DE1029874B - Bistabile Schaltung mit in der Aufeinanderfolge ihrer Zonen verschiedener Stoerstellendichte zueinander komplementaerer Flaechentransistoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In einem bereits vorgeschlagenen Schaltkreis mit in der Aufeinanderfolge ihrer Zonen verschiedener Störstellendichte zueinander komplementärer Transistoren _i ist jeweils der Ausgang eines Transistors mit dem Eingang des nächsten verbunden. Mindestens ein Transistor wirkt auf eine mit einer Stromquelle in Reihe liegende Belastung, und an der dem Transistor zugewandten Seite der Belastung ist die Rückkopplungsschleife angeschlossen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Verbesserung und Weiterbildung des genannten älteren Vorschlages.

Die Verbesserung besteht vor allem darin, daß man komplementäre Ausgänge von verschiedenen Stellen in der Schaltung erlangen kann. Weiter ist sie insofern verbessert, als sie sehr bestimmte Ein- und Aus-Werte hat. Außerdem werden in einer abgewandelten Form die komplementären Merkmale zweier Transistoren dazu benutzt, um Schwankungen in den Transistormerkmalen auszugleichen, so daß Transistoren mit beträchtlichen Unterschieden in ihren jeweiligen Kennlinien austauschbar in der Schaltung nach der Erfindung verwendbar sind.

Die Erfindung besteht in der direkten Verbindung der Emitter zweier komplementärer Schichttransistoren durch getrennte Belastungszweigstromkreise mit entgegengesetzt gepolten Batterien für die Kollektoren der beiden Transistoren und durch kreuzweise Rückkopplungen zwischen dem Kollektor jedes Transistors und der Basis des anderen Transistors. Signaleingänge sind an die Basen und Signalausgänge an die Kollektoren der beiden Transistoren angeschlossen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, die ein Schaltschema einer erfindungs- gemäßen bistabilen Schaltung enthält.

Die Schaltung nach der Zeichnung weist einen NPN-Schichttransistor 1 mit einem Emitter Ie, einer Basis 1 b und einem Kollektor 1 c und einen PNP-Transistor mit einem Emitter 2 e, einer Basis 2 b und einem Kollektor 2 c auf. Die Emitter Ie und 2e sind direkt miteinander verbunden. Sie können über einen Schalter 3 geerdet werden. Der Kollektor 1 c ist über den Belastungswiderstand 4 und über die Batterie 5 geerdet. Die positive Klemme der Batterie 5 liegt am Widerstand 4 und ihre negative Klemme an Erde. Der Kollektor 2c ist über den Belastungswiderstand 6 und über die Batterie 7 geerdet. Die negative Klemme der Batterie 7 liegt am Widerstand 6 und ihre positive Klemme an Erde.

Zwischen dem Kollektor 1 c und der Basis 2 b ist über den Widerstand 8 und dem Parallelkondensator 9 eine Kreuzkopplung vorgesehen. Außerdem besteht zwischen dem Kollektor 2 c und der Basis 1 b über den Bistabile Schaltung

mit in der Aufeinanderfolge ihrer Zonen

verschiedener Störstellendichte zueinander komplementärer Flächentransistoren

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m. b. H., Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 26. September 1955

Joseph Carl Logue, Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Widerstand 10 und den Parallelkondensator 11 eine Kreuzkopplung.

Zwischen der Basis 2 b und der negativen Klemme der Batterie 7 liegt ein Widerstand 12. Der Widerstand 12 wirkt mit dem Widerstand 8 zusammen, so daß ein Spannungsteiler zwischen dem Kollektor 1 c und der Batterie 7 zustande kommt, der das Potential der Basis 2 b dadurch festlegt, daß er das Verhältnis des Gesamtausgangssignals am Kollektor 1 c, das an der Basis 2 b wirksam ist, bestimmt.

Ein Widerstand 13 liegt zwischen der Basis 1 b und der positiven Klemme der Batterie 5. Der Widerstand 13 bildet zusammen mit einem Widerstand 10 einen Spannungsteiler zwischen dem Kollektor 2c und der Batterie 5, der das Verhältnis des Gesamtausgangssignals am Kollektor 2 c, der auf die Basis 1 b rückgekoppelt ist, bestimmt.

Eine Eingangsklemme 14 ist mit der Basis 2 b verbunden, und die zugehörige Eingangsklemme 15 liegt an Erde. Eine weitere Eingangsklemme 16 ist an die Basis 1 b angeschlossen, und die zugehörige Eingangsklemme 17 ist geerdet. Die Ausgangsklemme 18 ist mit dem Kollektor 1 c verbunden, und die dazugehörige Ausgangsklemme 19 liegt an Erde. Die komplementäre Ausgangsklemme 20 ist an Kollektor 2 c angeschlossen, und eine zusammenwirkende Ausgangsklemme 21 ist geerdet.

Im Betrieb sind beide Transistoren der Schaltung nach der Erfindung zusammen im Ein- oder Aus-

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Zustand. Es sei zunächst angenommen, daß beide im Ein-Zustand sind und daß der Schalter 3 geschlossen und damit die beiden Emitter geerdet sind. Unter diesen Umständen sind beide Kollektoren dem Erdpotential nahe, da beide Transistoren in ihrem Zustand niedriger Impedanz sind. Die Widerstände 12 und 13 führen nun Vorspannungsströme von den Batterien 7 bzw. 5 zu den Basen der beiden Transistoren. Diese Ströme reichen aus, um die Transistoren leitend zu halten.

Wenn jetzt ein positiver Eingangssignalimpuls an die Eingangsklemme 14 gelegt wird, kippt die Basis 2 b in bezug auf den geerdeten Emitter 2 e positiv aus, und der Transistor 2 wird in den Aus-Zustand geschaltet. Der Kollektor 2 c fällt von einem Potentialwert nahe dem Erdwert auf etwa den Wert des Potentials der negativen Klemme der Batterie 7 ab. Dadurch bildet sich ein negativer Impuls am Kollektor 2 c, der über den Kondensator 11 und den Widerstand 10 auf die Basis 1 b des Transistors 1 übertragen wird. Dieser negative Impuls schaltet den Transistor 1 'in den Aus-Zustand. Nun steigt das Potential des Kollektors 1 c von einem angenäherten Erdwert etwa auf das Potential der positiven Klemme der Batterie 5. Dadurch entsteht ein positiver Impuls am Kollektor 1 c, der über den Kondensator 9 und den Widerstand 8 zur Basis 2 b des Transistors 2 fließt, wo er wirksam ist, den Transistor im Aus-Zustand zu halten. Bei der kreuzweisen Rückkopplung wirken die Widerstände 8 und 12 als Spannungsteiler, der das Verhältnis des Gesamtsignals am Kollektor 1 c, welcher zur Basis 2 b zurückgekoppelt ist, bestimmt. Ähnlich wirken die Widerstände 10 und 12 als Spannungsteiler zusammen.

Komplementäre Ausgaiigssignale stehen an den Klemmen 18 und 20 zur Verfügung. Das Signal an der Klemme 20 ist ein negatives Ausgangssignal im Ansprechen auf ein positives Eingangssignal an der Eingangsklemme 14. Ein positives Ausgangssignal wird an der Ausgangsklemme 18 im Ansprechen auf dasselbe positive Eingangssignal erzeugt.

Ein positives Eingangssignal an der Klemme 14 schaltet die beiden Transistoren aus dem Ein- in den Aus-Zustand, wie oben beschrieben. Sind die Transistoren in den Aus-Zustand geschaltet, dann können sie durch ein positives Eingangssignal an der Klemme 16 wieder in den Ein-Zustand gebracht werden. Sie können auch durch ein negatives Eingangssignal an der Klemme 14 in den Ein-Zustand geschaltet werden. Ebenso können sie durch ein negatives Eingangssignal an der Klemme 16 in den Aus-Zustand gebracht werden.

Bei Betätigung der Schaltung durch Eingangssignale an zwei Sätzen von Eingangsklemmen ergibt sich eine Verriegelungsschaltung und bei Betätigung durch Signale an einer einzigen Eingangsklemme ein Triggerkreis.

Sind die Emitter 1 und 2 nicht geerdet, d. h. ist der Schalter 3 offen, dann müssen die Ströme in den beiden Transistoren gleich sein. Haben die Transistoren nicht genau dieselben Kennlinien, dann nehmen die beiden Emitter ein anderes Potential als Erdpotential an, wie es erforderlich ist, um die beiden Ströme gleich zu machen. Dieses Potential kann zwischen dien Ein- und Aus-Zuständen der beiden Transistoren schwanken.

Es sei z. B. angenommen, daß der Transistor 1 eine niedrigere Impedanz hat als der Transistor 2, wenn beide Transistoren im Ein-Zustand sind. Es sei nun die* Spannungsteilerwirkung zwischen der positiven Klemme der Batterie 5 über den Widerstand 4, die Transistoren 1 und 2 und Widerstand 6 zur negativen Klemme der Batterie 7 betrachtet. Da eine kleinere Impedanz zwischen den Emittern und der Batterie 5 besteht als zwischen den Emittern und der Batterie 7, so ist das Potential der Emitter positiver als das mittlere Potential, d. h. Erdwert. Dieses positivere Potential am Emitter 1 e hat die Wirkung, den Stromfluß durch diesen zu verringern und den Stromfluß durch den Transistor 2 zu verstärken. Das Emitterpotential kippt weiterhin vom Erdwert positiv aus, bis es einen Ausgleich zwischen den Kennlinien der beiden Transistoren bewirkt. Es weicht nicht weit vom Erdwert ab, selbst wenn die gröbsten Gleichgewichtsverlagerungen herrschen, da die Impedanzen- der Widerstände 4 und 6 beträchtlich größer als die Impedanzen der Transistoren 1 und 2 sind. Obwohl die Emitter also ein etwas vom Erdwert abweichendes Potential haben können, beeinträchtigt dies nicht die oben beschriebene bistabile Arbeitsweise, bei der angenommen wurde, daß die Emitter geerdet sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Bistabile Schaltung mit in der Aufeinanderfolge ihrer Zonen verschiedener Störstellendichte zueinander komplementärer Flächentransistoren, gekennzeichnet durch eine direkte Verbindung der Emitterelektroden der beiden Transistoren, deren Belastungskreise jedem Kollektorkreis getrennt zugeordnet sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt der beiden Emitterelektroden von der Erdverbindung abschaltbar ist.

3. Schaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Batterien und Spannungsteiler derart angeordnet und bemessen sind, daß sich beide Transistoren gleichzeitig im »Eineoder im »Aus«-Zustand befinden.

4. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleingänge an die Basiselektroden und die Signalausgänge an die Kollektoorelektroden angeschlossen sind.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß galvanische Rückkopplungen kreuzweise zwischen dem Kollektor jedes Transistors und der Basis des anderen Transistors angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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