersten und zweiten Transistors nahe beieinander liegen. 30
6. Stromspiegelschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Beta-Wert des dritten Transistors (179) um 35

ein Mehrfaches größer als die Beta-Werte des ersten und zweiten Transistors (173,175) ist.
7. Stromspiegelschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis "5 6,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Basis/Emitter-Übergänge und die Kollektorflächen des dritten und vierten Transistors (179a,-179b) im wesentlichen zueinander passend gewählt sind.
8. Stromspiegelschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Beta-Werte des dritten und vierten Transistors (179a,179b) nahe beieinander liegen und um ein Mehrfaches größer als die Beta-Werte des ersten und zweiten Transistors (173,175) sind.
9. Pufferverstärker zum selektiven Durchschalten eines Signals unter Verwendung einer Stromspiegelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite Stromspiegelschaltung in Form eines Darlington-Transistorpaares (203) angeordnet ist, deren freie Basis mit der freien Basis der ersten Stromspiegelschaltung (173,175) und deren freier Emitter mit der Potentialschiene verbunden ist.

ο. Pufferverstärker nach Anspruch 9,

. dadurch gekennzeichnet,

daß eine programmierbare Leistungsquelle zum Abgeben eines ersten Betriebsleistungspegels unter Ansprechen auf ein an die erste Stromspiegelschaltung (173,175) angelegtes erstes Befehlssignal und einen niedrigeren

Ruheleistungspegel unter Ansprechen auf ein zweites Befehlssignal angeordnet ist.