DE1040074B - Schaltung mit íÀUndíÂ-Funktionsweise und/oder íÀOderíÂ-Funktionsweise - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung;, die bei elektronischen Geräten verschiedenster Art als »Und«-Stufe und/oder als »Oder«Stufe Anwendung finden kann; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltungsanordnung, welche einen Magnetkern mit einer im wesentlichen rechteckigen Hysteresiskurve verwendet, der eine Vorsättigungs wicklung, mindestens eine Eingangs- und mindestens eine Ausgangs wicklung besitzt und dem eine erregende Stromquelle zugeordnet ist.

Gemäß der Erfindung sind in einer derartigen Schaltungsanordnung eine Mehrzahl Halbleitergleichrichter mit ihrer einen Klemme an die Eingangswicklung angeschlossen, und mit ihrer anderen Klemme an Steuerstromquellen derartig angeschlossen, daß diese Steuerstromquellen Ströme in Durchlaßrichtung in ausgewählten Gleichrichtern der Mehrzahl Halbleitergleichrichter erzeugen und dadurch die ausgewählten Gleichrichter für die Erzeugung eines nachfolgenden Vergrößerungsstroms in Sperrichtung vorbereiten, so daß die erregende Stromquelle unter der Wirkung des Vergrößerungsstromes in den ausgewählten Gleichrichtern einen Strom durch die Eingangswicklung sendet, welcher den Kern in ungesättigtes Gebiet der Hysteresiskurve treibt, wodurch ein verwertbares Ausgangssignal in der Ausgangswicklung erzeugt wird. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung nutzt somit für die genannten Zwecke die in Sperrichtung liegende Übergangserscheinung aus, welche man in Halbleiteranordnungen beobachtet.

Im allgemeinen läßt sich eine Halbleiteranordnung dadurch charakterisieren, daß sich eine verhältnismäßig niedere Impedanz in Richtung des Hauptstromes ergibt und daß sich eine verhältnismäßig hohe Impedanz in der entgegengesetzten oder Sperrichtung ergibt. Der Hauptstrom durch einen Halbleiter ergibt sich dadurch, daß an ihm ein Potential zur Wirkung gebracht wird, welches die Anode stärker positiv macht als die Kathode; wenn man der Halbleiteranordnung ein umgekehrtes Potential zuführt, ergibt sich unter stationären Verhältnissen nur ein verhältnismäßig geringer Rückstrom. Es hat sich indessen gezeigt, daß in der Durchlaßrichtung der Strom, der eine Halbleiteranordnung durchfließt, eine Anhäufung von überschüssigen Löchern oder Elektronen in dem Gitterwerk des Festkörpers bewirkt; wird dann plötzlich der Halbleiter einem hinreichend starken umgekehrten Potential unterworfen, welches so groß ist, daß es den Hauptstrom unterbricht, so fließt zunächst ein sehr großer, umgekehrt gerichteter Übergangsstrom, welcher tatsächlich an Größe den Hauptstrom übertreffen kann. Dieser Übergangsstrom rührt davon her, daß unrekombinierte injizierte Träger aus der Halbleiteranordnung entfernt werden, und der Schaltung mit »Und«-Funktionsweise
und/oder »Oder«-Funktionsweise

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 136-142

John Clark Sims jun., Spring House, Pa. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

Übergangsstrom bricht üblicherweise nach verhältnismäßig kurzer Zeit zusammen, so daß dann nur mehr der normale Rückstrom herrscht. Dieser große Übergangsstrom, der durch Anliegen einer umgekehrten,' Spannung bewirkt wird, wird als »Vergrößerungen strom« bezeichnet, und diese Erscheinung des Vergrößerungsstromes zeigt sich bis zum gewissen Grade bei allen Halbleitern, welche Materialien verwenden, in welche Minoritätsträger injiziert werden können, so beispielsweise zeigt sie sich bei Germanium und; Silizium.

Die »Und«-Kreise und/oder »Oder«-Kreise nach der Erfindung zeichnen sich gegenüber den bisher gebräuchlichen Kreisen durch robustere Anordnung aus und sind weniger einem Versagen unterworfen, als dies bisher der Fall war. Diese »Und«-Kreise und/ oder »Oder«-Kreise besitzen günstigere Arbeitscharakteristiken, als dies bisher der Fall war. Ferner können die erfindungsgemäßen »Und«-Kreise und ebenso die »Oder«-Kreise verhältnismäßig klein ausgebildet sein.

Im Rahmen der Erfindung können die vorgenannten Erscheinungen dadurch erzielt werden, daß miteinander verbundene Verstärkerstufen zur Anwendung gelangen, von denen jede eine Halbleiterdiode enthält, welche den Vergrößerungsstromeffekt zeigt. In praxi können die genannten Verstärker einen Nutzkreis besitzen, der an eine ihrer Klemmen angeschlossen ist, und dieser Nutzkreis kann wiederum auf Ströme ansprechen, die in einer bestimmten Richtung einen vorbestimmten Minimalwert überschreiten.

Wenn man einen Vergrößerungsstrom von einer be-stimmten Verstärkerstufe unter Ausnützung eines Halbleitergleichrichters, wünscht, läßt man zunächst Strom durch den Halbleitergleichrichter in Durchlaß-

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richtung fließen, wodurch Träger in die Halbleitervorrichtung injiziert werden. Es wird sodann ein verhältnismäßig großes, umgekehrt gerichtetes Potential dem Gleichrichter zugeführt, wodurch in umgekehrter Richtung ein die Vergröfterungserscheinung zeigender Strom fließt, und dieser Vergrößerungsstrom bewirkt einen gewünschten Ausgangsstrom von der betreffenden Verstärkerstufe zu dem Nutzkreis.

Zu diesem Zweck wird bei einer bevorzugten Ausbildung nach der Erfindung eine Steuerstufe verwendet, die einen Kern aus magnetischem Material besitzt und Mittel, welche diesen Kern in bestimmter Richtung sättigen. Eine Wicklung ist auf dem Kern vorgesehen, und eine Mehrzahl Halbleitergleichrichter, von denen jeder eine Klemme mit der Wicklung verbunden hat, werden verwendet; es finden dabei Mittel Anwendung, um nach Wunsch den Vergrößerungsstrom in umgekehrter Richtung durch einen bestimmten der Gleichrichter fließen zu lassen und von dort durch die Spulenwicklung zu dem Zweck, den Kern in das ungesättigte Gebiet seiner Hysteresisschleife zu überführen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein einziger Nutzkreis an eine Mehrzahl Verstärkerstufen der genannten Art angekoppelt werden; dieser Nutzkreis umfaßt vorzugsweise einen Transformator, was jedoch nicht unumgänglich notwendig ist, der einen Kern aus magnetischem Material besitzt, welches eine wesentlich rechteckige Hysteresisschleife aufweist. Der Transformator wird zusätzlich so vorgespannt, daß er im wesentlichen auf den Vergrößerungsstrom anspricht, der einen bestimmten minimalen Stromwert überschreitet; auf diese Weise sind Isolationsströme und Streuströme wesentlich ohne Einfluß hinsichtlich der Erzeugung von Nutzströmen in dem Nutzkreis. Es kann auf diese Weise eine verhältnismäßig gedrängt angeordnete Stufe gebaut werden, welche als »Und«-Stufe, als »Oder-Stufe« oder als »Und«-und »Oder«-Stufe arbeiten kann, und diese Steuerstufe zeichnet sich wiederum durch außerordentlieh günstige Arbeitscharakteristiken aus.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines auf der Erscheinung des Vergrößerungsstromes beruhenden Schaltkreises, wie er im Rahmen der Erfindung zur Anwendung gelangt, und enthält gleichzeitig eine Erklärung der benutzten, Symbole,

Fig. 2 A bis 2 E Wellenformen, die sich bei der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ergeben,

Fig. 3 eine idealisierte Darstellung der Hysteresischarakteristik des Kernmaterials, welches vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 4 das Schaltungsschema eines Stromkreises gemäß der Erfindung, welcher als »Und«-Stufe und/oder als »Oder«-Stufe arbeitet.

In Fig. 1 umfaßt die Verstärkeranordnung, die in der Schaltung nach der Erfindung verwendet werden kann, ein Schaltorgan nach Art eines Halbleitergleichrichters 12, welches Hysteresiserscheinung zeigt. Der Gleichrichter 12 ist eine Halbleiterdiode, die sich dadurch auszeichnet, daß sie unter bestimmten Bedingungen veranlaßt werden kann, einen verhältnismäßig hohen Übergangsstrom in Sperrichtung zu führen, was sich daraus erklärt, daß Überschußlöcher oder Elektronen in seiner Gitterstruktur in Anbetracht einer vorhergehenden Stromleitung in Durchlaßrichtung gespeichert wurden. Kurz gesagt, ist der Halbleitergleichrichter so gewählt, daß er einen ausgesprochenen Vergrößerungsstrom zeigt. Die eine Klemme, und zwar die Anode des genannten Gleichrichters, ist in der Schaltung gemäß Fig. 1 mit der Wicklung 14 eines Transformators Tl verbunden, und das andere Ende der Wicklung 14 ist vorzugsweise an Erde über die Leitung 15 gelegt. Der Transformator Tl besitzt ferner einen Kern 20 aus magnetischem Material, welcher vorzugsweise eine Hysteresisschleife von wesentlich rechteckiger Form aufweist. Das Kernmaterial kann beispielsweise auf 4-79-Molypermalloy-Orthonik oder anderem Material bestehen, welches eine Hysteresisschleife der in Fig. 3 gezeigten Form besitzt; solche Materialien sind bekannt. Der Transformator Π besitzt eine Ausgangswicklung 22, von welcher Ausgangsspannungen nach Wunsch an einem Punkt23 abgenommen werden können; er besitzt ferner eine Wicklung 24, welche an eine einen Vormagnetisierungsstrom liefernde Stromquelle 25 angeschlossen ist, zu dem Zweck sicherzustellen, daß unter normalen Bedingungen der Transformator Tl in einem bestimmten Punkt seiner Hysteresisschleife arbeitet.

Die untere Elektrode des Gleichrichters 12, im Falle der Fig. 1 also die Kathode, ist an die eine Klemme eines weiteren Gleichrichters 18 geführt, welcher wiederum ein Halbleitergleichrichter oder irgendein anderer bekannter Gleichrichter sein kann; der Gleichrichter 18 muß nicht notwendigerweise die Erscheinung eines Vergrößerungsstromes aufweisen, wenn auch, wie es sich nachfolgend ergeben wird, das Auftreten eines Vergrößerungsstromeffektes im Gleichrichter 18 die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nicht beeinträchtigt. Der Gleichrichter 18 ist in bezug auf den Gleichrichter 12 umgekehrt gepolt, und eine regelmäßig positive und negative Impulse liefernde Quelle ist im Punkte 19 angeschlossen; die Impulse sind in Fig. 2 A dargestellt. Zweckmäßigerweise wird der Impulserzeuger 19 an die untere Klemme, d. h. die Anode des Gleichrichters 18 angeschlossen. In dieser Schaltungsweise liegen die Wicklung 14 und die Gleichrichter 12 und 18 in Serie, wobei die Gleichrichter zueinander umgekehrte Polarität besitzen, und es wirkt ein Impulsgenerator an dem einen Ende der Serienschaltung. Zusätzlich ist eine Quelle 16, die nach Wahl Steuerimpulse erzeugt, welche in Fig. 2 B dargestellt sind, an den Gleichrichter 12 angeschlossen; beispielsweise ist die Anschlußleitung an die gemeinsamen Elektroden der beiden Gleichrichter 12 und 18 geführt, und zwar unter Zwischenschaltung eines Transformators. Die Sekundärwicklung des genannten Transformators ist an einen Erzeuger 10 von Sperrimpulsen, deren Kurvenform in Fig. 2 E gezeigt ist, angeschlossen, um zu verhindern, daß die zugeführten Impulse 19 hoher Leistung auf den Eingangskreis zurückwirken. In an sich bekannter Weise kann eine Sperrdiode für diesen Zweck im Zusammenwirken mit den Sperrimpulsen benutzt werden.

Es ist hervorzuheben, daß die in Fig. 1 gezeigte Zusammenschaltung der Kathode des Gleichrichters 12 und der des Gleichrichters 18 nicht unumgänglich notwendig vorliegen muß. Werden die Polaritäten der Eingangsimpulse des Impulserzeugers 16 und der Vormagnetisierungsstrom der Stromquelle 25 entsprechend verändert, dann können auch die Anoden der beiden Gleichrichter miteinander verbunden sein.

Hinsichtlich der allgemeinen Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist festzustellen, daß im allgemeinen kein Strom in dem Serienstromkreis der Gleichrichter 12 und 18, der Transfor-

ergibt, nur eine verhältnismäßig kleine Änderung des Induktionsflusses im Kern 20 bewirkt. Es ergibt sich daher praktisch keine Ausgangsspannung an der Klemme 23 und ein eventuell auftretender kleiner 5 Spannungswert kann vollständig durch eine an die Ausgangsklemme 22 angeschaltete Ableitungsdiode verhindert werden. Bei Abwesenheit von Eingangsimpulsen 16 bewirken daher die von dem Impulserzeuger 19 erzeugten Impulse keine Ausgangsspannung an der

matorwicklung 14 und der Erdleitung 15 fließt, wenn Leistungsimpulse von dem Impulserzeuger 19 zugeführt werden. Wenn diese Leistungsimpulse positiv sind, wird der Stromfluß in der Serienschaltung durch den Gleichrichter 12 verhindert; ein Stromfluß infolge der negativen Phase der Leistungsimpulse wird indessen in ähnlicher Weise durch den Gleichrichter 18 verhindert. Wenn ein Eingangsimpuls an den Klemmen 16 zugeführt wird, während der negativen Phase des

Leistungsimpulses des Impulserzeugers 19, wird der io Klemme 23.

Gleichrichter 12 in Durchlaßrichtung Strom führen Wenn jetzt ein negativer Impuls von dem Impuls-

und dadurch Löcher oder Elektronen in seinem Gitter- erzeuger 16 während der Zeitspanne i₃ bis i₄ zugeführt

werk aufspeichern. Wenn darnach die positive Halb- wird, so verringert dieser Impuls das Potential der

phase des, Leistungsimpulses von dem Impulserzeuger Kathode des Gleichrichterelementes 12 in bezug auf

19 erzeugt wird, wird ein beträchtlicher Strom durch 15 dessen Anode, so daß ein kleiner Strom von Erde die Serienschaltung fließen und dieser Strom wird über die Transformatorwicklung 14 und von dort über einen Strom in Durchlaßrichtung durch den Gleich- den Gleichrichter 12 in Durchlaßrichtung fließt. Dierichter 18 darstellen und einen Vergrößerungsstrom ser kleine durch die Transformatorwicklung 14 fliedurch den Gleichrichter 12. Wie zuvor erwähnt wurde, ßende Strom, der sich infolge des Wirkens des Einist dieser auf dem Vergrößerungsphänomen beruhende 20 gangsimpulses des Impulserzeugers 16 ergibt, bewirkt Strom, obwohl er nur vorübergehender Natur ist, ver- ebenfalls keine Ausgangsspannung an der Klemme 23, hältnismäßig groß und durchsetzt die Wicklung 14 des da er lediglich so wirkt, den Kern 20 von seinem Ar-Transformators Tl 7MT Erdverbindung hin, so daß beitspunkt 34 weiter in die negative Sättigung 33 hinsich ein brauchbarer Ausgangsstrom an den Klemmen ein zu verschieben, was ebenfalls keine nennenswerte der Transformatorwicklung 22 ergibt. Die geschilderte 25 Änderung des Induktionsflusses des Kernes 20 bedeu-Wirkungsweise der Erfindung ergibt sich in einfacher tet. Der in Durchlaßrichtung des Gleichrichters 12 Weise von einer Betrachtung der in Fig. 2 dargestell- fließende Strom, der sich infolge des Eingangsimpulten Wellenformen und der in Fig. 3 wiedergegebenen ses des Impulserzeugers 16 ergibt, speichert indessen Hysteresisschleife. In bezug auf die Hysteresisschleife Löcher oder Elektronen in dem Gitterverband des ist zunächst festzustellen, daß der Kern 20 aus einem 30 Gleichrichters 12. Wenn dann ein positiver Impuls Material besteht, welches wesentlich eine rechteckige während des Zeitintervalls i₄ bis i₅ von dem Impuls-Hysteresisschleife besitzt und daß ein solches Mate- erzeuger 19 zugeführt wird, so bewirkt dieser positive rial eine Plusremanenz im Punkt 30 eine Plussätti- Impuls einen verhältnismäßig großen Strom durch die gung im Abschnitt 31, eine Minusremanenz im Ar- Serienschaltung, wobei dieser Strom einen in Durchbeitspunkt 32 und ein Minussättigungsgebiet 33 be- 35 laßrichtung den Gleichrichter 18 durchfließenden sitzt. Ein Vormagnetisierungsgleichstrom von der Strom und einen auf dem Vergrößerungseffekt beruhen-Stromquelle 25, welcher die Wicklung 24 des Trans- den Strom des Gleichrichters 12 darstellt. Dieser Verformators Tl durchsetzt, ist so gewählt, daß der Kern größerungsstrom fließt selbstverständlich in Sperr-

20 im Ruhezustand im Gebiete seiner negativen Sätti- richtung des Gleichrichters 12 und hat den Charakter gung im Punkt 34 liegt, und dieser Ruhearbeitspunkt 40 eines Übergangsstromes während des Zeitintervalls J₄

stellt einen Schwellenwert für die Arbeitsfunktion des Transformators Tl dar, dergestalt, daß verhältnismäßig kleine positive und negative Ströme in der Wicklung 14 ohne Einfluß sind auf die Ausgangsklemme 23.

Betrachtet man jetzt die Wellenform gemäß Fig. 2, so sieht man, daß im Zeitintervall t_± und t₂ beispielsweise die negative Halbphase des Leistungsimpulses von dem Impulserzeuger 19 an der Anode des Gleich-

bis i₅ wie dies in Fig. 2 C dargestellt ist. Dieser die

Transformatorwicklung 14 durchfließende Strom besitzt indessen hinreichende Größe, um den Kern 20 von seinem Arbeitspunkt 34 der jenseits des Minus-45 remanenzpunktes 32 liegt, in das Gebiet positiver Sättigung 31 zu überführen. Es bewirkt daher der Vergrößerungsstrom eine verhältnismäßig große Änderung des. Induktionsflusses in dem Kern 20, und es ergibt sich daher ein beträchtliches Potential an der richters 18 zur Wirkung gelangt, und dieser negative 50 Klemme 23 der Wicklung 22, und dieses Potential Impuls erzeugt keinen Strom in dem Serienkreis, da kann abgenommen werden.

der Gleichrichter 18 abgeschaltet ist. Während des Während des nächsten Zeitintervalls t₅ bis i₆ bringt

nächstfolgenden Zeitintervalls t₂ bis t₃ bewirkt die po- die Vorspannungsquelle25 den Kern20 wiederum von sitive Halbphase des, Impulses des Erzeugers 19, daß seinem Arbeitspunkt 31 zurück in das Gebiet negativer Strom in den beschriebenen Serienkreis fließt. Diese 55 Sättigung, so daß der Kern 20 sich wiederum in dem Stromleitung ist verhältnismäßig klein wegen der ge- Zustand entsprechend dem Punkte 34 befindet, der den ringen Größe des in Sperrichtung fließenden Stromes Vorbereitungszustand für die Zufuhr eines Steuerdurch den, Gleichrichter 12 und wird in diesem Zeit- signals bildet. Weitere Arbeitsfunktionen, die der Zuintervall durch einen kleinen positiven Impuls durch führung zweier weiterer Steuersignale entsprechen, die Spule 14 repräsentiert, wie das in Fig. 2 C gezeigt 60 sind in dem Zeitintervall t₉ bis t₁₅ dargestellt, und die ist. Infolge der Vorspannung des Transformators T1 Wirkungsweise der Anordnung vollzieht sich hierbei bewirkt dieser kleine positive Impuls eines die Wick- analog wie zuvor beschrieben.

lung 14 durchfließenden Stromes, daß der Kern 20 des Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, wirkt der

Transformators von seinem ursprünglichen Arbeits- Transformator Tl mit der übrigen Anordnung so zupunkt 34 in den Arbeitspunkt 35 übergeht; es ergibt 65 sammen, daß geringe auf Kriecheffekten beruhende sich aber aus Fig. 3, daß, da die Punkte 34 und 35 Signale in der Wicklung 14 gänzlich außerstande sind, Arbeitspunkte in dem Sättigungsgebiet des Kernes 20 Ausgangsspannungen an der Klemme 23 zu erzeugen, sind, der schwache positive Impuls,, der sich aus der Ferner bewirkt der Transformator Tl eine richtige Anwendung der positiven Halbphase des Impulses Formgebung der Ausgangssignale, die an der Klemme großer Leistung während des Zeitintervalls i₂ bis J₃ 7° 23 auftreten, so daß dieselben unmittelbar in weiteren

Kreisen verwendet werden können. Es ist ferner festzustellen, daß der Gleichrichter 18 einen geringeren Vergrößerungeeffekt aufweisen kann als der Gleichrichter 12; dies ist jedoch keine notwendige Voraussetzung, und tatsächlich ergibt sich auch eine zufriedenstellende Arbeitsweise, wenn der Gleichrichter 18 einen beträchtlichen Vergrößerungseffekt aufweist, wenigstens solange man das Eingangssignal hinreichend verzögert, um zu gestatten, daß der Vergrößerungsstrom aufweist, so werden die negativen Halbphasen der von dem Impulserzeuger 19 gelieferten Impulse hoher Leistung leicht den Vergrößerungsstrom aus dem Gleichrichter 18 ableiten, da die Elek- 20 tronen leicht von der Erde durch die Wicklung 14 und von dort durch den Gleichrichter 12 in dessen Durchlaßrichtung fließen können. Der Gleichrichter 18 wird daher schnell leer gemacht und der Entleerungsstrom,

eine Anzahl voneinander unabhängiger Spannungsquellen für »Oder«-Spannungen ergeben- Der in Fig. 4 dargestellte Transformator T2 besitzt ferner eine Wicklung 55, welche an ihrem einen Ende an eine 5 Vorspannung 56 geführt ist, während ihr anderes Ende die Ausgangsklemme 57 bildet. Wie noch beschrieben wird, bildet die Wicklung 55 mit ihrer Vorspannung 56 an der Klemme 57 den Ausgang einer »Und«-Stufe, und es können auch hier eine Mehrzahl

rungsstrom im Gleichrichter 18 abgeleitet werden 10 von »UndÄ-Stufen-Ausgangsklemmen an dem Transkann. Es ist in dieser Beziehung zu bemerken, daß formatorT2 gebildet werden. Die Schaltungsanordwährend der Zeitperioden, während welcher der Trans- nung gemäß Fig. 4 wirkt daher als eine kombinierte formator Ti in seinem negativen Sättigungsgebiet »Oder«-Stufe und »Und«-Stufe, man kann aber daarbeitet, seine Impedanz gegenüber Stromfluß klein durch, daß man die eine oder die andere Wicklung in ist und er praktisch einen Kurzschluß darstellt. Wenn 15 Fortfall kommen läßt oder statt dessen zwei Wickdaher tatsächlich der Gleichrichter 18 einen Vergröße- lungen anwendet, ganz nach Wahl eine »Oder«-Stufe

oder eine »Und«-Stufe oder eine kombinierte »Und«- Stufe und »Oder«-Stufe, welche mehrere Ausgangsklemmen besitzt, erhalten.

Die Wirkungsweise der Fig. 4 ergibt sich aus einer Betrachtung der Beschreibung der Fig. 1. Die Gleichrichtergruppen 40 und 43, 41 und 44 und 42 und 45 wirken jede für sich in der Art, wie es hinsichtlich der Gleichrichter 12 und 18 erörtert wurde. Es bewirkt der in der Spule 14 fließt, bewirkt wiederum keine 25 daher die Zuführung von Eingangssignalen zur Ausgangsspannung an der Klemme 23, da er solche Klemme 52 während der negativen Halbphase der Richtung besitzt in bezug auf die Wicklung 14, daß er Leistungsimpulse des Impulserzeugers 47 einen Verbestrebt ist, den Kern 20 noch weiter in sein negatives größerungsstrom durch den Gleichrichter 40 während Sättigungsgebiet zu überführen. der nächsten positiven Halbphase. In ähnlicher Weise

Das Auftreten eines Vergrößerungsstromes im 30 bewirken Eingangsspannungen an den Klemmen 53 Gleichrichter 12, der durch die Leistungsimpulse wäh- und/oder 54 einen Vergrößerungsstrom durch die rend der Entleerungsphasen des Gleichrichters 18 her- Gleichrichter 41 und/oder 42.

vorgerufen wird, bricht infolge Rekombination zu- Eine Verkopplung der verschiedenen Verstärkersammen und es können geeignete Impulsfrequenzen teile I, II und III wird durch die übliche Arbeitsweise der Leistungsimpulse angewendet werden, so daß 35 der verschiedenen dargestellten Dioden undgegebenensolche Rekombinationsvorgänge sich ergeben. falls durch geeignete Sperrimpulse verhindert. Wenn

Verstärker des in Fig. 1 gezeigten Typs können daher irgendeine der Klemmen 52 und/oder 53 und/ gemäß der Erfindung als »Und«-Stufen und/oder als oder 54 ein Signal zugeführt erhält, ergibt sich ein »Oder«-Stufen in Stromkreisen benutzt werden; eine beträchtlicher Strom durch die Transformatorwicklung solche Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt. In 40 46 zur Erdklemme hin, wobei eine Ausgangsspannung Fig. 4 erkennt man eine Mehrzahl Verstärkerstufen I, an der Wicklung 48 auftritt und an der Klemme 49 II, III usw., und diese Verstärkerstufen bestehen aus entnommen werden kann. Wenn mehr als eine oder einer ersten Anzahl von Halbleitergleichrichtern 40, alle der Eingangsleitungen 52, 53 und 54 Signale zu-41, 42, usw., welche einen Vergrößerungsstromeffekt geführt erhalten, ergibt sich eine entsprechende Veraufweisen und aus einer zweiten Anzahl von Gleich- 45 größerung des Ausgangsstromes in der Transformatorrichtern 43,44,45 usw., welche nicht notwendigerweise wicklung 46. Man kann indessen feststellen, daß unter einen Stromvergrößerungseffekt besitzen. Die ver- normalen Bedingungen der Vergrößerungsstrom eines schiedenen Verstärkerstufen sind an ihren oberen einzigen Diodenverstärkers hinreichend ist, um den Enden an eine Eingangswicklung 46 eines Transfor- Kern des Transformators T2 in den Sättigungszumators TI des zuvor beschriebenen Typs geführt, und 50 stand zu überführen; der weitere Strom der durch das sie sind an ihren unteren Enden an einen gemeinsamen Ansprechen von mehr als einer Verstärkerstufe sich Erzeuger 47 von Impulsen hoher Leistung angeschlos- ergibt, bewirkt daher keine zusätzliche Ausgangsspansen, die sowohl ins Positive wie ins Negative gehen. nung an der Ausgangswicklung 48. da der Kern, des Ein dem Impulserzeuger 10 der Abb. 1 entsprechender Transformators 42 bereits durch den Strom des einen Erzeuger von Sperrimpulsen kann ebenfalls vorge- 55 Diodenverstärkers gesättigt wird. Die Stromkreisansehen sein. Der Transformator T2 besitzt eine Aus- Ordnung, die die Wicklung 48 bildet, wirkt daher als gangs wicklung 48, von der »Oder«-Spannungen je nach »Oder«-Stufe, insofern Erregung von einer oder den Bedingungen an einer Ausgangsklemme 49 abge- mehrerer Eingangsklemmen 52, 53 und 54 an der nommeii werden können; der Transformator enthält Klemme 49 eine Ausgangsspannung erzeugt, die in ferner eine Vormagnetisierungswicklung 50, die von 60 weiteren Stromkreisen ausgenutzt werden kann. einer Spannungsquelle 51 wie zuvor Vormagnetisie- Die Wicklung 55 im Zusammenwirken mit der Vor

spannung 56 bewirkt an der Klemme 57 eine Spannung, die der Wirkungsweise als Verhinderungs-
»Und«-Stufe entspricht. Infolge der Vorspannung 56
⁶5 leiten sich die Signale, die an der Klemme 57 erhalten
werden, von einem positiven Bezugspotential ab, so
daß normalerweise ein »Ja«-Signal an der Klemme 57
auftritt. Dieses »Ja«-Signal wird indessen durch ein
Potential, das infolge des Vergrößerungsstromes von

rungsstrom erhält. Eine Mehrzahl unabhängiger Signale 52, 53. 54 ... werden den verschiedenen Verstärkerstufen in der im Zusammenhang mit Fig. 1 erörterten Art zugeführt.

Die so weit beschriebene Anordnung mit dem Transformator T2 und dessen Ausgangswicklung 48 wirkt
als »Oder«-Kreis; wie sich aus der folgenden Erörterung ergibt, kann eine Mehrzahl von Wicklungen nach

Art der Wicklung 48 vorgesehen werden, so daß sich 70 einer oder mehrerer Verstärkerstufen I, II, III in der

Wicklung 55 induziert wird, ausgelöscht. Wenn daher keine Eingangssignale an den Klemmen 52, 53, 54 auftreten, erhält man eine positive Ausgangsspannung an der Klemme 57; wenn aber ein oder mehrere Signale den genannten Klemmen zugeführt werden, wird der Yorspannungseffekt der Spannungsquelle 56 aufgehoben und es nimmt die Klemme 57 im wesentlichen Erdpotential an. Der die Wicklung 55 umfassende Kreis wirkt daher als »Und«-Stufe. Es ist ferner zu bemerken, daß eine »Und«-Stufe der zuvor erörterten Art auch so ausgebildet werden kann, daß eine Eingangsspannung nur in einer der Diodenverstärkerstufen keine hinreichende Ausgangsspannung an der Wicklung 55 erzeugt, welche bereits die Spannungsquelle 56 überwindet, so daß, um das Potential der ge- nannten Spannungsquelle 56 auszulöschen, mehr als eine der Eingangsleitungen.- ein Signal erhalten muß.

Wie bereits erwähnt, verbindet die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 die Funktionen einer »Und«- Stufe mit den Funktionen einer »Oder«-Stufe in einer einzigen Schaltungsanordnung. Wenn die Wicklung 48 entfällt, ergibt sich eine reine »Und«-Stufe; wenn man weitere Wicklungen vorsieht und entsprechende Vorspannungsquellen anwendet, erhält man eine Afehrzahl »UndÄ-Stufen-Ausgangsspannungen. Wenn man ferner die Wicklung 55 wegläßt, so wirkt die Anordnung mit der Wicklung 48 als reine »Oder«-Stufe und eine Mehrzahl solcher Wicklungen 48 können Anwendung rinden, um eine Mehrzahl von »Oder«-Stufen Ausgangsspannungen zu erhalten.

Es wurde im Vorstehenden nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben und es sind weitere Ausführungsformen für den Fachmann naheliegend. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 wirkt als eine »Oder«-Stufe für Impulse, wenn man annimmt, daß die Binärziffer 1 durch ein Signal wiedergegeben wird und wirkt als eine »Und«-Stufe für Komplemente. Die mit 49 und 57 bezeichneten Ausgänge geben daher Impulse bzw. Komplemente, und die Anordnung gemäß Fig. 4 kann daher sowohl als »Und«-Kreis, dessen Ausgangswerte das Komplement zu den Eingangswerten ist, angesprochen werden und auch als ein »Oder«-Kreis mit gleichen Eigenschaften. Es ist ferner klar, daß Rechenkreise, wie Addierwerke, Multiplikationsstufen, Speicherwerke mit Verschie-Schiebung, Zählwerke u. dgl., im allgemeinen aus Ketten von »Und«-Stufen, und »Oder«-Stufen bestehen; da im Vorstehenden eine neue Art einer aus einer »Und«-Stufe und einer »Oder«-Stufe bestehenden Schaltung gezeigt wurde, ist es naheliegend, solche Kreise oder eine Mehrzahl solcher Kreise zusammenzuschalten, um Schaltkreise mit logischen Funktionen zu erhalten. Von diesem Gesichtspunkt aus bildet daher die vorstehende Beschreibung nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, beschränkt dieselbe aber nicht.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltung mit »Und«-Funktionsweise und/ oder »Oder«-Funktionsweise unter Benutzung eines Magnetkernes mit einer im wesentlichen rechteckigen Hysteresiskurve, der eine Vorsättigungswicklung, mindestens eine Eingangs- und mindestens eine Ausgangswicklung besitzt und dem eine erregende Stromquelle zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl Halbleitergleichrichter (40, 41, 42) mit ihrer einen Klemme an die Eingangswicklung (46) angeschlossen ist und mit ihrer anderen Klemme an Steuerstromquellen (52, 53, 54) derartig angeschlossen ist, daß diese Steuerstromquellen Ströme in Durchlaßrichtung in ausgewählten Gleichrichtern der Mehrzahl Halbleitergleichrichter (40, 41, 42) erzeugen und dadurch die ausgewählten Gleichrichter für die Erzeugung eines nachfolgenden Vergrößerungsstroms in Sperrichtung vorbereiten, so daß die erregende Stromquelle (47) unter der Wirkung des Vergrößerungsstromes in den ausgewählten Gleichrichtern (40, 41, 42) einen Strom durch die Eingangswicklung sendet, welcher den Kern in ungesättigtes Gebiet der Hysteresiskurve treibt, wodurch ein verwertbares Ausgangssignal in der Ausgangswicklung (55, 48) erzeugt wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Verstärkerstufen parallel zueinander angeordnet ist und daß diese Verstärkerstufen je eine Mehrzahl von Gleichrichtern enthalten, und zwar in Serie miteinander liegend einen ersten und einen zweiten Gleichrichter, wobei die Gleichrichter zueinander mit entgegengesetzter Polarität geschaltet sind, und daß die Steuermittel an das eine Ende der Serienschaltung der Gleichrichter angeschaltet sind.

3. Schaltung nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der eine der Gleichrichter in jeder Stufe ein Halbleitergleichrichter mit Vergrößerungseffekt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis einen Transformator umfaßt, der einen Kern aus magnetischem Material besitzt, und daß eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung auf dem Kern vorgesehen sind und daß Mittel vorgesehen sind, um die erste Wicklung mit dem anderen Ende der Verstärkerstufe zu verbinden, und daß Mittel vorgesehen sind, um nach Wahl Ausgangssignale von der zweiten Wicklung zu entnehmen.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis Mittel zur Erzeugung eines Schwellenwertes enthält, dergestalt, daß der Nutzkreis nur auf Strom einer bestimmten Polarität anspricht und nur, wenn derselbe einen bestimmten Minimalwert überschreitet.

6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kern eine Mehrzahl von Ausgangswicklungen (48, 55) zugeordnet ist, von denen jede induktiv mit der Eingangswicklung gekoppelt ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle (56) im Stromkreis einer Ausgangswicklung (55) liegt, dergestalt, daß eine Ausgangsspannung in dem Stromkreis erzeugt wird, wenn kein Vergrößerungsstrom in einer der Halbleiterdioden fließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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