DE102006047358A1 - Schaltungsanordnung zur Spannungspulserzeugung - Google Patents

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Kurt Dipl.-Ing. Hoppe
Wolfgang Prof. Dipl.-Phys. Dr. Fahrner
Ulrich Prof. Dr.-Ing. Sandkühler
Bernhard Prof. Dr.-Ing. Stanski
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/12Shaping pulses by steepening leading or trailing edges
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K5/01Shaping pulses

Abstract

Im Stand der Technik wird die Puls- und Impulsformung mit C-R- und R-L-Differenzier-, Zeitverzögerungs- oder Schwellwertschaltungen ausgeführt, was jedoch schaltungstechnisch aufwändig und auch leistungsbegrenzend ist. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird eine Vollbrücke (VB) mit zwei nichtlinearen, elektronischen Bauelementen (EB<SUB>1</SUB>, EB<SUB>2</SUB>) mit voneinander abweichenden Strom-Spannungskennlinien, aber vergleichbaren Sättigungswerten verwendet. Auf den Eingang (E) der Vollbrücke (VB) wird eine Spannungsrampe (V<SUB>E</SUB>) gegeben. An einer Diagonalen (DG<SUB>2</SUB>) der Vollbrücke (VB) kann der erzeugte Spannungspuls (V<SUB>T1T2</SUB>) abgegriffen werden. Bei der Erfindung werden natur-, fertigungs- oder schaltungsbedingte Streuungen der Strom-Spannungskennlinien zwischen den beiden nichtlinearen, elektronischen Bauelementen (EB<SUB>1</SUB>, EB<SUB>2</SUB>) ausgenutzt. Dadurch erhebt sich beim Anlegen einer Spannungsrampe (V<SUB>E</SUB>) an den Eingang (E) der Schaltungsanordnung der Spannungsunterschied auf ein Maximum, ausgehend von einem Nullwert im Ursprung und im Sättigungswert. Als nichtlineare, elektronische Bauelemente (EB<SUB>1</SUB>, EB<SUB>2</SUB>) können bevorzugt Transistoren und Dioden (D<SUB>1</SUB>, D<SUB>2</SUB>), bevorzugt TEMPOS-Dioden (D<SUB>w/v</SUB>, D<SUB>o/v</SUB>), verwendet werden. Die Anwendungspalette für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist sehr groß und reicht von analoger/digitaler Modulationstechnik bis zur Dioden- und Bipolartransistortechnik.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Spannungspulserzeugung mit einer Vollbrücke mit zwei Widerständen und zwei weiteren elektronischen Bauelementen, wobei an einer Diagonalen der Vollbrücke Eingang und Ausgang der Schaltungsanordnung liegen und an der anderen Diagonalen der Spannungspuls erzeugt wird.
  • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik wird die Puls- und Impulsformung mit C-R- und R-L-Differenzierschaltungen, exklusiv-geoderten Logikgatter-Zeitverzögerungsschaltungen, Spannungsfenster-Komparatorschaltungen, Triggerdiodenschaltungen oder mit einem Avalanche-Generator erzeugt. Bei den zuletzt genannten Schaltungen handelt es sich um spezielle Schwellwertschaltungen. Nachteilig bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungen zur Spannungspulserzeugung sind jedoch in der Anwendungspalette und dem prinzipiellen Gebrauch von kapazitiv oder induktiv sowie zeitverzögernden Schaltungen zu sehen, die aufwändig und leistungsbeschränkend sind. Außerdem sind derartige Schaltungen schon seit dem Einsatz der Röhrentechnik bekannt und überaltert.
  • Der Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, wird in der DE 35 29 054 A1 beschrieben. Der dort gezeigte Impulsgenerator ist vom Typ eines Marx-Generators mit n + 1 Kondensatoren, die parallel durch Widerstände verbunden sind, und mit Entladefunkenstrecken, um diese Kondensatoren über einen Verbraucherkreis derart zu entladen, dass die an den Verbraucherkreis anliegende Spannung gleich (n + 1)V ist, wenn V die Ladespannung der Kondensatoren ist. Dabei ist der Generator dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren und die Entladefunkenstrecken einen Stapel aus kreisförmigen Platten bilden, die mit axialen Öffnungen durchbohrt sind. Diese Platten und die Widerstände befinden sich in einem dichten Gehäuse, welches ein Gas enthält, das den Überschlag der Entladefunkenstrecken unterstützt, der durch die durch die Öffnungen hindurchgehenden Strahlung einer Quelle ausgelöst wird. Prinzipiell besteht die gattungsbildende Schaltungsanordnung aus einer Kaskadierung von einzelnen Vollbrücken (geschlossene Brückenschaltung). Dabei weist jede Vollbrücke zwei Widerstände und zwei weitere lineare elektronische Bauelemente – hier die Plattenkondensatoren mit linearer Kennlinie – auf. An einer Diagonalen der Vollbrücke sind Eingang und Ausgang der Schaltungsanordnung angelegt, an der anderen Diagonalen wird der Spannungspuls – hier die Funkenentladung – erzeugt. Neben der relativ schwer beherrschbaren Technik der Funkenentladung (Gastechnik in dichten Gehäusen) zeigt diese Schaltung somit die bei Einsatz von Kondensatoren bekannten aufwändigen und leistungsbegrenzenden Maßnahmen.
  • Aufgabenstellung
  • Die Aufgabe für die vorliegende Erfindung ist daher darin zu sehen, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der in einfacher und zuverlässiger Weise einer Pulserzeugung – und auch Pulsformung – möglich ist. Dabei sollen keine zeitabhängigen Bauelemente, keine primär verzögernden Komponenten und keine speziellen Schwellwertschaltungen mit Komparatoren eingesetzt werden. Als Lösung für diese Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden weiteren nichtlinearen, elektronischen Bauelemente mit von einander natur-, fertigungs- oder beschaltungsbedingt geringfügig abweichenden Strom-Spannungskennlinien, aber vergleichbaren Sättigungswerten ausgebildet und in zwei Armen der Vollbrücke auf einer Seite der anderen Diagonalen angeordnet sind, dass die beiden Widerstände in den beiden anderen Armen der Vollbrücke angeordnet sind und dass der Eingang der Vollbrücke mit einer Spannungsrampe beaufschlagt wird.
  • Die Erfindung beruht auf der Idee, die Streuungen der nichtlinearen Strom-Spannungskennlinien zwischen den beiden elektronischen Bauelementen auszunutzen. Dabei können diese Kennlinienstreuungen natürlich oder fertigungsbedingt sein oder durch eine spezielle Beschaltung hervorgerufen werden. Voraussetzung dabei ist lediglich, dass die beiden Bauelemente in vergleichbare Sättigungswerte übergehen. Dies ist jedoch eine Gegebenheit für eine sehr große Klasse der für die Schaltungsanordnung infrage kommenden Bauelemente (insbesondere nanoskalierende Ionenimplantationshalbleiter, beispielsweise TEMPOS, Elektronengashalbleiter, diskrete Sperrschichthalbleiter und Volumenhalbleiter). Durch die geringfügige Streuung der Kennlinien der beiden elektronischen Bauelemente beim Anlegen einer Spannungsrampe an den Eingang der Schaltungsanordnung – also bei gleichen Einströmungen in die beiden Bauelemente – erhebt sich ein Spannungsunterschied auf ein Maximum, ausgehend von einem Nullwert im Ursprung und im Sättigungswert. Dieser Verlauf stellt den erzeugten Spannungspuls oder -impuls dar. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Nutzung der Streuung von nichtlinearen Kennlinien zur Pulserzeugung prinzipiell auch auf andere Gebiete, beispielsweise Mechanik, Pneumatik, Hydraulik, übertragbar ist. Auch hier existieren Bauelemente mit gleichem Sättigungswert und geringfügig unterschiedlichen Kennlinien. Die Zusammenschaltung derartiger gleicher Bauelemente erzeugt ebenfalls den Puls, jedoch in der jeweiligen physikalischen Größe für Kurz- und Langzeitbereiche.
  • Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der geringe Bedarf an Bauelementen gegenüber vergleichbaren Schaltungsanordnungen aus dem Stand der Technik. Weiterhin kann eine große Klasse von elektronischen nichtlinearen Bauelementen mit entsprechendem Sättigungsverhalten eingesetzt werden. Schließlich ist die Schaltungsanordnung leicht mittels bekannter Herstellungstechnologien realisier- und integrierbar. Besonders vorteilhaft ist es bei der Erfindung, dass in der zugrunde liegenden funktionalen Strom-Spannungsabhängigkeit der Zeitparameter nicht auftritt, sodass mit der Erfindung auch Ultrakurzbereiche der Impulsformung als Voraussetzung für eine beispielsweise superschnelle Nanodigitaltechnik erschlossen werden können. Weitere Anwendungsgebiete der Erfindung liegen insbesondere neben dem Aufbau schneller Impulsschaltungen für die praktische Realisierung von Digital-Modulatoren mit BPSK oder ASK-Modulation in der Kommunikationstechnik auch im Bereich von In-Circuit-Tests von Halbleiterbauelementen. Anwendung finden die erzeugbaren Pulse auch in der schnellen Analogtechnik.
  • Vorteilhaft können bei der Erfindung die beiden weiteren elektronischen nichtlinearen Bauelemente als Dioden oder Transistoren auf Halbleiterbasis ausgebildet sein. Insbesondere bei Halbleiterbauelementen gleicher Halbleiterstruktur, in denen die Bewegung und Umordnung von Elektronen bzw. Löchern als Ladungsträger ausgenutzt wird, ergibt sich die postulierte Kennlinienstreuung bei gleichem Sättigungsverhalten. Aber die Idee der Pulsformung mit Hilfe von Differenzpulsen nach der Erfindung bezieht sich jedoch nicht nur auf Differenzen von Pulsen, die mit herkömmlicher Elektronik durch Halbleiterstrukturen erzeugt wurden, sondern auch auf Differenzen von Pulsen, die mit Hilfe von auf Ladungstransport durch Ionen (z.B. in Elektrolyten) beruhenden elektronischen Bauelementen hergestellt wurden. Ein repräsentatives Bauelement dieser Gruppe ist die konisch zulaufende Ionenspur-Diode, vergleiche DE 102 44 914 A1 . Die in dieser Publikation gezeigten Dioden-Charakteristiken sind zwar im Allgemeinen von schlechter Qualität, dies liegt aber nur daran, dass bei diesen geringen Strömen auch der elektrische Widerstand der an sich isolierenden Polymerfolie in der Größenordnung von Tera-Ohm als Parallelwiderstand nicht mehr vernachlässigt werden kann. Die schlechte Qualität dieser so genannten „Siwy-Diode" liegt jedoch nur teilweise an dem störenden Einfluss der Kurzschlussströme durch die benachbarte unbestrahlte Folie. Neuerdings existieren mehrere Simulationsrechnungen, die zeigen, dass die spezielle Potenzialverteilung in einer asymmetrischen Pore kaum eine bessere Dioden-Charakteristik erwarten lassen kann. Bei einer Berücksichtigung des Folienwiderstands ergeben sich weitaus bessere Diodenkennlinien. Da aber für die Differenzpulsidee nach der Erfindung die Fläche unter der Kennlinie entscheidend ist und diese Fläche mit steigendem Parallelwiderstand zu den für die Differenzpulserzeugung benutzten Dioden ansteigt, ist die Ionenspur-Diode besonders geeignet für die Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Eine derartige ionisch gesteuerte Ionenspur-Diode kann als ICR (Ionic Controlled Rectifier) bezeichnet werden. Dabei umfasst das Differenzpuls-Konzept jedoch nicht nur die Differenz zweier aus geometrischen Gründen verschiedener konischer Ionenspur-Dioden, sondern es funktioniert auch für zwei identische Ionenspur-Dioden, wenn sie mit Elektrolyten verschiedener Konzentration oder verschiedenen pH-Wertes oder mit verschiedenen Elektrolyten gefüllt sind. D.h. ein Paar aus zwei Ionenspur-Dioden wirkt über den aus ihnen extrahierbaren Differenzpuls als Sensor für die Differenzen chemischer Parameter: chemische Zusammensetzung, Konzentration, und pH-Wert. Die Größe der Differenzen lässt sich dann aus der Differenz-Pulsform ablesen. Hierbei sind Messungen sowohl im stromdurchflossenen Zustand oder im stromlosen Zustand möglich sein. Im letzteren Fall wirken die Ionenspur-Dioden auf Grund der gerichteten Ladungsträger-Bewegung wie Batterien. Bei der Messung von Parameter-Differenzen kann auch die zeitliche Veränderung der Parameter erfasst werden, sodass in der Chemie Fluktuationen von Parametern erfasst werden können, beispielsweise in einem Sensor für mikrofluide Turbulenzen.
  • Weiterhin haben auch Magnetfelder und Ultraschall einen Einfluss auf die Ionenspur-Dioden-Charakteristik. Magnetfelder parallel zu der Ionenspur haben aufgrund der auftretenden Lorentz-Kraft eine Vergrößerung des Dioden-Widerstandes zur Folge, Ultraschall hoher Frequenz reduziert die gleichrichtende Dioden-Eigenschaft. D.h. Differenzpulse einer unbehandelten und einer mit Ultraschall oder Magnetfeldern behandelten Polymerfolie mit Ionenspur-Dioden können als Sensor für diese beiden physikalischen Größen dienen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Dioden als parametrierte Halbleiterverbundstruktur mit zumindest einem Halbleitersubstrat mit wählbarer p- oder n-Dotierung und elektrischer Leitfähigkeit und einer angrenzenden planaren Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material mit im Wesentlichen vertikal integrierten Dotierungskanälen, in die ein elektrisch leitfähiges Material mit wählbarer elektrischer Leitfähigkeit eingebracht ist, wobei Ladungsträger in der Halbleiterverbundstruktur migrieren, und einer elektrischen Kontaktierung aus mehreren auf der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material und dem Halbleitersubstrat angeordneten Elektroden, ausgebildet sind. Dabei sind die Dotierungskanäle als nanoskalierte Poren mit wählbarer Verteilung in der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material sowie wählbarem Porendurchmesser, Porentiefe und Porenform ausgebildet. Weiterhin ist mit dem in die Poren eingebrachten oder mit einem anderen, elektrisch leitfähigen, aber hochohmig ausgeprägten Material auch die Oberfläche der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material belegt, wobei dabei ein wählbarer elektrischer Widerstand erzeugt wird, der eine im Wesentlichen horizontale Migration der Ladungsträger zwischen zwei auf der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material zueinander beabstandet angeordneten, strukturierten oberen Elektroden, zwischen denen durch wählbares Anlegen unterschiedlicher Potenziale ein wählbarer Potenzialverlauf erzeugt wird, verhindert, aber eine im Wesentlichen vertikale Migration der Ladungsträger in der Halbleiterverbundstruktur zu einer auf dem Halbleitersubstrat angeordneten, strukturierten unteren Elektrode unterstützt.
  • Eine derartige Diodenstruktur kann mit dem Begriff „TEMPOS-Struktur" bezeichnet werden und ist aus der DE 103 25 150 A1 bzw. aus der WO 2004/109807 A2 bekannt. Weitere Erläuterungen zum Einsatz der TEMPOS-Struktur bei der Erfindung sind dem speziellen Beschreibungsteil zu entnehmen. An dieser Stell soll nur noch erwähnt werden, dass auch die TEMPOS-Diodenstruktur in ihrem Kennlinienverhalten vorteilhaft durch Magnetfelder oder Ultraschall zu beeinflussen ist. Beispielsweise können je nach angelegter Magnetfeldrichtung Pulse unterschiedlicher Weite erzeugt werden, die dann mit bekannter elektronischer Pulstechnik weiterverarbeitet werden können.
  • Ausführungsbeispiele
  • Ausbildungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 allgemeine Schaltungsanordnung,
  • 2 das Diodenersatzbild von TEMPOS (Stand der Technik),
  • 3 die Strom-Spannungskennlinien der TEMPOS-Dioden gemäß 2,
  • 4 Schaltungsanordnung unter Verwendung von TEMPOS,
  • 5 ein Messdiagramm der Schaltungsanordnung nach Figur 4,
  • 6, 7 alternative Ausführungsformen zur Schaltungsanordnung gemäß 4 und
  • 8 bis 29 verschiedene Anwendungen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
  • In der 1 ist die Schaltungsanordnung nach der Erfindung in ihrem grundsätzlichen Aufbau dargestellt. Gezeigt ist eine Vollbrücke VB (Brückenschaltung), an deren einer Diagonalen DG1 ein Eingang E und ein Ausgang A angeschlossen sind. An der anderen Diagonalen DG2 wird der zu erzeugende Spannungspuls VT1T2 abgegriffen. Auf einer Seite dieser anderen Diagonalen DG2 sind zwei Widerstände R1, R2 angeordnet. In den beiden anderen Armen befinden sich zwei nichtlineare, elektronische Bauelemente EB1, EB2. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um zwei nichtlineare Dioden D1, D2. Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf Dioden, ebenso sind beispielsweise Transistoren einsetzbar. Neben halbleitenden Bauelementen sind darüber hinaus beispielsweise auch Ionenspur-Dioden einsetzbar.
  • An den Eingang der Schaltungsanordnung wird zur Pulserzeugung und – formung eine Spannungsrampe VE über die Zeit tE angelegt. Es wird dadurch der Spannungspuls VT1T2 erzeugt. In welcher Weise dies erfolgt, wird näher an einem Ausführungsbeispiel mit TEMPOS-Dioden gemäß der 2 und 3 erläutert.
  • Die 2 ist identisch mit der 4 der DE 103 25 150 A1 aus dem Stand der Technik und zeigt das Diodenersatzbild von TEMPOS. Zwischen den Abgriffen w/v und o/v sind in diesem Fall zwei TEMPOS-Dioden für technische Anwendungen verfügbar. Sie unterscheiden sich durch die Anzahl der beispielsweise mit Silberleitkleber oder durch Aufdampfen kontaktierten Nanocluster und sind somit immer elektrisch geringfügig voneinander verschieden. Aus diesem Grunde kann man die TEMPOS-Dioden auch unterschiedlich mit Dw/v(= D1) und Do/v (= D2) bezeichnen.
  • Die 3 zeigt die Strom-Spannungskennlinien (Diodenstrom ID über Spannungsrampe VE) der beiden TEMPOS-Dioden Dw/v und Do/v gemäß 2. Diese treffen sich nur im Ursprung des Koordinatensystems und decken sich sehr gut bei großen Strömen. Sie konvergieren im Sättigungsbereich. Zwischen diesen beiden markanten Punkten geringster Unterschiede hängen die Kennlinien parabelähnlich unterschiedlich durch und schließen somit eine sichelförmige Strom-Spannungsfläche ein.
  • Werden nun die beiden Dioden Dw/v und Do/v über je einen vorgeschalteten Widerstand R1, R2 (z.B. 1 kOhm) mit der stetig steigenden Spannung einer Spannungsrampe VE gemäß 1 angesteuert, so erzeugt die Schaltungsanordnung an den Abgriffen o und v eine Differenzspannung ΔU (= Spannungspuls VT1T2), welche sich von Null hin zu einem Maximum erhebt und dann hin zu geringen Werten wieder verschwindet. Diese Schaltung erzeugt oder formt also aus einer stetig ansteigenden Spannung (Rampe) eine pulsförmige Spannung, wobei der Zeitparameter keine Rolle spielt. Damit ist eine Pulserzeugung und -formung mit TEMPOS in Abhängig von der Spannungsrampe VE in weiten Zeitbereichen möglich. Dies gezeigt durch die Pulsdarstellung VT1T2 über der Zeitachse tE.
  • In der 4 ist eine grundsätzliche Schaltungsanordnung unter Verwendung eines TEMPOS-Bauelements dargestellt. Mit der Spannungsrampe u (Symbol mit Rampe) werden die beiden TEMPOS-Dioden Dw/v und Do/v über die vorgeschalteten Widerstände R1 bzw. R2 exponentiell aufgeladen. Dadurch erzeugt sich in Differenz der beiden Lade- und auch Entladevorgänge an den beiden Abgriffen SK1 und SK2 ein Puls (Symbol mit δ). Wird die TEMPOS-Struktur noch zusätzlich durch Magnetfelder Φ oder Strahlung λ (z.B. Ultraschall) beeinflusst, ergibt sich die Pulsbreite als digitales, auszuzählendes Torzeitmaß dieser Beeinflussung.
  • Die 5 zeigt ein Messdiagramm der Schaltungsanordnung nach 4. Zu erkennen sind oben die Spannungsrampe und in der Mitte der Spannungspuls.
  • Die 6 und 7 zeigen alternative Ausführungsformen der Schaltung nach 4. Die 8 bis 29 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung unter Ausnutzung verschiedener nichtlinearer weiterer Bauelement EB1, EB2 und physikalischer Parameter.
  • Grundsätzlich können bei der Erfindung auch anstelle eines TEMPOS-Bauelements in der Ausprägung zweier Dioden auch zwei „natürlich" verschiedene Bauelemente (technologieunabhängig) mit nichtlinearer Kennlinie, insbesondere Dioden, benutzt und in die Schaltungsanordnung gemäß 1 integriert werden. Die beiden nichtlinearen Dioden müssen einen grundsätzlichen differenziellen Unterschied aufweisen. Diese Unterschiedlichkeit kann aber auch durch eine Vertauschung von Kollektordiode und Emitterdiode eines Transistors in Bipolartechnik erzeugt werden. Danach ergibt sich generell auch für die modernsten Bipolartransistoren in Anlehnung an die fundamentalen Schaltungen mit NPN- oder PNP-Transistoren (8 und 9) eine Vielzahl von verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung. Bei allen nichtlinearen Transistoren ist dabei immer die Pulsbreite formbar in Abhängigkeit von einer eingekoppelten Strahlung in die Transistorbasis. Durch photovoltaische Änderung der Kollektordiode wird bei gleich bleibender Emitterdiode der Kennlinienverlauf bzw. der Unterschied zwischen beiden Kennlinien geändert.
  • Potenzialverschiebedioden oder Transistordioden in der Basiszuleitung erhöhen den Pulsspannungspegel (10 bis 15) ebenso wie solche in der Kollektorzuleitung (16 und 17). Ebenso kann ein höherer Pulsspannungspegel unter Verwendung von Darlington-Transistoren erreicht werden (18). Weitere Anwendungen der Erfindung sind gezeigt in den 19 und 20, beide für Binary-Phase-Shift-Keying-Modulation (BPSK) als digitaler Phasenmodulation (der Sinusträger wird hierbei mit +1 oder –1 im Takte der digitalen Information multipliziert, worauf der Träger in idealer Weise im Frequenzspektrum zu Null schwindet). Schaltungen für Amplitude-Shift-Keying-Modulation (ASK) als digitaler Amplitudenmodulation sind in den 21 und 22 aufgezeigt. Weitere Anwendungen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung zur Erzeugung von Spannungspulsen finden sich für den Laserdiodentreiber (23), den rise-fall-Flankendiskriminator (24), dem optoelektronischen Pulsformer (25), der aus einem stetig steigenden Strahlungsfluss einen elektrischen Puls formt. Anwendungen für Dual- und Doppelimpulsfomer sind gezeigt in den 26 bis 28 sowie in 14. Schließlich ist noch eine Anwendung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung in einem Transistor-Incircuit-Tester gemäß 29 gezeigt. Die TL071-gebufferte Potenziometerspannung wird stetig erhöht. Durchläuft die Anzeige ein Maximum, meldet sie einen Dip (den Puls), der Transistor ist in Ordnung.
  • A
    Ausgang
    D
    Diode
    DG
    Diagonale
    E
    Eingang
    EB
    nichtlineares, elektronisches Bauelement
    ID
    Diodenstrom
    o/w/v
    Abgriffe
    R
    Widerstand
    SK
    Abgriff
    tE
    Zeit
    ΔU
    Differenzspannung
    VB
    Vollbrücke
    VE
    Spannungsrampe
    VT1T2
    Spannungspuls
    δ
    Pulsbreite
    λ
    Strahlung
    Φ
    Magnetfeld

Claims (5)

  1. Schaltungsanordnung zur Spannungspulserzeugung mit einer Vollbrücke mit zwei Widerständen und zwei weiteren elektronischen Bauelementen, wobei an einer Diagonalen der Vollbrücke Eingang und Ausgang der Schaltungsanordnung liegen und an der anderen Diagonalen der Spannungspuls erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dass die beiden weiteren elektronischen Bauelemente (EB1, EB2) mit von einander natur-, fertigungs- oder beschaltungsbedingt geringfügig abweichenden nichtlinearen Strom-Spannungskennlinien, aber vergleichbaren Sättigungswerten ausgebildet und in zwei Armen der Vollbrücke (VB) auf einer Seite der anderen Diagonalen (DG2) angeordnet sind, dass die beiden Widerstände (R1, R2) in den beiden anderen Armen der Vollbrücke (VB) angeordnet sind und dass der Eingang (E) der Vollbrücke (VB) mit einer Spannungsrampe (VE) beaufschlagt wird.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren nichtlinearen, elektronischen Bauelemente (EB1, EB2) als Dioden (D1, D2) oder Transistoren auf Halbleiterbasis ausgebildet sind.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren nichtlinearen, elektronischen Bauelemente (EB1, EB2) als konisch zulaufende Ionenspur-Dioden oder durch Ionenspur-Dioden mit einem veränderbaren Elektrolyten ausgebildet sind.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dioden (D1/Dw/v, D2/Do/v) als parametrierte Halbleiterverbundstruktur mit zumindest einem Halbleitersubstrat mit wählbarer p- oder n-Dotierung und elektrischer Leitfähigkeit und einer angrenzenden planaren Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material mit im Wesentlichen vertikal integrierten Dotierungskanälen, in die ein elektrisch leitfähiges Material mit wählbarer elektrischer Leitfähigkeit eingebracht ist, wobei Ladungsträger in der Halbleiterverbundstruktur migrieren, und einer elektrischen Kontaktierung aus mehreren auf der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material und dem Halbleitersubstrat angeordneten Elektroden, ausgebildet sind, wobei die Dotierungskanäle als nanoskalierte Poren mit wählbarer Verteilung in der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material sowie wählbarem Porendurchmesser, Porentiefe und Porenform ausgebildet sind und dass mit dem in die Poren eingebrachten oder mit einem anderen, elektrisch leitfähigen, aber hochohmig ausgeprägten Material auch die Oberfläche der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material belegt ist unter Erzeugung eines wählbaren elektrischen Widerstands, der eine im Wesentlichen horizontale Migration der Ladungsträger zwischen zwei auf der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material zueinander beabstandet angeordneten, strukturierten oberen Elektroden, zwischen denen durch wählbares Anlegen unterschiedlicher Potenziale ein wählbarer Potenzialverlauf erzeugt wird, verhindert, aber eine im Wesentlichen vertikale Migration der Ladungsträger in der Halbleiterverbundstruktur zu einer auf dem Halbleitersubstrat angeordneten, strukturierten unteren Elektrode unterstützt.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Breite des Spannungspulses (VT1T2) durch ein die Diodenströme beeinflussendes Magnetfeld (Φ) oder durch Ultraschall (λ) beeinflussbar ist.
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