DD225022A1 - Schaltungsanordnung mit hystereseverhalten in digitalen schaltkreisen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf digitale Schaltungen, deren Uebertragungskennlinie ein Hystereseverhalten aufweist, insbesondere Schaltungen mit TTL-Logik. Die Erfindung ist darauf gerichtet, stoersichere Eingangsstufen fuer digitale Schaltkreise mit Hystereseverhalten zu schaffen, die den logischen TTL-Pegelbereich ohne Einschraenkungen sicher erkennen. Erfindungsgemaess wird eine Schottkydiode in den fuer die Lage der Schaltschwellen verantwortlichen Referenzzweig eingefuegt.

Description

Prankfurt (Oder), den Zk6

Erfinder: Böttcher, Wolfgang, Dipl.-Ing· Maasch, Günter, Dipl.-Ing· Kühn, Rainer, Dr.-Ing· Kühne1, Dieter, Dipl.-Ing·

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung mit Hystereseverhalten in digitalen Schaltkreisen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine digitale Schaltungsanordnung, die es ermöglicht, Schaltungen aufzubauen, deren Übertragungskennlinie ein Hystereseverfaalten aufweist, insbesondere Schaltungen mit TTL-Logik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Herkömmliche TTl-Schaltungen, wie sie aus der Literatur hinreichend bekannt sind, verwenden in vielen Fällen Multiemitter-npn- oder pnp-Transistoren als Bauelemente am Eingang der Schaltung· Durch die Art der "Verbindung dieser Eingangstransistoren mit den Transistoren der nachfolgenden Schaltang erfolgt die Pestlegung der Schaltschwelle für die gesamte Struktur. Da für TTL-Standardschaltungen Eingangsspannungen ^ 0,3 Y

als "Low" und -2,0 7 als "High" erkannt werden sollen, liegt die Schaltschwelle Uj₃ am günstigsten bei etwa 1,4 V; d. h. es existieren etwa gleiche Störsicherheiten bezüglich des Low- und des High-Pegels, Eine Erhöhung dieser Störsicherheiten kann erreicht werden, wenn die Eingangsschaltung Hystereseeigenschaften besitzt; d, h· die Einschaltspannung Ojßj, (Übergang Low - High am Eingang) gröJ3er als die Ausschaltspannung ^XSH (^^berS^aiDS High - Low am Eingang) ist· Eine Möglichkeit der Erzeugung einer solchen Hysterese wird im EP 0 041 363 dargestellt. Die dort gezeigte Scfealtungsvariante besitzt jedoch" den lachteil, daß sie nicht mit den oben genannten TTL-Singangsbedingungen arbeiten kann, da die erreichte Hysterese nicht symmetrisch zur günstigsten Umschaltschwelle von 1,4 "7 liegt» Die erreichten Schwellspannungen liegen bei etwa 1,3 V C^jcr) und 0,9 ? ^tsh^ ·· ^^{er max}^^M8L^· zulässige Low-Pegel am Eingang der Schaltung"muß damit auf etwa 0,6 7 begrenzt werden, da er sonst bei geringen Plußspannungen der im Beferenzzweig liegenden Transistoren und/oder erhöhten Umgebungstemperaturen nicht mehr sicher erkannt wird·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung störsicherer Eingangsstufen für digitale Schaltkreise, die ein Hystereseverhalten aufweisen und den logischen TTL-PegeI-bereich ohne Einschränkungen sicher erkennen,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die gesamte Spannungshysterese in positiver. Richtung zu verschieben, so daß die Erhöhung der Störsicherheiten für beide logische Eingangspegel wirksam und ein sicheres Arbeiten der Schaltung bei Einhaltung der oben genannten Ü?TL-Singangspegel gewährleistet wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Schottky-diode in den für die Lage der Schaltschwellen verant-

wortlichen Referenzzweig eingefügt ist. Je nacb der Auslegung dieser Schottkydiode; d· h* nach ihren geometrischen Abmessungen und der Höhe der Potentialbarriere werden die Schwellspannungen um den Wert der Diodenflußspannung in positiver Richtung verschoben· Ss ergeben sich die Schaltschwellen

^ÜISH ⁼ "^ϋΕΒΣ1 ^{+ ϋ}ΒΞΣ4 ^{+ U}BEX2 ^{+ Ü}BEX3 ^{+ U}F^;

Pi Q A₁ I KjJZiXi* J tr Ff i^ t · ζ? "*/\ ~) X

Die eingeführte Schottkydiode ist dabei vorzugsweise direkt an den Emitter des für die Erzeugung der Hysterese verantwortlichen Transistors anzuschließen, um eine Auswirkung der Potentialverschiebung auf die Funktion der der Eingangsstufe nachfolgenden Schaltung zu vermeiden. 'Weiternin ist sie "mit einer Eingangsschaltung verbunden·

Damit werden beide St'örsicherheiten erhöht, wobei ausreichende Sicherheitsabstände zu den minimal bzw· maximal zulässigen Eingangsspannungspegeln für die beiden logischen Zustände vorhanden sind.

Ausführungsbe ispiel

Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend an eines Ausführungsbeispiel beschrieben·

Figur 1 Prinzipschaltbild

Figur 2 Treiberstufe unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung

Figur 3 Übertragungskurven der Treiberstufen bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen

Figur 4-6 Verschiedene Varianten der Eingangsschaltung

Im folgenden soll die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Figur beschrieben werden.

Bei Low-Pegel am Eingang leitet der pnp-Transistor T1; die Referenzstrecke T4 (T5) - D2-T2-T3 ist gesperrt· Der Darlingtontransistor T8/T9 wird durchgesteuert· Damit liegt am Ausgang der Schaltang hohes Potential· Als Referenzpunkt für das Zuschalten der Rückkopplung wirkt der Basisanschluß τοη Τ7· Es gilt:

^DA ⁺ %ET6 ^{+ U}BCT7 ^{= Ü}BET7 ^{+ U}CET2 ^{+ U}BET3^#

Ist T2 gesperrt, so fließt der gesamte Basisstrom von T7 in die Basis von T6 and steuert diesen durch. Damit wird dem transistor T5 der Basisstrom entzogen; er ist gesperrt· Bei Erhöhung der Eingangsspannung bis zum Wert der Einschalt-' schwelle wird T2 durchgesteuert; am Ausgang der Schaltung liegt niedriges Potential· Gleichzeitig öffnet die Basis-Emitter-Diode von TT; TS bekommt keinen Basisstrom mehr und sperrt· Dadurch leitet T5, und die Basis-Emitter-Diode von T4 wird mit der durchgesteuerten Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T5 überbrückt. Damit verändert sich die Referenzstrecke am Eingang der Schaltung, so daß erst bei einer Ausschaltspannung Üjsj,» die etwa 0,3 - 0,5 Y niedriger als die Einschaltschwellspannung Ujcgj ist, das Low-Signal am Eingang erkannt wird· Dann stellt sich der oben beschriebene Anfangszustand wieder ein; d. h·, auch T5 sperrt wieder und besitzt damit keinen Einfluß auf die Eingangsreferenzstrecke. Ein entsprechendes Diagramm mit der Darstellung von Übertragungskurven dieser Schaltung bei verschiedenen Umgebungstemperaturen wird in· Figur 3 gezeigt.

leben der in Figur 1 dargestellten Eingangskonfiguration sind auch Varianten mit anderen Eingangselementen möglich, die in Verbindung mit der Schottkydiode D2 die gleiche Wirkung wie oben beschrieben hervorrufen

Solche Eingangselemente sind:

- der Multiemitter-pnp-Transistor T11 (Pig. 4),

- der npn-Transistor T21 (Fig. 5),

- die Scfaottkydiode D11 (Fig. 6).

Claims (5)

Erfindungsazispruch

1. Schaltungsanordnung mit Hystereseverhalten in digitalen Schaltungen mit 2 Transistoren, wobei der Kollektor des zweiten Transistors und die Basis des ersten Transistors verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Emitter beider Transistoren (T4; T5) gemeinsam über eine Schottkydiode (D2) mit der Basis nachgeschalteter Treibertransistoren (T2; T3) und über weitere Schaltelemente (LS; RK) mit der Basis von (T5) verbunden sind, wobei die Katode der Diode (D2) weiterhin mit einer Eingangsschaltung (ES) zusammengeschaltet ist»

2* Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltang (ES) durch einen pnp-Transistor (T1) realisiert ist·

3· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltung (ES) durch einen Multiemitterpnp-Transistor (TH) realisiert ist»

4· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltung (ES) durch einen npn-Traasistor (T21) realisiert ist·

5· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltung (ES) durch eine Schottkydiode (D11) realisiert ist.

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