DE1038954B - Schaltungsanordnung zur Temperatur- und/oder Strahlungsanzeige - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Temperatur- und/oder Strahlungsanzeige mit einem der Temperatur und/oder Strahlung ausgesetzten Halbleiterelement. Solche Schaltungsanordnungen werden z. B. bei Feueralarm- und anderen Temperaturüberwachungseinrichtungen verwendet, bei denen beim Überschreiten einer vorgeschriebenen Temperatur und/oder Strahlungsintensität ein Alarmgerät und gegebenenfalls andere Sicherheitseinrichtungen betätigt werden sollen. Eine andere Anwendung ist die, bei der durch Unterbrechung eines Bündels meistens unsichtbaren Lichtes das Vorübergehen von Personen und/oder Fahrzeugen festgestellt werden soll. Ein drittes Anwendungsgebiet ist die Temperaturregelung, z. B. das Konstanthalten der Temperatur in einem bestimmten Raum (Thermostat).

Es sind Halbleiterkristalle zur Temperaturmessung bekanntgeworden, bei denen der Sättigungsstrom einer p-n-Verbindung die Anzeige bewirkt und die p-n-Verbindung durch einen Heizstrom vorbelastet wird. Die Größe des Vorbelastungsstromes, der sich in einem Gleichgewichtszustand befindet, in welchem die p-n-Verbindung durch diesen Strom über die Umgebungstemperatur aufgeheizt wird, ist dann ein Maß für diese Übertemperatur.

Im Gegensatz hierzu bezweckt die Erfindung, eine einfache und empfindliche Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterelement zu schaffen, die eine unmittelbare Anzeige der Temperatur zuläßt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element ein als Oszillator mit Kollektorbegrenzung geschalteter Transistor ist, dessen Oszillatoramplitude die betreffende Anzeige liefert.

Mit der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird der bisher nur als unangenehme Begleiterscheinung bei Transistoranordnungen empfundene Effekt vorteilhaft ausgenutzt. Die gewollte Temperaturabhängigkeit wird nach Möglichkeit noch verstärkt, so daß eine sichere Temperatur- und/oder Strahlungsanzeige möglich ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Kennlinie zur Erläuterung des Beispiels nach Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine Abart des Beispiels nach Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 enthält einen Transistor 1, dessen Kollektorelektrode über einen selektiven Rückkopplungskreis 2 auf die Basiselektrode rückgekoppelt ist, wodurch sinusförmige Schwingungen erzeugt werden, deren Amplitude dadurch begrenzt wird, daß in den Kollektorkreis ein so großer, vorzugsweise nicht entkoppelter Widerstand 3 eingeschaltet ist, daß eine Kollektorbegrenzung η auf-Schaltungsanordnung zur
Temperatur- und/oder Strahlungsanzeige

Anmelder:

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

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

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 13. Dezember 1954

Adrianus Johannes Wilhelrrms Marie van Overbeek,

Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

tritt, d. h. daß die wechselnde Kollektor-Emitter-Spannung augenblicklich auf einen so niedrigen Wert sinkt, daß der Transistor nicht mehr verstärkt.

Es zeigt sich nun, daß die Amplitude der auf diese Weise erzeugten Schwingung von der Umgebungstemperatur und der Stärke der den Transistor 1 treffenden Strahlen abhängt. In Fig. 2 ist die Kollektorstromsteilheit S =

Vie

(wobei i_c = der Kollektorstrom und Vf,_e = die Basis-Emitter-Spannung) als Funktion der Temperatur T aufgetragen. Diese Kennlinie zeigt ein langsames Ansteigen und darauf einen plötzlichen scharfen Abfall infolge der erwähnten Kollektorbegrenzung.

Bei einer Temperatur T₀ unterhalb dieses scharfen Abfalls ist die Steilheit S hinreichend, um die Schaltung schwingen zu lassen. Die Kollektorspannung ändert sich dann sinusförmig um einen durch die Temperatur T₀ bedingten Gleichspannungswert, aber da der Momentanwert dieser Kollektorspannung nicht kleiner als etwa 0,1 V werden kann, wobei der Transistor nicht mehr verstärkt, ist die Amplitude der erzeugten Wechselspannung durch den Unterschied zwischen diesem Gleichspannungswert und dem Minimalwert festgelegt.

Bei zunehmender Temperatur nimmt der Gleichspannungswert und somit auch die Amplitude der erzeugten Wechselspannung ab, was eine Anzeige der Temperatur ergibt. Die erzeugte Wechselspannung,

EO9 637.'323

die sich um einige 0,1 V pro Grad C ändern kann, wird über einen Wechselspannungsverstärker 6 einem Relais 7 zugeführt, mit dessen Hilfe eine Alarmvorrichtung eingeschaltet und/oder Verbraucher, die für die Erzeugung einer zu hohen Temperatur verantwortlich ist, ausgeschaltet werden können. Es ist dabei ein Vorteil, daß auch eine Beschädigung des Transistors infolge zu hoher Temperaturen die Schwingungen abreißen läßt, da dies auf das Sinken der erzeugten Oszillatoramplitude unter einen be- ίο stimmten Minimalwert hin erfolgt. Ein ganz ähnliches Verhalten ergibt sich, wenn sich nicht die Temperatur, sondern die den Transistor treffende Strahlung ändert. Fig. 3 zeigt eine Abart der Schaltung nach Fig. 1 für einen Thermostaten. Die durch den Oszillator 1,2,3 erzeugte, mit einer Abnahme der Temperatur in der Amplitude zunehmende Schwingung wird über den Verstärker 6 einer Heizwicklung 10 zugeführt, die somit bei hinreichender Verstärkung die erforderliche Energie liefert, um dieser Temperaturverringerung entgegenzuwirken. Die Wicklung 10 ist dabei deutlichkeitshalber neben der Schaltung dargestellt. Im allgemeinen wird sie rings um den, diese Schaltung enthaltenden, auf konstanter Temperatur zu haltenden Raum angebracht werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Temperatur- und/ oder Strahlungsanzeige mit einem der Temperatur und/oder Strahlung ausgesetzten Halbleiterelement, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element ein als Oszillator mit Kollektorbegrenzung geschalteter Transistor ist, dessen Oszillatoramplitude die betreffende Anzeige liefert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei abnehmender Temperatur zunehmende Oszillatoramplitude nach Verstärkung die erforderliche Energie liefert, um der erwähnten Temperaturabnahme entgegenzuwirken.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 930 239;
Radio-Mentor, Nr. 8, 1953, S. 384;
Electronics, Juni 1954, S. 144.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 637/323 9.58