CH620552A5

CH620552A5 -

Info

Publication number: CH620552A5
Application number: CH1139177A
Authority: CH
Inventors: Antonio Brajder
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-10-01
Filing date: 1977-09-19
Publication date: 1980-11-28
Also published as: FR2366746A1; ATA680077A; NL7710132A; IN148843B; DE2644507B2; CA1101083A; US4239989A; DE2644507C3; IT1087407B; AT367935B; DE2644507A1; FR2366746B1; ZA775513B; JPS5345160A; BE859185A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abschaltung wenigstens eines im Sättigungszustand betriebenen Transistors, dessen Basis im stromführenden Zustand mit einer Steuerspannung und im gesperrten Zustand mit einer Sperrspannung beaufschlagt wird, wobei zum Abschalten des Transistors von der Steuerspannung auf die Sperrspannung umgeschaltet wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Treiberstufe, die der Basis des Transistors vorgeschaltet und mit der von einer Steuerspannung auf eine Sperrspannung umzuschalten ist..

Leistungstransistoren werden, beispielsweise wenn sie im Schaltbetrieb angesteuert werden, häufig im Sättigungszustand betrieben. Kennzeichen dieses Sättigungszustandes bzw. des

übersteuerten Zustandes des Transistors ist, dass die «Kollektordiode» des Transistors in Durchlassrichtung gepolt ist. Dies hat zur Folge, dass die Ladungsträgerdichte auch am kollektor-seitigen Rand der Basiszone angehoben ist und dass die Zahl der in der Basis gespeicherten Ladungsträger bedeutend höher ist als im ungesättigten Transistor.

Beim Ausschalten des Transistors müssen diese überzähligen Ladungsträger zuerst abfliessen. Der Kollektorstrom bleibt daher auf unveränderter Höhe, bis die Ladungsträgerdichte an der Kollektorsperrschicht so weit gesunken ist, dass die Kollektordiode wieder gesperrt wird. Erst nach einer Zeitspanne, die man als Speicherzeit bezeichnet, setzt ein Rückgang des Kollektorstroms ein, der sich nun schnell seinem statischen Reststrom nähert. Dies bedeutet, dass das Ausschalten eines im Sättigungszustand betriebenen Transistors verzögert wird.

Handelsüblich ist eine Schaltung zum Ein- und Abschalten eines im Sättigungsbetrieb betriebenen Leistungstransistors, bei der der Basis des Leistungstransistors über einen Widerstand ein Transistor einer Treiberstufe vorgeschaltet ist und die Basis des Leistungstransistors üer einen weiteren Widerstand mit einer Klemme verbunden ist, an der Sperrspannung liegt. Der Leistungstransistor wird bei dieser Schaltung eingeschaltet und führt den Laststrom, wenn der Transistor der Treiberstufe angesteuert ist. Wird zum Abschalten des Leistungstransistors der Transistor der Treiberstufe gesperrt, so wird über die Klemme Sperrspannung an die Basis des Leistungstransistors gelegt. Es fliesst nun ein negativer Basisstrom aus dem Leistungstransistor, wodurch dieser zuerst entsättigt und dann abgeschaltet wird. Um eine schnelle und verlustarme Abschaltung zu erzielen, muss der Widerstand niederohmig sein, über den die Basis mit der Klemme verbunden ist, an der Sperrspannung liegt. Dies hat zur Folge, dass ein grosser Teil des über den Transistor der Treiberstufe fliessenden Steuerstroms zur Klemme abfliesst, an der Sperrspannung liegt. Dadurch erhöht sich die benötigte Steuerleistung um ein Mehrfaches.

Handelsüblich ist auch eine Schaltung zum Ein- und Abschalten eines im Sättigungszustand betriebenen Leistungstransistors, bei der die Basis des Leistungstransistors einerseits über einen Widerstand mit einer Klemme verbunden ist, an der die Steuerspannung liegt und andererseits über die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors mit einer Klemme verbunden ist, an der die Sperrspannung liegt. Dieser weitere Transistor wird als Abschalt- oder Ausräumtransistor bezeichnet. Bei dieser Schaltung wird der Leistungstransistor eingeschaltet und führt den Laststrom, wenn der Abschalttransistor gesperrt ist Der Basisstrom fliesst über den Widerstand, mit dem die Basis des Leistungstransistors mit der Klemme verbunden ist, an der die Steuerspannung liegt. Zum Abschalten des Leistungstransistors wird der Abschalttransistor ausgesteuert und damit die Sperrspannung an die Basis des Leistungstransistors gelegt. Damit fliesst ein negativer Strom aus der Basis des Leistungstransistors, wodurch dieser zuerst entsättigt und dann abgeschaltet wird. Der Abschalttransistor führt während der Entsättigungs- und Abschaltphase des Leistungstransistors einen Strom, zu dem sich der negative Basisstrom und der über den Widerstand fliessende Strom addieren, über den die Basis des Leistungstransistors mit der Klemme verbunden ist, an der die Steuerspannung liegt. Bei dieser Schaltung muss der Abschalttransistor so dimensioniert und angesteuert werden, dass er den negativen Basisstrom führen kann, der nun um ein Mehrfaches grösser sein kann als der positive Basisstrom. Ausserdem wird während der gesamten Sperrzeit des Leistungstransistors unnötig Steuerleistung verbraucht, da der Abschalttransistor ausgesteuert bleibt und somit Strom über den vorgeschalteten Widerstand fliesst.

Handelsüblich ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art,

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bei der als Umschalter zur Umschaltung von einer Steuer- auf lässigbar ist. Anzumerken ist noch, dass in der Zusammenschal-eine Sperrspannung in der Treiberstufe eine Gegentaktschal- tung mehrerer Leistungstransistoren z. B. in Gegentaktschaltung mit Transistoren angeordnet ist, die zum Anlegen der tungen, in denen die verschiedenen Speicherzeiten der abzu-Steuer- oder Sperrspannung im Gegentakt ausgesteuert bzw. schaltenden Transistoren zu Sättigungserscheinungen in Transgesperrt werden. Bei dieser Schaltung wird der Leistungstran- 5 formatoren führen würden, durch das erfindungsgemässe sistor durchlässig und führt den Laststrom, wenn der entspre- Ansteuerverfahren eine bessere Symmetrie der Spannungszeit-chende Transistor der Gegentaktschaltung durchlässig und der flächen zu erreichen ist.

andere gesperrt ist Zum Abschalten wird der leitende Transi- Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge-

stor der Gegentaktschaltung gesperrt und der bisher gesperrte mässen Verfahrens - bei dem bei einer bekannten Ansteuerung, Transistor angesteuert und letzterer führt den negativen Basis- io bei der der Basis des Transistors eine Treiberstufe vorgeschal-strom während der Entsättigungs- und Abschaltphase. tet ist, die Transistoren in Gegentaktschaltung aufweist, die

Diese Schaltung besitzt den Vorteil, dass Steuerstrom nur Transistoren zum Anlegen der Steuer- oder Sperrspannung in während der Leitphase fliesst und daher Steuerleistung nicht Gegentakt ausgesteuert bzw. gesperrt werden - werden vorunnötig verbraucht wird. Nachteilig ist jedoch, dass der zum zugsweise während der Entsättigungszeitspanne alle Transisto-Abschalten ausgesteuerte Transistor der Gegentaktschaltung 15 ren der Gegentaktschaltung gesperrt. Bei der bekannten Vörden negativen Basisstrom während der gesamten Speicherzeit richtung werden mit dem erfindungsgemässen Verfahren die des Transistors führt, und dementsprechend ausgesteuert und Steuertransistoren der Treiberstufe nicht mehr im Gegentakt dimensioniert sein muss. Ausserdem kann es für eine definierte betrieben, sondern es wird eine Zeitspanne zwischen die Abschaltung des Leistungstransistors erforderlich sein, dass Umschaltung eingefügt, in der sämtliche Transistoren der der negative Basisstrom mit einem definierten di/dt ansteigt, 2o Gegentaktschaltung gesperrt sind. Damit ist mit der bekannten womit ein weiterer Schaltungsaufwand verbunden ist. Vorrichtung eine besonders einfache Ausführungsform des

Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genann- erfindungsgemässen Verfahrens möglich. Weiterhin zeigt diese ten Art so auszugestalten, dass das Abschalten des Transistors Ausführungsform, dass zumindest der Transistor, der Gegen-verlustarm, steuerleistungssparend und in einer definierten taktschaltung, der zum Abschalten des Leistungstransistors Zeitspanne erfolgt. 25 ausgesteuert wird, für einen kleineren Strom dimensioniert

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass werden kann und seine Ansteuerung leistungsmässig wesent-zum Abschalten die Basis des Transistors für eine vorgegebene, nch geringer ist, als bei der nach dem bekannten Verfahren von der Speicherzeit des Transistors abhängige Entsättigungs- arbeitenden bekannten Vorrichtung.

Zeitspanne mit einer Spannung beaufschlagt wird, bei der der Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge-

Basisstrom des Transistors etwa dem Wert Null entspricht und 30 mässen Verfahrens ist vorzugsweise die Treiberstufe über dass erst nach Ablauf der Entsättigungszeitspanne auf die einen Kondensator mit der Basis des Transistors verbunden.

Sperrspannung umgeschaltet wird. Während der Entsätti- Dieser Kondensator wird während des Durchlasszustandes des gungszeitspanne kann zur Spannungssteuerung an die Basis Transistors so aufgeladen, dass sein mit der Basis des Transides Transistors eine Spannung gelegt sein, die etwa der Sperr- stors verbundener Belag etwa die Basisspannung des Transi-spannung entspricht. :,5 stors besitzt. Wird über die Treiberstufe Sperrspannung ange-

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird zum Abschal- legt, dann wird mit dem Kondensator der Basis eine Spannung ten des Transistors nicht sofort die an der Basis liegende eingeprägt, die um den Betrag der Kondensatorspannung nega-

Steuerspannung unmittelbar auf die Sperrspannung umge- tiver als die Sperrspannung ist. Damit wird die Abfallzeit des schaltet, sondern es ist zwischen das Abschalten der Steuer- Kollektorstromes bei fliessendem negativen Basisstrom weiter und das Zuschalten der Sperrspannung eine Entsättigungszeit- 40 verkürzt. Der Kondensator bringt insbesondere Vorteile, wenn spanne gefügt, die durch einen Basisstrom gekennzeichnet ist, ais Sperrspannung keine negative Spannung zur Verfügung der in der Grössenordnung von Null liegt. Während dieser Ent- steht.

sättigungszeitspanne fliesst der Kollektorstrom des Transistors Bei einer Weiterausbildung der Vorrichtung zur Durchfüh-ungehindert wegen der im Transistor vorhandenen Speicheria- rung des erfindungsgemässen Verfahrens kann die Basis des dung weiter. Dabei entsättigt sich der Transistor von selbst, da 45 Transistors weiterhin über einen hochohmigen Widerstand mit von der Basis her kein Steuerstrom mehr fliesst. Die während einer Klemme verbunden sein, an der die Sperrspannung liegt, des Entsättigungszeitraums in dem Transistor auftretenden Mit dieser Ausführungsform wird während der Entsättigungs-Verluste unterscheiden sich praktisch nicht von den Verlusten, Zeitspanne in einfacher Weise eine definierte Spannung an der die während des Durchlasszustands bei positivem Basisstrom Basis des Transistors erhalten. Dabei kann mit einer entspre-im Transistor auftreten. Nach Abschluss des Entsättigungszeit- 50 chenden Wahl des Widerstandswertes des Widerstandes raums, dessen Länge von der Speicherzeit des Transistors erreicht werden, dass der Basisstrom praktisch Null bleibt. Wei-

abhängig ist, wird Sperrspannung an die Basis des Transistors terhin lässt sich allerdings durch eine entsprechende Einstel-gelegt und es beginnt ein negativer Basisstrom gegen die Sperr- iung des Widerstandswertes auch bereits während der Entsätti-spannung zu fliessen. Da der Transistor bereits während des gungszeitspanne ein negativer Basisstrom über diesen Wider-Entsättigungszeitraums entweder völlig oder zumindest weit- 55 stand erzeugen, mit dem die Entsättigungszeitspanne und gehend entsättigt wurde, ist der negative Basisstrom, der nun damit die Abschaltdauer des Transitors weiter verkürzt wer-fliesst, viel kleiner und die Abschaltdauer merklich kürzer als den kann. Dabei ist bei der Wahl des Widerstandswertes zu bei den bekannten Ansteuerverfahren. Daraus resultiert, dass berücksichtigen, dass auch während des Durchlasszustandes die Abfallzeit des Kollektorstroms kürzer und damit die des Transistors ein Anteil des Steuerstromes über diesen

Abschaltverluste kleiner werden als bei den bekannten Verfah- &o Widerstand fliesst.

ren. Ausserdem können Transistoren einer eventuell vorgese- Bei einer anderen Weiterausbildung der Vorrichtung zur henen Treiberstufe für einen kleineren Strom dimensioniert Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, bei der der werden und ihre Ansteuerung kann leistungsmässig geringer Transistor durch eine Darlington-Schaltung ersetzt ist, die aus sein. Schliesslich wird die gesamte Steuerleistung verringert, da einem Endtransistor und einem Treibertransistor aufgebaut ist, Steuerstrom nur während des Durchlasszustandes des Transi- es ist vorzugsweise die Basis des Treibertransistors über eine stors fliesst. Dies ist besonders für einen Schaltbetrieb bei höhe- Diode verbunden, die in Durchlassrichtung der Emitter-Kollek-ren Frequenzen interessant, bei dem die Entsättigungsphase im tor-Strecke des Treibertransistors gepolt ist. Diese Diode kann Verhältnis zur Leitphase des Transistors nicht mehr vernach- eine Schottky-Diode sein. Mit dieser Diode erhält man eine

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Verkürzung der Zeit, die der Endtransistor zu seiner Entsätti-gung benötigt. Diese EntSättigung findet dabei nicht nur während der Entsättigungszeitspanne, sondern auch anschliessend über diese Diode nach Anlegen der Sperrspannung statt. Es ist hier anzuführen, dass die oben erwähnten Schaltungsvarianten mit Kondensator und hochohmigem Widerstand bei der Ansteuerung einer Darlington-Schaltung ebenfalls benutzt werden können, wobei man die oben geschilderten Vorteile erhält

Im folgenden werden das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beispielhaft anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. In den Figuren sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele gezeigt. Dabei sind identische Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt schematisch das Schaltbild einer bereits eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung zur Abschaltung eines im Sättigungszustand betriebenen Transistors 1, der als Schalttransistor beispielsweise in Netzgeräten eingesetzt werden kann. Der Kollektor des Transistors 1 ist über einen Lastwiderstand 2 mit der Klemme 3 verbunden, an der positive Spannung liegt. Dem Emitter des Transistors 1 ist die Klemme 4 nachgeschaltet, an der im Ausführungsbeispiel Bezugsspannung liegt. Der Basis des Transistors 1 ist eine Treiberstufe 5 vorgeschaltet, die Transistoren 6 und 7 in Gegentaktschaltung besitzt. Zur Gegentaktschaltung ist der Emitter des Transistors 6 mit einer Klemme 8 verbunden, an der die positive Steuerspannung ansteht. Der Kollektor des Transistors 6 ist über den Widerstand 9 mit dem Kollektor des Transistors 7 verbunden, und dem Emitter des Transistors 7 ist die Klemme 10 nachgeschaltet, an der die Sperrspannung liegt, die negativ sein kann. Im Ausführungsbeispiel ist die Sperrspannung ebenfalls die Bezugsspannung. Am Verbindungspunkt 11 zwischen Widerstand 9 und Transistor 7 ist die Basis des Transistors 1 angeschlossen. Die Basis des Transistors.6 ist über einen Widerstand 12 und die Basis des Transistors 7 über einen Widerstand 13 mit je einer Steuerspannung beaufschlagt, die an den Klemmen 14 oder 15 liegt Das bekannte Verfahren, mit dem die beschriebene Vorrichtung betrieben wird, ist mit seinen Nachteilen bereits eingangs ausführlich gewürdigt worden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Fig. 1 wird anhand der Diagramme der Fig. 2 näher erläutert, in dem die an den Klemmen 14 und 15 anstehenden Steuerspannungen Um und U15, der Kollektorstrom ICi des Transistors 1, die Kollektor-Emitter-Spannung Ucei des Transistors 1 und der Basisstrom IBi des Transistors 1 über der Zeit t aufgetragen sind. Liegt an der Klemme 14 eine Spannung Ui4 so führt der Transistor 6 den Steuerstrom für den Transistor 1, der sich dann stromführend im Sättigungszustand befindet. Zur Abschaltung des Transistors 1 wird nun nicht wie beim bekannten Verfahren der Transistor 7 angesteuert, sondern es bleiben für eine Zeitspanne At beide Transistoren 6 und 7 der Treiberstufe 5 gesperrt. Damit fliesst praktisch kein Basisstrom Ibi mehr in die Basis des Transistors 1. Der Leistungstransistor 1 führt jedoch wegen seiner Speicherladung auch während des Entsättigungszeitraumes At den Laststrom Ici ohne dass sich die Durchlassspannung bemerkenswert erhöht. Dabei wird der Transistor 1 während der Entsättigungszeitspanne At ohne zusätzliche Verluste von selbst entsättigt. Mit Ende des Entsättigungszeitraumes At wird der Transistor 7 mit der Steuerspannung Uis angesteuert. Der Kollektorstrom Ici beginnt nun abzufallen und es fliesst ein negativer Basisstrom, der jedoch wesentlich kleiner als der negative Basisstrom bei Anwendung des bekannten Verfahrens ist Auch die Abfallzeit des Kollektorstromes wird nach Sperrung beider Transistoren 6 und 7 im Entsättigungszeitraum At wesentlich kleiner als beim bekannten Verfahren. Nach Abschluss der Abschaltphase kann der Transistor 1 durch Sperrung des Transistors 7 und Ansteuerung des Transistors 6, d. h. durch Umschaltung von Sperrspannung auf Steuerspannung wieder in den stromführenden Zustand geschaltet werden.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird eine verlustarme Abschaltung des Transistors 1 bewirkt, da während der Entsättigungsphase praktisch keine zusätzlichen Verluste auftreten. Auch die gesamte Steuerleistung wird verringert, da Steuerstrom über den Transistor 6 nur während des stromführenden Zustands des Transistors 1 fliesst und auch die Steuerleistung für den Transistor 7 wesentlich verringert werden kann, da dieser nur einen wesentlich kleineren negativen Basisstrom zu führen hat. Ausserdem erfolgt die Abschaltung in einer definierten, kurzen Zeit, die sich aus der Entsättigungszeitspanne At und der anschliessenden Abfallzeit des Kollektorstromes zusammensetzt. Die Entsättigungszeitspanne At ist von der Speicherzeit des Trasistors 1 abhängig und muss entsprechend der verwendeten Transistortype festgelegt werden.

In Fig. 1 ist die Basis des Transistors 1 über einen gestrichelt eingezeichneten Widerstand 16 mit einer Klemme 17 verbunden, an der ebenfalls Sperrspannung liegt, die im Ausführungsbeispiel die Bezugsspannung ist. Mit dieser Ausführungsform prägt man in einfacher Weise der Basis des Transistors 1 eine eindeutige Spannung auf. Dabei kann man mit einem entsprechend hochohmigen Widerstand 16 erreichen, dass praktisch kein negativer Basisstrom während der Entsättigungszeitspanne At fliesst und damit der Basisstrom praktisch Null bleibt. In einer Abwandlung kann jedoch mit einem entsprechenden Widerstandswert des Widerstands 16 bereits während der Entsättigungszeitspanne At ein kleiner negativer Basisstrom erhalten werden, mit dem die EntSättigung beschleunigt und damit der Entsättigungszeitraum At verkürzt wird, ohne dass die Abschaltverluste merklich ansteigen. Dabei ist selbstverständlich der Widerstandswert des Widerstands 16 so zu optimieren, dass sowohl der negative Basisstrom ausreichend gross, als auch der im Durchlasszustand des Transistors 1 über den Widerstand 16 abfliessende Teil des Steuerstromes für den Transistor 1 ausreichend klein ist, um eine hinreichende Beschleunigung des Abschaltvorgangs bei nur unwesentlichem Ansteigen der gesamten Steuerleistung und der Abschaltverluste zu erhalten.

Fig. 3 zeigt das schematische Schaltbild einer abgeänderten Ansteuerungsschaltung, mit der sich das erfindungsgemässe Verfahren besonders vorteilhaft durchführen lässt. Dabei ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Leistungstransistor 1 durch eine Darlington-Schaltung mit dem Endtransistor 1 a und dem Treibertransistor lb ersetzt. Auf Massnahmen, die bei einer solchen Darlington-Schaltung gesondert ergriffen werden müssen, wird im folgenden noch gesondert eingegangen werden.

Vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ausserdem noch dadurch, dass der Verbindungspunkt 11 am Kollektor des Transistors 7 über einen Kondensator 18 mit der Basis des Transistors 1 bzw. des Treibertransistors lb der Darlington-Schaltung verbunden ist. Ausserdem ist der Transistor 6 über den Widerstand 19 ebenfalls mit der Basis des Transistors 1 bzw. mit der Basis des Treibertransistors lb der Darlington-Schaltung verbunden. Um eine Entladung des Kondensators 18 zu vermeiden, kann mit dem Widerstand 9 eine Entkopplungsdiode in Reihe geschaltet sein. Diese Schaltungsmassnahme kann auch bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eingesetzt werden. Bei angesteuertem Transistor 6 fliesst nun der Steuerstrom für den Treibertransistor lb bzw. für den Transistor 1 über den Widerstand 19. Gleichzeitig lädt sich der Kondensator 18 mit der angegebenen Polarität auf, wobei sich der Belag des Kondensators 18, der mit der Basis des Transistors lb verbunden ist, auf Basisspannung befindet. Beim Abschalten des Transistors lb bzw. 1 wird nach Ablauf der Entsättigungszeitspanne At gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren der Transistor 7 ausgesteuert.

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Damit liegt am Verbindungspunkt 11 praktisch die Sperrspannung, die im Ausführungsbeispiel die Bezugsspannung ist. Mit dem Kondensator 18 wird dann der Basis des Transistors lb eine Spannung aufgeprägt, die um den Betrag der Kondensatorspannung negativer als die am Verbindungspunkt 11 anliegende Spannung ist. Damit wird der negative Basisstrom ver-grössert und die Abfallzeit des Kollektorstroms und die Abschaltdauer verkürzt, ohne dass die Abschaltverluste und auch die Steuerleistung wesentlich vergrössert werden. Der Kondensator 18 bewirkt ausserdem noch eine verzögerungsfreie Übertragung der Anstiegsflanke des Impulses, mit dem der Transistor 1 bzw. die Darlington-Schaltung ausgesteuert werden. Im Moment des Einschaltens also bei Eintreffen der Anstiegsflanke der Basisspannung wirkt nämlich der Kondensator 18 als Kurzschluss und lässt an der Basis des Transistors 1 bzw. der Darlington-Schaltung den Spannungssprung voll wirksam werden. Die Anstiegsflanke des Kollektorstroms des Transistors 1 bzw. der Darlington-Schaltung verläuft damit sehr steil, und der Transistor 1 bzw. lb wird in die Übersteuerung hineingetrieben. Ist der statische Zustand erreicht und der Kondensator 18 in der angegebenen Weise aufgeladen, so wird der nunmehr fliessende Bsisstrom durch den Widerstand 19 bestimmt.

Die bereits geschilderten Vorteile und die Dimensionie-rungsmöglichkeiten für den gestrichelt eingezeichneten Widerstand lb bleiben auch bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel erhalten.

Es wurde bereits erwähnt, dass im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Transistor 1 durch eine Darlington-Schaltung bestehend aus den Transistoren la und lb ersetzt worden ist. Grundsätzlich lässt sich auch eine solche Darlington-Schaltung ohne weitere Massnahmen mit dem erfindungsgemässen Ver-5 fahren relativ schnell entsättigen. Hierzu wird der Treibertransistor lb im Entsättigungszeitraum At soweit entsättigt, dass kein Basisstrom für den Transistor la mehr fliesst. Dann beginnt die EntSättigung des Treibertransistors la und anschliessend die Abschaltung über den Transistor 7. Die Ent-io Sättigung des Transistors la kann wesentlich verkürzt werden, wenn die Basis des Transistors la mit der Basis des Transistors lb über eine Diode 20 verbunden ist, die in Durchlassrichtung der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors lb gepolt ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Länge der Entsättigungszeit-i5 spanne At nach der Speicherzeit des Treibertransistors lb und wenigstens eines Teils der Speicherzeit des Endtransistors la bemessen. Die endgültige EntSättigung des Endtransistors la erfolgt mit Aussteuerung des Transistors 7, mit der auch die Abschaltung des Treibertransistors lb bewirkt wird. Damit 20 wird zwar über die Diode 20 ein relativ grosser negativer Basisstrom erhalten, der über den Abschalttransistor 7 fliesst, im Vergleich zu den bekannten Schaltungen werden jedoch die Abschaltverluste und die gesamte Steuerleistung mit dem erfindungsgemässen Verfahren immer noch wesentlich verringert. 25 Vorzugsweise wird als Diode 20 eine Schottky-Diode eingesetzt, mit der man erreicht, dass in der Sperrphase die Basis des Endtransistors la praktisch an der Spannung der Klemme 17 liegt.

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1 Blatt Zeichnunge

Claims

620552 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Abschaltung wenigstens eines im Sättigungszustand betriebenen Transistors, dessen Basis im stromführenden Zustand mit einer Steuerspannung und im gesperrten Zustand mit einer Sperrspannung beaufschlagt wird, wobei zum Abschalten des Transistors von der Steuerspannung auf die Sperrspannung umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschalten die Basis des Transistors (1) für eine vorgegebene, von der Speicherzeit des Transistors abhängige Entsättigungszeitspanne ( At) mit einer Spannung beaufschlagt wird, bei der der Basisstrom des Transistors etwa dem Wert Null entspricht und dass erst nach Ablauf der Entsättigungszeitspanne auf die Sperrspannung umgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Entsättigungszeitspanne ( At) zur Spannungssteuerung eine Spannung an die Basis des Transistors (1) gelegt wird, die etwa der Sperrspannung entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Basis des Transistors eine Treiberstufe vorgeschaltet ist, die Transistoren in Gegentaktschaltung aufweist, die zum Anlegen der Steuer- oder Sperrspannung im Gegentakt ausgesteuert bzw. gesperrt werden, dadurch gekennzeichnet, dass während der Entsättigungszeitspanne ( At) alle Transistoren (6,7) der Gegentaktschaltung gesperrt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Treiberstufe, die der Basis des Transistors vorgeschaltet und mit der von einer Steuerspannung auf eine Sperrspannung umzuschalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberstufe (5) über einen Kondensator (18) mit der Basis des Transistors (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Transistors (1) über einen hochohmigen Widerstand (16) mit einer Klemme (17) verbunden ist, an der die Sperrspannung liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, mit mehreren Transistoren in einer Darlington-Schaltung, die aus einem Endtransistor und wenigstens einem Treibertransistor aufgebaut ist, wobei der Basis des Treibertransistors die Treiberstufe (5) vorgeschaltet und die Treiberstufe (5) über den Kondensator (18) mit der Basis des Treibertransistors (lb) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Endtransistors (la) mit der Basis des Treibertransistors (lb) über eine Diode (20) verbunden ist, die in Durchlassrichtung der Kollektor-Emitter-Strecke des Treibertransistors gepolt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode (20) eine Schottky-Diode ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Treibertransistors (lb) über einen hochohmigen Widerstand (16) mit einer Klemme (17) verbunden ist, an der die Sperrspannung liegt.