Zweipol mit negativem Widerstand und Verwendung des Zweipols in einem
Gleichspannungswandler
Die Erfindung betrifft einen Zweipol mit einstellbarem, negativem, differentiellem Widerstand, bestehend aus einer Schaltungsanordnung mit einem ersten Verstärker Dreipol und einem zweiten Verstärker-Dreipol, in der eine erste Elektrode des ersten Verstärker-Dreipols und die Steuerelektrode des zweiten Verstärker-Dreipols an eine gemeinsame Klemme angeschlossen sind, die die eine Klemme des Zweipols bildet.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des Zweipols als aktives Element in einem Gleichspannungswandler.
Zweipole mit negativem Widerstand, z. B. Tunneldioden, Vierschichtdioden, Dynatrons etc., finden in elektronischen Schaltkreisen ein weites Anwendungsgebiet. Sie werden in Filtern zur Entdämpfung des Schwingkreises, in Oszillatorschaltungen, Verstärkern, Impuls- und Digitalkreisen etc. eingesetzt. Diese oben genannten klassischen Zweipole weisen jedoch eine Reihe von Mängeln auf. So ist beispielsweise der ausnutzbare Bereich negativen Widerstandes auf der U-I-Kennlinie sehr klein (bei Tunneldioden ca. 0,5 V), grösstenteils ist die Linearität in diesem Bereich ungenügend und der verfügbare Spannungshub relativ gering (bei GaAs-Tunneldioden beträgt er beispielsweise nur ungefähr 1 V). Ein weiterer Mangel ist darin zu sehen, dass die Beeinflussung der Grösse des negativen Widerstandes nur in engen Grenzen oder überhaupt nicht möglich ist.
Um diese Mängel zu beheben, wurden verschiedene Ersatzschaltungen mit Transistoren, ohmschen Widerständen und fallweise zusätzlichen Hilfsstromquellen vorgeschlagen, die in bestimmten Bereichen ihrer U-I-Kennlinie ähnliches Verhalten wie die oben aufgeführten Bauelemente zeigen. So wird z. B. in Electronic Engineering 1963, S. 751, eine Transistorschaltung angegeben, die die Charakteristik einer Tunneldiode aufweist, in Electronic Engineering 1967, S. 715, eine Anwendung dieser Schaltung in einem Transistoroszillator -beschrieben.
Ebenso wie bei den eingangs aufgeführten Bauelementen erlauben diese Ersatzschaltungen die Variation des Betrages des negativen Widerstandes nur in einem gewissen, engen Bereich, beispielsweise durch Variieren der Betriebsspannung.
Eine weitere Schaltung, die das Verhalten eines Zweipols mit negativer Widerstandscharakteristik aufweist, wird in Electronics Letters, Vol. 6, 1970, Nr. 1, S. 2, beschrieben. Sie ist in Fig. 1 dargestellt. Der Emitter-Strom eines bipolaren Transistors 1 wird durch einen in Serie mit dem Basis-Anschluss 2 des Transistors 1 liegenden Feldeffekt-Transistor 3 gesteuert. Der Arbeitspunkt des Feldeffekt-Transistors 3 wird durch den aus den Widerständen 4 und 5 gebildeten Spannungsteiler festgelegt, der zwischen den Emitter-Anschluss 6 und Kollektor-Anschluss 7 des Transistors 1 geschaltet ist. Die Grösse des negativen Widerstandes ist durch den Widerstand 5 festgelegt. Durch Variieren des Widerstandswertes von 5 lässt sich die Grösse des negativen Widerstandes des Zweipols in weiten Grenzen beeinflussen.
Diese Transistorschaltung hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, die ihre Anwendung bei höheren Frequenzen problematisch macht. Der Widerstand 5 liegt mit einem Pol an der Signalspannung. Eine Änderung des Widerstandswertes von 5 von aussen, d. h. durch nicht unmittelbar in der Nachbarschaft der Schaltung angeordnete Einstellorgane, ist dann mit Schwierigkeiten verbunden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, dass der aus den Widerständen 4 und 5 bestehende Spannungsteiler kapazitiv kompensiert werden muss, was zur Folge hat, dass mindestens eine Elektrode des Feldeffekt-Transistors 3 von einer Impedanz gespeist wird, was sich wiederum auf die dynamische U-I-Kennlinie des Feldeffekt-Transistors bei hohen Frequenzen ungünstig auswirkt und ein Versagen der Schaltung zur Folge haben kann.
Von Nachteil ist ferner, dass in der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 stets ein kleiner, durch die Widerstände 4 und 5 des 'Spannungsteilers bestimmter Strom fliesst, der sich zudem mit dem eingestellten negativen Widerstand verändert.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, dass die Widerstände 4 und 5 des Spannungsteilers den Rauschabstand des Zweipols ver schlechtern, da sie stets parallel zu den Zweipolklemmen liegen.
Ziel der Erfindung ist ein Zweipol mit einstellbarem, negativem, differentiellem Widerstand, dessen charakteristische Eigenschaften nicht durch die die Grösse des negativen Widerstandes bestimmenden Schaltmittel verändert werden und dessen Hochfrequenz-Eigenschaften nur durch die verwendeten aktiven Bauelemente, also die Transistoren bestimmt werden.
Das Ziel der vorgenannten Erfindung wird dadurch erreicht, dass die zweite Elektrode des ersten Verstärker Dreipols mit der ersten Elektrode des zweiten Verstärker Dreipols verbunden ist, dass die Steuerelektrode des ersten Verstärker-Dreipols die andere Klemme des Zweipols bildet, und dass eine zwischen die Steuerelektrode des ersten Verstärker-Dreipols und die zweite Elektrode des zweiten Verstärker-Dreipols geschaltete variable Gleichspannungsquelle vorgesehen ist, die zur Änderung des negativen, differentiellen Widerstandes des Zweipols dient.
Die Erfindung wird in vorteilhafter Weise dadurch realisiert, dass der erste Verstärker-Dreipol ein bipolarer Transistor, der zweite Verstärker-Dreipol ein Feldeffekt Transistor (Verarmungs-Typ) ist.
Gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen hat diese Lösung den Vorteil, dass der Betrag des negativen Widerstandes durch eine nicht signalspannungsführende Gleichspannung einstellbar ist. Diese Lösung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Grenzfrequenz des Zweipols nur durch die aktiven Elemente bestimmt wird und nicht durch die die Grösse des negativen Widerstandes bestimmenden Schaltmittel.
Diese Schaltungsanordnung kommt zudem mit einem Minimum an Bauelementen aus, wodurch es gut möglich ist, diesen Zweipol in einfacher Weise als monolithischen Schaltkreis herzustellen.
Das weite Feld der Anwendung dieses Zweipols erstreckt sich nicht nur auf Hochfrequenz-Anwendungen, z. B. Abstimmen der Güte von Resonanzkreisen in Verstärkern, Filtern, Oszillatoren, sondern auch auf digitale Schaltkreise und ganz allgemein auf das Erzeugen und Verformen von nicht sinusförmigen Wechselspannungen.
Eine erste vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, in die Verbindungsleitung zwischen der zweiten Elektrode des ersten Verstärker-Dreipols und der ersten Elektrode des zweiten Verstärker Dreipols einen Hilfsstrom einzuleiten. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass sich der differentielle Widerstand des Zweipols von positiven Werten über den Wert unendlich bis hin zu negativen Werten einstellen lässt.
Eine zweite vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht im Hinzufügen eines aus einem dritten Verstärker-Dreipol gebildetem Konstantstrom-Zweipols, dessen erste Elektrode mit der zweiten Elektrode des zweiten Verstärker-Dreipols in Serie geschaltet ist, welcher Konstantstrom-Zweipol mittels einer zwischen der zweiten Elektrode des dritten Verstärker-Dreipols und dessen Steuerelektrode angelegten, von einer zweiten Hilfsspannungsquelle erzeugten Hilfsspannung einstellbar ist. Die aus dieser Massnahme resultierenden Eigenschaften gestatten die Verwendung der so aufgebauten Schaltungsanordnung als Erreger-Zweipol in Oszillator-Schaltungen mit selbsttätiger Amplitudenregulierung.
Es ist vorteilhaft, in der Realisierung dieser Weiterbildung der Erfindung als dritten Verstärker-Dreipol einen Feldeffekt-Transistor (Verarmungs-Typ) vorzusehen.
Der Zweipol gemäss der Erfindung kann als Erreger Zwei pol in einem Gleichspannungswandler verwendet werden, in dem der Zweipol in einer zwischen seine Klemmen geschalteten Spule Relaxations-Schwingungen erzeugt, die anschliessend gleichgerichtet werden, wobei als Eingangsklemmen des Wandlers die Hilfsspannungsklemmen des Zweipols, d. h. der Abfluss-Anschluss des Feldeffekt-Transistors und der Basis-Anschluss des bipolaren Transistors, figurieren.
Dieser Gleichspannungswandler weist gegenüber bekannten Einrichtungen den Vorteil auf, kleine Spannungen ( 0,3 V) mit gutem Wirkungsgrad ohne Zwischenschaltung eines Transformators in Gleichspannungen umzusetzen, die um den Faktor 50-100 höher sind, als die Eingangs-Gleichspannung, wobei die maximal zu erreichende Ausgangs-Gleichspannung nur durch die Durchbruch Sapnnungen der im Zweipol verwendeten Halbleiter begrenzt wird. Auch werden keine zusätzlichen Polarisations Spannungen benötigt, wie sie beispielsweise bei tunneldiodenbestückten Gleichspannungswandlern unbedingt erforderlich sind.
In den Zeichnungen sind neben dem Stand der Technik erfindungsgemäss Ausführungen beispielsweise dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 einen bekannten Zweipol,
Fig. 2 eine erste beispielsweise Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 das U-I-Kennlinienfeld eines Zweipols gemäss Fig. 2,
Fig. 4 eine erste Abwandlung der Erfindung gemäss Fig. 2,
Fig. 5 das U-I-Kennlinienfeld eines Zweipols gemäss Fig. 4,
Fig. 6 eine zweite Abwandlung der Erfindung gemäss Fig. 2,
Fig. 7 das U-I-Kennlinienfeld eines Zweipols gemäss Fig. 6,
Fig. 8 ein Anwendungsbeispiel eines Zweipols gemäss Fig. 2.
Gleiche Teile sind in den Fig. 2, Fig. 4, Fig. 6, Fig. 8 mit denselben Bezugsziffern versehen.
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
In Fig. 2 ist der Emitter-Anschluss eines bipolaren Transistors 8 mit 9, der Basis-Anschluss mit 10, der Kollektor-Anschluss mit 11 bezeichnet. Mit der Bezugsziffer 12 ist ein Feldeffekt-Transistor benannt, sein Quellen-Anschluss mit 13, sein Steuerelektroden-Anschluss mit 14, sein Abfluss-Anschluss mit 15. Der Emitter-Anschluss 9 des bipolaren Transistors 8 ist mit dem Quellen-Anschluss 13 des Feldeffekt-Transistors 12, der Kollektor-Anschluss 11 des bipolaren Transistors 8 ist mit dem Steuerelektroden-Anschluss 14 des Feldeffekt-Transistors 12 verbunden.
Zwischen den Basis-Anschluss 10 des bipolaren Transi stor 8 und den Abfluss-Anschluss 15 des Feldeffekt-Transistors 12 ist eine variable Spannungsquelle 16 geschaltet, derart, dass der Pluspol der Spannungsquelle 16 mit dem Abfluss-Anschluss 15, der Minuspol mit dem Basis-Anschluss 10 verbunden ist. Die Verbindungsleitung vom Kollektor-Anschluss 11 des bipolaren Transistors 8 zum Steuerelektroden-Anschluss 14 des Feldeffekt-Transistors 12 ist an eine Klemme 17 geführt, der Basis-Anschluss 10 des bipolaren Transistors 8 ist an eine weitere Klemme 18 geführt. Diese beiden Klemmen 17 und 18 bilden die Klemmen des Zweipols.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 2 soll nun in Verbindung mit dem in Fig. 3 dargestellten U-I-Kennlinienfeld näher erläutert werden. Um die Betrachtungsweise zu vereinfachen, sei in den nachstehen den Erläuterungen angenommen, dass die Klemme 18 des
Zweipols auf Massepotential liege.
Die Gleichspannungsquelle 16 sei so eingestellt, dass der Abfluss-Anschluss 15 des Feldeffekt-Transistors 12 po sitiv gegenüber der Klemme 18 ist. Legt man nun eine negative Spannung - etwa in der Grösse - 15 bis -30 Volt an die Klemme 17 an, so ist der Feldeffekt-Transistor 12 gesperrt, da sein Steuerelektroden-Anschluss 14 auf einem negativen Potential in Bezug auf seinen Quellen-Anschluss
13 liegt. Über die Kollektor-Basis-Diode des bipolaren Transistors 8 kann ebenfalls kein Strom fliessen, da diese durch die an die Klemme 17 angelegte negative Spannung gesperrt ist. Es fliesst also kein Strom im Zweipol. Auch geringfügige Spannungserhöhung ändert an diesem Zustand nichts, d. h. der differentielle Widerstand des Zweipols ist unendlich gross, der entsprechende Abschnitt der U-I-Kennlinie hat die Steigung null und fällt mit der U-Achse zusammen (Fig. 3).
Wird nun die Spannung an der Klemme 17 in Richtung positiver Werte erhöht, so geht der Feldeffekt-Transistor 12 allmählich in den leitenden Zustand über, und es kann ein Strom in den Emitter-Anschluss 9 des bipolaren Transistors 8 hineinfliessen, der um den sehr kleinen Basis Strom vermindert, an der Klemme 17 des Zweipols erscheint, und zwar entgegengesetzt zur eingetragenen Pfeilrichtung I. Mit positiver werdender Spannung an der Klemme 17 nimmt der aus der Klemme 17 herausfliessende Strom immer mehr zu, d. h. die U-I-Kennlinie hat in diesem Bereich eine negative Steigung, der differentielle Widerstand ist negativ (Fig. 3).
Erst wenn die an die Klemme 17 angelegte Spannung positiv ist, genauer gesagt, wenn sie einen durch den bipolaren Transistor 8 bestimmten positiven Wert übersteigt, wird die Kollektor-Basis-Diode des bipolaren Transistors 8 leitend, um mit zunehmender Spannung an der Klemme 17 erhöht sich auch der Strom (in Pfeilrichtung I) im Zweipol.
Die Höhe der am Abfluss-Anschluss 15 anliegenden Hilfsspannung Ul bestimmt bei gegebener Spannung an der Klemme 17 den Öffnungszustand des Feldeffekt-Transistors 12 und damit auch die Steigung der U-I-Kennlinie.
Der Betrag der Steigung ist etwa proportional der angelegten Hilfsspannung Ul. Der negative differentielle Widerstand des Zweipols ist demnach umgekehrt proportional der an den Abfluss-Anschluss 15 des Feldeffekt Transistors 12 angelegten Hilfsspannung U.
In Fig. 4 ist eine erste Abwandlung des Zweipols gemäss Fig. 2 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung der Fig. 2 dadurch, dass die Verbindungsleitung zwischen dem Emitter-Anschluss 9 des bipolaren Transistors 8 Jnd dem Quellen-Anschluss 13 des Feldeffekt-Transistors 12 an eine weitere Klemme 19 geführt ist, die mit einer Hilfsstromquelle 20 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäss
Fig. 4 soll nun in Verbindung mit dem in Fig. 5 dargestell ten U-I-Kennlinienfeld näher erläutert werden. In den nachstehenden Erläuterungen sei wiederum angenommen, dass die Klemme 18 des Zweipols auf Massepotential liege
Die variable Spannungsquelle 16' sei zunächst so einge stellt, dass der Abfluss-Anschluss 15 des Feldeffekt-Transi stors 12 positiv gegenüber der Klemme 18 ist. Die Strom quelle 20 liefere einen Strom, der als Strom I, aus der Klemme 17 entgegengesetzt zur Pfeilrichtung I heraus fliesst. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung un terscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Anordnung nur dadurch, dass die U-I-Kennlinien um den Betrag II in negativer I-Richtung verschoben sind (Fig. 5).
Erniedrigt man nun die Hilfsspannung U bis auf. den Wert Null, so bleibt der Feldeffekt-Transistor 12 gesperrt, da seine Quellen-Abfluss-Spannung verschwindend klein ist - der Spannungsabfall an der Emitter-Basis-Diode des bipolaren Transistors 8 sei hierbei vernachlässigt. Die Steigung der entsprechenden Kennlinie in Fig. 5 bleibt null , bis die an die Klemme 17 angelegte Spannung positiv wird, und die Kollektor-Basis-Diode leitend wird.
Lässt man die Hilfsspannung Ul negativ werden, dann geht der Feldeffekt-Transistor 12 wieder allmählich in den leitenden Zustand über, wobei aber Quellen und Abfluss Anschluss vertauscht erscheinen, d. h. der Feldeffekt-Transistor 12 lässt nun einen Stromfluss in entgegengesetzter Richtung zu. Daraus resultiert ein Strom, der in den Zweipol in Pfeilrichtung I hineinfliesst. Eine Erhöhung der Spannung an Klemme 17 hat eine Stromerhöhung (in Pfeilrichtung I) zur Folge, d. h. die Steigung der U-I-Kennlinie (Fig. 5) ist positiv - der differentielle Widerstand ist ebenfalls positiv und lässt sich durch die an den Abfluss
Anschluss des Feldeffekt-Transistors 12 angelegte Hilfsspannung in seiner Grösse beeinflussen.
Mit der in Fig. 4 beispielsweise dargestellten Schaltungsanordnung hat man einen Zweipol zur Hand, der nach Massgabe der an dem Abfluss-Anschluss 15 des Feldeffekt-Transistors 12 anliegenden Hilfsspannung, negativen, unendlich grossen oder positiven differentiellen Widerstand aufweist.
Eine weitere Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 2 besteht darin, in Reihe mit dem Feldeffekt Transistor 12 einen weiteren Feldeffekt-Transistor 21 entgegengesetzter Zonenfolge als Konstantstromquelle zu schalten.
In Fig. 6 ist der Abfluss-Anschluss 15 des Feldeffekt Transistors 12 mit dem Quellen-Anschluss 22 eines Feldeffekt-Transistors 21 verbunden. Der Steuerelektroden-Anschluss 23 und der Abfluss-Anschluss 24 des Feldeffekt- - Transistors 21 sind mit einer Spannungsquelle 25 verbunden, die eine Hilfs-Gleichspannung U2 liefert. Die variable Spannungsquelle 16 ist mit ihrem Plus-Pol mit dem Abfluss-Anschluss 24 des Feldeffekt-Transistors 21, mit ihrem Minus-Pol mit der Klemme 18 des Zweipols verbunden.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 6 soll nun in Verbindung mit dem in Fig. 7 dargestellten U-I-Kennlinienfeld näher erläutert werden. Es sei wiederum angenommen, dass die Klemme 18 des Zweipol auf Massepotential liege.
Durch Anlegen einer Hilfsspannung U2 derart, dass der Steuerelektroden-Anschluss 23 des Feldeffekt-Transistors 21 negativ gegenüber dem Abfluss-Anschluss 24 ist, wird der im Zweipol fliessende Strom so gesteuert, dass er einen durch die Hilfsspannung bestimmten maximalen Wert nicht übersteigen kann. Ist der Strom im Zweipol und damit auch der durch den Feldeffekt-Transistor 12 fliessende Strom kleiner als der eingestellte Maximalstrom, so ist der Spannungsabfall zwischen Abfluss-Anschluss 24 und Quellen-Anschluss 22 des Feldeffekt-Transistors 21 gering. Dies bedeutet aber, dass die Spannung zwischen Klemme 18 und Abfluss-Anschluss 15 des Feldeffekt-Transistors 12 etwa gleich der Hilfsspannung Ul ist.
Damit ergibt sich für solche Spannungen, die einen Strom entgegengesetzt zur Pfeilrichtung I im Zweipol zur Folge haben, der grösser ist als der eingestellte Strom, ein Kennlinienverlauf, der etwa dem in Fig. 3 dargestellten Verlauf entspricht. Ist aber der einstellbare Maximalstrom erreicht, verlaufen alle Kennlinien parallel zur U-Achse.
Es ergeben sich somit U-I-Kennlinien für die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 6, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind. In dem interessierenden Bereich des Kennlinienfeldes links der I-Achse nimmt der differentielle Widerstand des Zweipols nur negative oder unendlich grosse Werte an, wobei die Hilfsspannung Ul, wie vorstehend dargelegt, den Betrag des differentiellen Widerstandes festlegt, die Hilfsspannung U2 den maximal fliessenden Strom (entgegengesetzt zur Pfeilrichtung I) bestimmt.
Der Erfindungsgegenstand ist auf das in den Zeichnungen Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So kann an die Stelle des Feldeffekt-Transistors 12 in Fig. 2 resp. Fig. 4 ein Verstärker-Dreipol mit ähnlichen Eigenschaften treten. Ebenso kann in Fig. 6 der Feldeffekt-Transistor 12 undloder 21 durch geeignete Verstärker-Dreipole ersetzt werden. Dasselbe trifft auch für die bipolaren Transistor 8 in den Fig. 2, 4, 6 zu. Von wesentlicher Bedeutung ist nur, dass die Verstärker-Dreipole 8 und 12 vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind, die Verstärker-Dreipole 12 und 21 entgegengesetzte Zonenfolge aufweisen.
Ein Anwendungsbeispiel des Zweipols gemäss Fig. 2, ein transformatorloser Gleichspannungswandler, ist in Fig.
8 dargestellt. Der Zweipol ist mit seinen Klemmen 17 und 18 mit einer Spule 26 verbunden. An die Stelle der Hilfsspannungsquelle 16 tritt jetzt eine Batterie 27, deren Gleichspannung in eine höhere zu wandeln ist. An die Klemme 17 ist weiterhin eine Zenerdiode 28 geschaltet, zwischen der Anode der Zenerdiode 28 und der Klemme 18 liegt ein Kondensator 29. Die Ausgangsklemmen des Wandlers sind mit 30 und 31 bezeichnet.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 8 soll nun erläutert werden.
Beim Anlegen der Betriebsspannung UB = U1 fliesst ein Strom durch den Feldeffekt-Transistor 12 über die Kol- lektor-Emitterstrecke des bipolaren Transistors 8 in die Spule 26. Aufgrund deren Induktivität ist dieser Strom anfangs relativ klein, so dass beim Zuschalten der Batterie 27 nahezu die gesamte Batteriespannung Ug an der Klemme 17 ansteht. Der durch die Spule 26 fliessende Strom nimmt allmählich zu, wodurch sich die Spannung an der Klemme 17 erniedrigt. Dadurch sperrt der Feldeffekt-Transistor 12.
Da auch über die Basis-Kollektorstrecke des bipolaren Transistors 8 kein Strom abfliessen kann, wirkt diese Spannungserniedrigung an der Klemme 17 so, als würde der Stromfluss in die Spule 26 plötzlich abgeschaltet, was zur Folge hat, dass an den Enden der Spule 26 eine die Batteriespannung um das Vielfache übersteigende positive Spannung entsteht. Diese Spannung wiederum hat einen Strom zur Folge, der über die Kollektor-Basis-Strecke des bipolaren Transistors 8 einerseits und über die Last L wieder abfliesst. Dies erfolgt so lange, bis die Klemme 17 wieder auf Batteriepotential liegt.
Dann wiederholt sich der eben beschriebene Vorgang.
An den Klemmen 17 und 18 entsteht also eine Wechselspannung, die mittels einer Zenerdiode 28 gleichgerichtet und durch den Kondensator 29 geglättet wird.
Die Zenerdiode 28 erfüllt in dieser Schaltungsanordnung zwei Aufgaben. Auf der einen Seite dient sie als Gleichrichterelement, auf der anderen Seite bewirkt sie eine Stabilisierung der Ausgangsgleichspannung, da sie die Amplituden der an der Spule 26 auftretenden Schwingungen begrenzt.
PATENTANSPRUCH 1
Zweipol mit einstellbarem, negativem, differentiellem Widerstand, bestehend aus einer Schaltungsanordnung mit einem ersten Verstärker-Dreipol und einem zweiten Verstärker-Dreipol in der die erste Elektrode des ersten Verstärker-Dreipols und die Steuerelektrode des zweiten Verstärker-Dreipols an eine gemeinsame Klemme angeschlossen sind, die die eine Klemme des Zweipols bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (9) des ersten Verstärker-Dreipols (8) mit der ersten Elektrode t13) des zweiten Verstärker-Dreipols (12) verbunden ist, dass die Steuerelektrode (10) des ersten Verstärker-Dreipols (8) die andere Klemme (18) des Zweipols bildet,
und dass eine zwischen die Steuerelektrode (10) des ersten Verstärker-Dreipols (8) und die zweite Elektrode (15) des zweiten Verstärker-Dreipols (12) geschaltete variable Gleichspannungsquelle (16) vorgesehen ist, die zur Änderung des negativen, differentiellen Widerstandes des Zweipols dient.
UNTERANSPRÜCHE
1. Zweipol nach Patentanspruch I, wobei der erste Verstärker-Dreipol ein Feldeffekt-Transistor mit einer bestimmten Zonenfolge und der zweite Verstärker-Dreipol ein bipolarer Transistor mit gleicher Zonenfolge ist, und der Kollektor-Anschluss des bipolaren Transistors und der Steuerelektroden-Anschluss des Feldeffekt-Transistors an die gemeinsame Klemme angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter-Anschluss (9) des bipolaren Transistors (8) mit dem Quellen-Anschluss (13) des Feldeffekt-Transistors (12) verbunden ist, dass der Basis-Anschluss (10) des bipolaren Transistors (8) die andere Klemme (18) des Zweipols bildet, und dass die variable Gleichsapnnungsquelle (16) zwischen den Basis-Anschluss (10) des bipolaren Transistors (8) und den Abfluss-Anschluss (15) des Feldeffekt-Transistors (12) geschaltet ist.
2. Zweipol nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsleitung zwischen der zweiten Elektrode (9) des ersten Verstärker-Dreipols (8) und der ersten Elektrode (13) des zweiten Verstärker Dreipols (12) eine Hilfsstromquelle (20) geschaltet ist.
3. Zweipol nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsleitung zwischen Emitter-Anschluss (9) des bipolaren Transistors (8) und Quellen-Anschluss (13) des Feldeffekt-Transistors (12) eine Hilfsstromquelle (20) geschaltet ist.
4. Zweipol nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem dritten Verstärker-Dreipol (21) gebildeter Konstantstrom-Zweipol vorgesehen ist, der in Serie mit der zweiten Elektrode (15) des zweiten Verstärker-Dreipols (12) geschaltet ist, welcher Konstantstrom-Zweipol mittels einer zwischen der zweiten Elektrode (24) und der Steuerelektrode (23) des dritten Verstärker-Dreipols (21) angelegten, von einer zweiten Hilfsspannungsquelle (25) erzeugten Hilfsspannung einstellbar ist.
5. Zweipol nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem zweiten Feldeffekt-Transistor (21) gebildeter Konstantstrom-Zweipol vorgesehen ist, der in Serie mit dem Abfluss-Anschluss (15) des ersten Feldeffekt-Transistors (12) geschaltet ist, welcher Konstantstrom-Zweipol durch eine zwischen dem Steuerelektroden-Anschluss (23) und dem Abfluss-Anschluss (24) des zweiten Feldeffekt-Transistors (21) angelegte, von einer zweiten Hilfsspannungsquelle (25) erzeugten Hilfsspannung (U2) einstellbar ist.
PATENTANSPRUCH 11
Verwendung des Zweipols nach Patentanspruch I als aktives Element in einem Gleichspannungswandler, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen (17, 18) des Zweipols mit den Enden einer Spule (26) verbunden sind, dass an die erste Klemme (17) des Zweipols eine Zenerdiode (28) geschaltet ist, dass zwischen der Anode der Zenerdiode (28) und der zweiten Klemme (18) des Zwei pols ein Kondensator (29) liegt, und dass die Spannungsquelle mit der zu wandelnden Gleichspannung die variable Hilfsspannungsquelle bildet.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.