Die Germanium-Planar-Dioden AA142 und der Silizium

HALBLEITERMITTEILUNGEN
FÜR DIE INDUSTRIE
Die Germanium-Planar-Dioden A A142
und der Silizium-Transist or BF 229 in einem
A M/FM-Demodulat or
6803139
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ln unseren Veröffentlichungen
»RöHREN- UND HALBLEITERMITTEl LUNGEN«
bringen wir in zwangloser Folge Informationen über unsere Röhren- und
Halbleitertypen sowie über die Anwendung dieser aktiven Bauelemente in
Schaltungen und Geräten.
Ein halbjährlich erscheinendes Inhaltsverzeichnis gibt Ihnen eine Obersicht
über diese Veröffentlichungen. Alle darin genannten Mitteilungen können
jederzeit von uns nachgefordert werden.
Mit Rücksicht auf den besonderen Charakter dieser Publikationen, bitten wir
zu beachten, daß sie nur zu Ihrer eigenen Information bestimmt sind. Es kann
keine Gewähr dafür übernommen werden, daß die in diesen Mitteilungen
beschriebenen Schaltungen, Geräte und Verfahren frei von schutzrechtlichen
Ansprüchen sind.
Für die Entwicklung und Konstruktion von Geräten und Anlagen bitten wir, in
jedem Fall nur neueste und verbindliche Datenblätter zugrunde zu legen.
Das Recht zur Vervielfältigung in jeder Form behalten wir uns vor. Wir sind
jedoch im allgemeinen auf Anfrage gern bereit, die Genehmigung zur wei­
teren Verwendung des Inhalts dieser Schrift zu erteilen.
ALLGEMEINE ELEKTRICITÄTS-GESELLSCHAFT
AEG-TELEFUNKEN
F ACH BE REICHE ROH REN/HAL BLEI TE R
VE R T RIE B
7900 Ulm, Söflinger Straße 100
Printed in Germany
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Die Germanium-Planar-Dioden AA 142 und der
Silizium-Transistor BF 229 in einem AM/FM-Demodulator
1. Allgemeines
Bei dem Zusammenfassen von ganzen Funktionseinheiten zu Hlntegrierten Schaltungen"
kommt der sogenannten Dickfilmtechnik besondere Bedeutung zu. Sie gestattet das Her­
stellen von Widerständen, Kondensatoren und Spulen einschließlich der Verbindungsleitun­
gen mittels Siebdruckverfahren. Wegen der großen Bedeutung, die diese Technik inzwischen
erlangt hat, wurde von AEG-TELEFUNKEN eine Reihe von Halbleiterbauelementen entwickelt,
die für den Einbau in solche Siebdruckschaltungen besonders geeignet sind. Die Ge-Planer­
Diode, deren Aufbauschema in Bild 1 gezeigt ist, stellt eine Neuentwicklung auf diesem Ge­
biet dar.
Boliddraht
Si!onscliicht
��������1.����- Ge-Pe//et
Bild 1.
.......
Kontaktstreifen
Aufbauschema einer Germanium-Planar­
Diode für den Einbau in Siebdruck­
schaltungen
Durch die hier angewendete Technologie wurde es möglich, auch Gehäuse zu verwenden,
die speziell der Siebdrucktechnik engepaßt sind. Das stellt einen besonderen Vorteil gegen­
über Spitzendioden dar, die sich wegen ihres Aufbaues als Bauelemente für diese Technik
wenig eignen. Die Ge-Pianar-Diode AA 1 42 - mit ihren sehr günstigen dynamischen Eigen­
schaften - eignet sich in Verbindung mit dem Si-Transistor BF 229 (Aufbau gemäß Bild 2) unter
anderem besonders gut zur Realisierung von AM/FM-Demodulatoren in Siebdrucktechnik.
Ein Schaltbeispiel in dieser Mitteilung zeigt die genannten Halbleiter-Bauelemente in dieser
Anwendung.
----�
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1�.--
____.�! 8
_
Bild 2.
Si-Pellet
Innerer Aufbau des Silizium­
Transistors BF 229 im Epoxyd ­
harz-Gehäuse
(Maßangaben in mm)
Epoxydharz
1
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2. Die wichtigsten Daten der Ge-Pianar-Diode AA 142
Grenzdaten
Spitzensperrspannung
URM =
32 V
Richtstrom bei
lo
10 mA
URM
(FM =
Spitzenstrom
Statische Daten
(Mittelwerte)
Durchlaßspannung
IF = 0,1
(bei
(bei IF
UF
UF
UF
IR
IR
IR
mA)
1 mA)
10 mA)
IF
(bei UR= 1,5 V)
(bei UR= 10 V)
(bei UR= 30 V)
(bei
Sperrstrom
Dynamische Daten
'Yj
Richtwirkungsgrad
(gemessen in der Schaltung nach
"""""
.....
330pF :;=
33kQ
50 mA
l)
Bild 3
mit
_
0,25 V
0)5 V
0,85 V
-
35 !J.A
U0 100
V2'·UHF
•
OHF= 3 V bei f
0,8 !J.A
4, 5 !J.A
=
=
87
= 25°C).
107 MHzund tamb
I
Uo
!
Bild 3.
Meßschaltung für den Richtwirkungsgrod
der Diode AA 142
Änderung der dynamischen Kapazität bei Laständerung llCaqu
(gemessen in der Schaltung nach
Bild 4
mit
<
0,25 pF
OHF= 3 V bei f = 1 07 MHz und tamb
25 °C).
330pF
400kQ
20kQ
Bild 4.
Meßschaltung für die dynamische Kapazitätsänderung
(bei Loständerung) der Diode AA 142
Der geringe Absolutwert von ß Caqu gewährleistet ein optimales Arbeiten der Diode im
Ratiodetektor hinsichtlich der AM-Störunterdrückung.
2
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3. Die wichtigsten Daten des Si-Transistors BF 229
Grenzdaten
Collector-Basis-Spannung
Ucso
Collector-Emitter-Spannung
UcEO
Collectorstrom
lc
Gesamtverlustleistung (tamb
<
45 °C}
Plot
=
30 V
=
20 V
30 mA
-
50 mW
(ln einem vergossenen Modul wird die zulässige Verlustleistung größer und muß von Fall zu
Fall bestimmt werden).
Kenndaten
Basisspannung')
UsE
Basisstrom 1 )
ls
fr
Transit-Frequenz')
Rückwirkungskapazität 2)
) gemessen bei UcE
2) gemessen bei Uc8
1
=
=
10 V,
-C,e
lc
10 V, -IE
=
=
1 mA, tamb
1 mA, f
=
=
=
0,68 V
=
(4,5 ... 15) !J.A
=
260 MHz
=
0,95 pF
25 °C
450 kHz, tamb
25 °C
=
4. Schaltungsbeschreibung des AM/FM-Demodulators und Meßwerte
Wie der Schaltplan in Bild 5 zeigt, entspricht der AM/FM-Demodulator in seinem Grundkon­
zept den üblichen Schaltungen. Er ist jedoch in der Bemessung der Schaltelemente für die be­
sonderen Belange der Siebdrucktechnik ausgelegt. Der Transistor BF 229 wird sowohl für die
AM-ZF, als auch für die FM-ZF in nichtneutralisierter Emitterschaltung betrieben.
BF229
J·AA 142
-,
'iltin
�
r-C::J---oJ LI r
llot=-gy
-I
460kHz
trvo2=�r)
JE etwa3mA
�----------------�------------------------�--�--+
Spulendaten
FM (10,7 MHz)
AM (460kHz)
Bild 5
L1
13 Windungen 0,15 CuLS
3 Windungen 0,1 CuLS
2 x 10 Windungen bifilar 0,1 CuLS
l3
Filter-Bausatz D 42-2308 der Fa. Vogt & Co.
L2
l4 50 Windungen 6 x 0,05 CuLS
Ls 50 Windungen
0,12 CuLS
Filter-Bausatz D 41-2393 der Fa. Vogt
&
Co.
3
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Bei FM-Empfang arbeitet dieser Transistor als Amplitudenbegrenzer. Zum Vermeiden von
Abreißeffekten ist in die Collectorleitung ein Widerstand von 560 Q eingeschaltet.
Der FM-Demodulator ist als symmetrischer Ratiodetektor mit einem Höckerabstand von etwa
500 kHz aufgebaut. Damit beim Einstellen der optimalen AM-Unterdrückung keine Symme­
trieverschiebung auf der Gleichstromseite des Demodulators auftritt, ist der Ladekonden­
sator an den Schleifkontakt des Einstell-Widerstandes gelegt. Eine Verschiebung der Sym­
metrie hat nämlich eine veränderte Nachstimmspannung (AFC) zur Folge und macht einen
neuen Abgleich des Sekundärkreises des Ratiofilters notwendig.
Aufgrund des eingangs genannten günstigen, dynamischen Verhaltens der Dioden ist es
möglich, die optimale AM-Störunterdrückung mit einem recht kleinen Variationsbereich des
Einstell-Widerstandes zu erreichen. Da die Streuung der dynamischen Eigenschaften und der
Wert von ..iCaqu sehr klein sind, kann unter Umständen auf ein Nachstellen auf optimale AM­
Störunterdrückung ganz verzichtet und ein Festwiderstand verwendet werden.
ln
Bild 6
sind die wichtigsten Beurteilungsgrößen für den FM-Betrieb aufgezeigt.
DNF
1, k2 und k3: Hub 40 kHz mit 1 kHz moduliert und für die AM-Störunter­
Dabei gilt für
drückung: FM-Hub 40 kHz mit 40 Hz und 30% AM mit 1 kHz moduliert.
Die Summenrichtspannung Us wird über dem Elko von 0,5 p.F gemessen .
t
140
1,4
14
mV,dB
o/o
f tof
100
(/� 80
Nf1
60
U
-�Nft
- 40
Vstör
20
0
0
..- vJF1 ( Nf-Ausgungssponnung)
f4F1:0'.stör =A/1-Stlkunterdrikkung
/�
�'/"
""'"
/
"..�
Us
i-""""'"
..".,1-""
I
I
I
_I
I
20
30
0n
=
k
8
(/
0.6 3 6 s
k
kr 04 z 4
0,2
2
(dB)
I
I
kz
10
1,0
I
(Summen-Rtc/Jtsponnung) 1-- 0,8
iltrrt:fl.stör
V
40
60
50
Zf-Eingongsspunnung -
70
80
0
90mY
Bild 6
0
Der AM-Demodulator besitzt eine Bandbreite von 14 kHz. Die Demodulatordiode ist mit et­
wa 200 mV in Flußrichtung vorgespannt, um die bei der Regelung des AM-ZF-Verstärkers auf­
tretende Sperrspannung an dieser Diode zu kompensieren. Diese Sperrspannung entsteht
dadurch, daß bei der Abwärtsregelung ein Teil des Basisstromes der geregelten Transisto­
ren über den lastwiderstand der Demodulatordiode fließt. Bei einer angelegten Generator­
spannung von U;n
40 mV und einer Modulationsfrequenz von 1 kHz ergaben sich für den
AM-Demodulator folgende Meßwerte:
=
NF-Ausgangsspannung
Gesamtklirrfaktor
Richtspannung
NF 2
U
kges max
U5
=
<
=
350 mV (bei m
5%
(bei m
1,8 V
=
=
0,3)
0, 7)
M.Kihm
4
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a
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