DE1002897B - Bistabile Kippschaltanordnung mit zwei Transistoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bistabile Kippschaltanordnung mit zwei Transistoren.

Es ist bereits eine derartige Schaltanordnung bekannt mit zwei gleichartigen Transistoren, d. h. zwei n-p-n- oder zwei p-n-p-Transistoren, die sich in zwei verschiedenen elektrischen stabilen Zuständen befinden können, wobei in einem Zustand der eine Transistor, im anderen Zustand der zweite Transistor leitend ist. Dieser bekannten Schaltanordnung haftet der Nachteil an, daß stets einer der Transistoren leitend ist, so daß die Schaltung stets Strom verbraucht, und außerdem stromverbrauchende Spannungsteiler da sind.

Weiter ist bereits ein Regelwiderstand mit einem p-n-p- und einem n-p-n- Transistor vorgeschlagen worden, deren Basiselektroden direkt mit der Kollektorelektrode des anderen Transistors verbunden und ferner über Widerstände mit verschiedenen Polen einer Speisequelle gekoppelt sind, die in der Sperrichtung der Sperrschichten polarisiert ist. Die Klemmen des Regelwiderstandes werden dabei durch die Emittorelektroden der Transistoren gebildet.

Die Kippschaltanordnung nach der Erfindung besitzt einen n-p-n- und p-n-p-Transistor und weist das Merkmal auf, daß die Basiselektrode jedes der Transistoren über einen Widerstand mit einer zweiten Elektrode des anderen Transistors gekoppelt, die Basiselektrode des n-p-n-Transistors über einen Widerstand mit einem ersten Speisepunkt, die dritte Elektrode dieses Transistors mit einem zweiten Speisepunkt, die dritte Elektrode des p-n-p-Transistors mit einem dritten Speisepunkt und die Basiselektrode dieses Transistors über einen Widerstand mit einem vierten Speisepunkt verbunden ist, wobei die Potentiale der Speisepunkte in der erwähnten Reihenfolge eine steigende Reihe bilden.

Zonentransistoren vom p-n-p-Typ oder vom n-p-n-Typ sind im allgemeinen mehr oder weniger symmetrisch gebaut, so daß die vorgenannten anderen Elektroden Kollektorelektroden oder Emittorelektroden sein können. Die Kippschaltanordnung nach der Erfindung kann sich in zwei verschiedenen elektrisch stabilen Zuständen befinden, in einem von denen die beiden Transistoren leitend sind, während im anderen Zustand die beiden Transistoren gesperrt sind; im letztgenannten Fall ist die ganze Schaltanordnung stromlos, da keine stromverbrauchende Spannungsteiler da sind. Dies ist insbesondere bei Systemen wie z. B. elektronischen Rechenmaschinen oder Schaltanordnungen für automatische Signalsysteme wichtig, bei denen Transistoren zur Verwendung kommen, die sich nur während verhältnismäßig kurzer Zeitperioden in einem Zustand und während längerer Zeitperioden im anderen Zustand befinden. Die Schaltanordnung eignet sich auch insbesondere zum Steuern eines elektronischen Kontaktes, mittels dessen die Übertragung von Wechselströmen, wie z. B. Sprech-

Bistabile Kippschaltanordmmg
mit zwei Transistoren

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 8. September 1954

Adrianus Johannes Wilhelmus Marie van Overbeek,

Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

strömen, über eine Leitung erfolgen oder unterbrochen werden kann.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, bei dem die Kippschaltung zum Steuern eines elektronischen Kontaktes benutzt wird.

Die Kippschaltanordnung besitzt zwei Transistoren T₁ und T₂ vom n-p-n-bzw. p-n-p-Typ. Die Basiselektroden b_t und &2 sind über die Widerstände R₂ und R_a mit den Kollektorelektroden e₂ und C₁ des anderen Transistors gekoppelt und weiter über die Widerstände R₁ und A₄ mit den Speisepunkten P₁ und P₄ mit einer Spannung von —4^χ/₂ Volt bzw. +4¹Z₂ Volt verbunden. Die Emittorelektroden e_x und e₂ sind mit den Speisepunkten P₂ und P₃ verbunden, deren Potentiale —3 Volt bzw. + 3 Volt betragen. Die Transistoren T₃ und T₄ sind vorläufig wegzudenken. In dem Zustand, in dem die Transistoren gesperrt sind, ist das Potential des Kollektors C₁ und des Emitters ^₁ + 4^x/₂ Volt bzw. — 3 Volt, also positiv in bezug auf die Basiselektrode O₁, deren Potential gleich -4¹Z₂ Volt ist. Die beiden Sperrschichten des Transistors T₁ sind also gesperrt. Ebenso sind die Sperrschichten des Transistors T₂ in Sperrrichtung vorpolarisiert. Die Schaltung kann in den anderen Zustand übergeführt werden, in dem die Transistoren leitend sind, indem in nicht näher geschilderter Weise einem geeignet gewählten Punkt, z. B. einer Basis-

elektrode oder einer Kollektorelektrode,- ein Impuls zugeführt wird. So wird z. B. infolge eines_ negativen Impulses an der Basiselektrode b₂ diese Elektrode negativ in bezug auf die Emitterelektrode C₂ werden, wodurch ein Basisstrom fließt und auch der Kollektor c₂ leitend wird. Es wird also ein Strom von dem Speisepunkt P₃ über die Emittor-Kollektor-Strecke des Transistors T₂, Widerstand R₂, Widerstand R₁ zum Speisepunkt P₁ fließen. Infolgedessen steigt das Potential der Basiselektrode O₁ bis über dasjenige der Emittorelektrode e_x, so daß auch dieser Transistor T₁ leitend wird und ein Strom von dem Speisepunkt P₃ über den Widerstand i?₄ und R₃ und die Kollektor-Emittor-Strecke des Transistors T₁ zum Speisepunkt P₂ fließt. Hierbei tritt am Widerstand R₄ ein derartiger Spannungsfall auf, daß die Basiselektrode b₂ ein Potential hat, das etwas niedriger als dasjenige des Speisepunktes P₃ ist und z. B. gleich +2,9 Volt wird; die Kippschaltanordnung ist dann leitend. Das Potential der Kollektoren C₁ und C₂ ist hierbei z. B. gleich +2 Volt und —2 Volt. Jetzt wird der Fall betrachtet, in dem die Kippschal- -. tungsanordnung einen elektronischen Kontakt steuert. An den Klemmen K₁ und K₂ ist eine nicht dargestellte Leitung angeschlossen, über die in beiden Richtungen Wechselströme, z. B. Sprechströme oder Gleichspannungssignale, z. B. zum Steuern eines Relais bei einem Selbstanschlußsystem, übertragen werden können, wobei die Übertragung mittels des elektronischen Kontaktes unterbrochen werden kann. Der elektronische Kontakt wird durch zwei Transistoren T₃ und T₄ vom n-p-n- bzw. p-n-p-Typ gebildet. Der Kollektor c₃ des Transistors T_{3 t} ist mit der Klemme .SI₁, der Kollektor c₄ mit der Klemme K₂ verbunden. Die Emitterelektroden e₃ und e₄ sind miteinander verbunden. Die Basiselektrode b₃ des Transistors T₃ ist mit dem Kollektor c₂ des Transistors T₂ verbunden, und die Basiselektrode b_i ist an den Kollektor C₁ ■ angeschaltet. Wenn sich die Kippschaltanordnung in dem Zustand befindet, in dem die Transistoren T₁ und T₂ gesperrt sind, haben die Basiselektroden b₃ und O₄ ein Potential von ·— 4¹J₂ Volt bzw. + 4¹J₂ Volt, so daß auch die Transistoren T₃ und T₄ in Sperrichtung vorpolarisiert sind. Die Schaltanordnung ist dann vollkommen stromlos, und der elektrische Kontakt ist nicht für Signale durchlässig. Wird aber die Kippschaltungsanordnung in den anderen Zustand übergeführt, so steigt das Potential der Basiselektrode b₃ infolge des an. den Wider- ■ ständen R₁ und R₂ auftretenden Spannungsfalles an,' und das Potential der Basiselektrode &₄ sinkt. Infolgedessen werden die Sperrschichten zwischen der Basiselektrode und der Emitterelektrode der Transistoren T₃ und T₄ in Reihe leitend, so daß auch die Emlttor-Kollektor-Strecken der Transistoren in Reihe leitend werden und Signale von der Klemme K₁ zur Klemme K₂, oder umgekehrt, weitergeben können. Der elektronische Kontakt ist dann geschlossen. Die Spannungen, der Basiselektroden δ₃ und S₄ sind dann z. B. gleich + 0,1 Volt bzw. —0,1 Volt. ....;■

Die Transistoren T₃ und T₄ können gegebenenfalls vertauscht werden; die Transistoren sind dann leitend, mit anderen Worten, der elektronische Kontakt ist geschlossen, wenn sich die Kippschaltanordnung in dem Zustand befindet, in dem die Transistoren T₁ und T₂ gesperrt sind, da in diesem Fall die Transistoren T₃ und T₄ in der Durchlaßrichtung vorpolarisiert sind. Der elektronische Kontakt ist offen, und die Transistoren T₈ und T₄ sind gesperrt, wenn sich die Kippschaltung in dem Zustand befindet, in dem die Transistoren T₁ und T₂ leitend sind, da in diesem Zustand die Basiselektroden der Transistoren T₃ und T₄ von den Kollektorelektroden C₁ und c₂ in Sperrichtung vorgespannt werden. Diese Vorrichtung hat.den Vorteil,-daß im offenen Zustand des Kontaktes eine größere Dämpfung als im erstgeschilderten Fall auftritt. Wenn die Transistoren T₈ und T₄ gesperrt sind, bilden die Sperrschichten in gewissem Maße immer noch eine kapazitive Kopplung, über welche eine geringe Übertragung noch möglich ist. Bei der vorliegenden Schaltanordnung aber haben die Kollektor-Emittor-Strecken der Transistoren T₁ und T₈ in leitendem Zustand einen geringen inneren Widerstand, so daß die Basiselektroden b₃ und S₄ der Transistoren T₃ und T₄ über diese Strecken wirksam mit Punkten konstanten Potentials verbunden sind.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Bistabile Kippschaltanordnung mit einem n-p-n- und einem p-n-p-Transistor, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode jedes der Transistoren über einen Widerstand (R₂ bzw. R₃) mit einer zweiten Elektrode (C₂ bzw. C₁) des anderen Transistors gekoppelt, die Basiselektrode des n-p-n-Transistors über einen Widerstand (A₁) mit einem ersten Speisepunkt (P₁), die dritte Elektrode (^₁) dieses Transistors mit einem zweiten Speisepunkt (P₂), die dritte : Elektrode (e₂) des p-n-p-Transistors mit einem

- dritten Speisepunkt (P₃) und die Basiselektrode dieses Transistors über einen Widerstand (i?₄) mit einem vierten Speisepunkt (P₄) verbunden ist, wobei

-. die Potentiale der Speisepunkte in der erwähnten Reihenfolge eine steigende Reihe bilden.

-

2. Kippschaltanordnung nach Anspruch 1 zur -■ Steuerung eines elektronischen Kontaktes, um eine Leitung zu schließen bzw. zu unterbrechen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten zweiten Elek-

~. troden (C₁ bzw. C₂) der Transistoren mit der Basiselektrode eines zweiten p-n-p-Transistors bzw. eines zweiten n-p-n-Transistors verbunden sind und die Emittor-Kollektorelektroden-Strecken der letzt-

. genannten Transistoren in Reihe mit der Leitung - geschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
.. »Fernmelde-TechnischeZeitschriftFTZ«, 1954, Heft?, Si 327 bis 333.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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