Hybriden und Compunds

Unter Hybriden und Compounds versteht man die Zusammenschaltung zweier oder mehrerer Transistoren zu einem Gebilde, daß sich wie ein einzelner Transistor mit veränderten/verbesserten Eigenschaften verhält.

Bekannte Ausführungen sind die Kaskode, der Darlington und der Komplementärfolger, oder Sziklay-Paar.

 

Kaskode

Kaskoden
Kaskoden

Bei einer Kaskode wird einem Steuer-Transitor ein zweiter Folger-Transistor zur Betriebsspannung hin in Basis-/Gate-Schaltung aufgesetzt. Das hat zur Folge, daß der Steurer nur eine gering schwankende oder konstante Spannung über seiner Kollektor-Emitter, bzw. Drain-Source Strecke sieht. Es erlaubt Steuer-Transistoren mit kleiner Sperrspannung in Schaltungen mit höherer Betriebsspannung zu betreiben.

Anwendung findet das als Emitterfolger/Sourcefolger bei Ausgangsstufen in Buffern und Leistungsverstärkern. Das Signal wird hierbei am Emitter/der Source des Steuer-Transistors abgenommen.

Wichtiger ist aber, daß der Millereffekt nahezu entfällt und damit geringere Eingangskapazität und hohe Bandbreite einhergehen.

Das gilt für Verstärkereingangsstufen, bei denen das Signal am Kollektor/Drain des kaskodierenden Folger-Transistors abgenommen wird.

In Verstärkern japanischer Herkunft der 70er und 80er Jahre findet man vor allem die JFET-Hybrid Variante c). Moderne Verstärker tendieren zur bipolaren Kaskode a).

Die JFET Variante d) eignet sich besonders gut als Line-Pegel-Buffer.

Sie benötigt keine zusätzlichen Bauteile für die Ruhestromeinstellung.

Der steuernde JFET arbeitet unter sehr konstanter und geringer Drains-Source Spannung, da der folgende JFET quasi auf der Ausgangsspannung ´reitet´. Dadurch weist die Kaskode deutlich geringere Verzerungen auf als ein einfacher JFET in Sourcefolger-Schaltung.

Darlington

Darlingtons
Darlingtons

Bei einem Darlington wird dem steuernden Transistor ein Folger am Emitter/der Source  angesetzt. Dadurch multiplizieren sich die Stromverstärkungsfaktoren. Das erlaubt geringere Basisströme und größere Ausgangsströme. Der Hybrid mit JFET oder MOSFET Eingang benötigt nur einen Strom zur und während der Umladung seiner Gate-Kapazität und ist ansonsten leistungslos ansteuerbar durch den extrem hohen Eingangswiderstand des Gates.

Die Darlingtonschaltung ist im Leistungsteil der meisten Verstärker zu finden, dort vereinzelt sogar als Triple.

CFP, Komplementärfolger Paar, SziklaI-Paar, Compound-Paar

CFPs
CFPs

Der CFP ähnelt dem Darlington. Die offensichtlichen Unterschiede sind die Verwendung eines komplementären Transistortyps für den Folger und dessen Ankopplung an den Kollektor/das Drain des Steuer-Transistors.

Den CFP findet man ebenso aber seltener als Ausgangstransitor im Leistungsteil von Verstärkern und sehr häufig bei Rail-to-Rail-OPamps. Er eignet sich aber auch in Eingangsstufen und Buffern.

Vorteil des CFP ist die kurze schnelle Stromgegenkopplung vom Kollektor/dem Drain des Folgers zum Emitter/der Source des Steurers.

Dadurch ist das Großsignalverhalten linearer als beim Darlington.

Die thermische Abhängigkeit der Ruhestrom Einstellung in Leistungsverstärkern verringert sich, der optimale Ruhestrom für class-AB ist deutlich niedriger und die Austeuerungsreserve und Effizienz ist höher.

Die Bandbreite ist allerdings geringer und es besteht eine Tendenz zu Oszillationen, was gegebenenfalls zusätzliche C- oder RC-Kompensation erfordert.