DE1044883B

DE1044883B - Aus Transistorstufen bestehende Schaltungsanordnung fuer elektronische Schalter

Info

Publication number: DE1044883B
Application number: DEST12851A
Authority: DE
Inventors: Antonie Snijders
Original assignee: Nederlanden Staat
Current assignee: Nederlanden Staat
Priority date: 1957-08-06
Filing date: 1957-08-06
Publication date: 1958-11-27
Also published as: FR1180914A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für elektronische Schalter, die aus Transistorstufen besteht, die je einen Transistor enthalten, desser Emitter mit einem Punkt konstanten Potentials, dessen Kollektor mit einer Ausgangsklemme und dessen Basis mit einer Anzapfung eines Spannungsteilers verbunden ist, der zwischen einer ersten Klemme einer Batterie und einer Eingangsklemme angeschlossen ist, die über einen dritten Widerstand mit dem zweiten Pol der Batterie verbunden ist, wobei die Ausgangsklemme von mindestens einer der Transistorstufen mit der Eingangsklemme von mindestens einer weiteren Transistorstufe verbunden ist, so daß der Kollektorbelastungswiderstand dieser ersten Stufe wenigstens teilweise durch den dritten Widerstand dieser weiteren Stufe gebildet wird und der Transistor dieser weiteren Stufe nichtleitend ist, wenn der Transistor der ersten Stufe leitend ist.

Es können insbesondere zwei gleiche Transistorstufen, deren Eingangs- und Ausgangsklemmen miteinander gekoppelt sind, als bistabile Kippschaltung dienen. Eine solche Kippschaltung ist bekannt. Sie enthält zwei p-n-p-Transistoren, deren Ermitterelektroden über einen gemeinsamen Widerstand von 800 Ohm mit der Plusklemme der Spannungsquelle verbunden sind. Der leitende Transistor liefert in diesem Falle einen Kollektorstrom, der bei dem auftretenden Basisstrom maximal ist. Dies ist wie folgt erklärlich. Die Plusklemme der Spannungsquelle ist in jeder Hälfte der Kippschaltung über einen Widerstand von 2 kOhm mit der Basis eines Transistors verbunden und von diesem Punkt her über einen 10-kOhm-Widerstand mit einer Eingangsklemme der Kippschaltung. Der dritte Widerstand, der die Eingangsklemme mit der Minusklemme der Spannungsquelle verbindet, ist in jeder Hälfte 2 kOhm. Wird angenommen, daß die Plusklemme geerdet ist und die Minusklemme eine Spannung von — 7 V hat, so haben sowohl die Eingangsklemme als auch der Emitter der Hälfte mit dem leitenden Transistor eine Spannung von etwa

— IV, während der Emitterstrom = 1,25 mA

beträgt Man findet dann die Kollektorspannung des leitenden Transistors durch Anwendung des Satzes von Th even in auf den Zweig der Schaltung, der diesen Kollektor mit der Minusklemme der Batterie verbindet. Die Innenimpedanz beträgt dann 2 · 12

-^-q—[2- = l,7kOhm. Da der Basisstrom nur einen kleinen Teil des Emitterstroms beträgt, ist der Kollektorstrom etwa 1,25 mA. Der von diesem Strom über die Innenimpedanz hervorgerufene Spannungsabfall ist also 1,7-1,25 V, d. h. etwa 2,1 V. Die Kollektorspannung ist die Spannung im nichtleitenden Zustand des

bestehende Schaltungsanordnung

für elektronische Schalter

Anmelder:

De Staat der Nederlanden, ten deze

vertegenwoordigd door de directeur-

generaal der Posterijen, Telegrafie

en Telefonie, Den Haag

Vertreter: Dr.-Ing. O. Stürner, Patentanwalt,
CaIw-Wimberg, Ostlandstr. 36

Antonie Snijders, Den Haag,
ist als Erfinder genannt worden

Transistors, d.h. — 6V zuzüglich 2,1V, also etwa —4 V. Die Spannung zwischen Emitter und Kollektor des leitenden Transistors ist somit 3 V. Da der bei dem auftretenden Basisstrom maximale Kollektorstrom bereits bei einer Spannung zwischen Emitter und Kollektor von einigen Zehnteln Volt auftritt, ist es ersichtlich, daß diese bekannte Kippschaltung bei Belastung, wobei also Verringerung des Belastungswiderstands auftritt, nicht mehr gut wirkt, da die Verringerung dieses Widerstandes nicht von einer Vergrößerung des Kollektorstroms begleitet werden kann, wobei die Kollektorspannung des leitenden Transistors sinken würde und damit auch die Spannung auf der Basis des Transistors, der im nichtleitenden Zustand gehalten werden sollte.

Eine Einstellung der Transistorstufe, wie vorstehend geschildert, hat also für Schaltzwecke den großen Nachteil, daß, wenn die Transistorstufe zur Steuerung irgendeiner ähnlicher Stufe verwendet und sein Belastungswiderstand somit geringer wird, der Kollektorstrom nicht mehr zunehmen kann und die Spannung an der Ausgangsklemme sich darum ändert. Eine solche Schaltungsanordnung ist daher nur beschränkt anwendbar. Abgesehen davon, tritt bei einer solchen Einstellung der Transistorstufe, sogar wenn nur eine andere Stufe gesteuert werden soll, der Nachteil auf, daß die Kollektorspannung bei Transistoren gleicher Art Änderungen aufweist und daß sie sich bei einem gegebenen Transistor mit dem Alter ändert.

Gemäß der Erfindung werden die vorerwähnten

Nachteile dadurch beseitigt, daß der dritte Wider-

809 flS'0/229

stand jeder Stufe und die jeweiligen Potentiale der beiden Batteriepole derart gewählt sind, daß der dadurch eingestellte Sättigungswert des Kollektorstroms des Transistors dieser Stufe im leitenden Zustand bei einem Wert des Kollektorbelastungswiderstandes erreicht wird, der kleiner als der des erwähnten dritten Widerstandes ist, so daß der Spannungsabfall über den Emitter-Kollektor-Weg jedes leitenden Transistors klein bleibt.

Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Reihe von drei Transistorstufen nach der Erfindung,

Fig. 2 den Wert des Kollektorstroms eines Transistors als Funktion der Spannung zwischen Kollektor und Emitter bei konstantem Basisstrom,

Fig. 3 eine bistabile Kippschaltung nach der Erfindung, die aus zwei Transistorstufen zusammengebaut ist,

Fig. 4 eine bistabile Kippschaltung, die mehrere Transistorstufen steuert,

Fig. 5 mehrere Transistorstufen, welche gemeinsam eine einzige bistabile Kippschaltung steuern,

Fig. 6 eine einzige Transistorstufe, die mehrere andere, einen gemeinsamen dritten Widerstand besitzende Schaltungen steuert,

Fig. 7 eine Kombination von Schaltungen nach den Fig. 5 und 6,

Fig. 8 eine steuernde und eine gesteuerte Transistorstufe.

Alle Schaltungen nach den Figuren enthalten p-n-p-Transistoren.

Bei der linken Transistorschaltung nach Fig. 1 ist der Emitter mit der Klemme 4 verbunden, die an eine Anzapfung einer Spannungsquelle angeschlossen ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist diese Anzapfung mit Erde verbunden. Ferner sind zwei Widerstände in Reihe gelegt, die in Fig. 1 mit 1Oi? bzw. R bezeichnet sind und deren Kopplungspunkt 6 mit der Basis des Transistors verbunden ist. Ein Ende der Reihenschaltung ist mit der Klemme 3 verbunden, die an die Plusklemme der Spannungsquelle angeschlossen ist und somit bei dem dargestellten Beispiel eine Spannung von +24V gegen Erde hat. Das andere Ende der Reihenschaltung ist mit der Klemme 1 verbunden, welche die Eingangsklemme der linken Transistorschaltung darstellt. Diese Eingangsklemme ist über einen dritten Widerstand, der in Fig. 1 mit dem Wert 5 R bezeichnet ist, mit der Klemme 5 verbunden, die an die Minusklemme der Spannungsquelle angeschlossen ist und somit bei dem dargestellten Beispiel eine Spannung von —36 V gegen Erde hat. R kann z. B. einen Wert von 10 kOhm darstellen. Der Kollektor des Transistors ist einerseits mit der Ausgangsklemme 2 der Schaltung und andererseits über einen Widerstand R_c mit der erwähnten Klemme 5 verbunden.

Vorausgesetzt, daß der Transistor leitend ist, so hat sein Emitter eine Spannung von OV; die Spannung am Punkt 6 wird nur wenig negativ sein, die Span-

nung an der Klemme 1 wird -r- · —36V = —6V sein.

Der Transistor soll einen Kollektorstrom I₀ liefern, der einen kleineren Wert hat als maximal bei dem vorhandenen Basisstrom auftreten kann.

In Fig. 2 äst I₀ als Funktion der Kollektor-Emitter-Spannung V_c bei konstantem Basisstrom I_b angegeben. Kennzeichnend für den Transistor ist, daß bereits bei einer Spannung zwischen Emitter und Kollektor von einigen Zehnteln Volt der Kollektorstrom seinen Maximalwert praktisch erreicht hat. Bei einer Transistorstufe, die nur in dem. stark geneigten Teil der Kennlinie arbeitet, sind somit große Änderungen von I₀ möglich, während V₀ praktisch gleich bleibt, d. h. etwas negativ. Wird angenommen, daß in Fig. 1 I₀ nicht seinen Maximalwert hat, so wird die Spannung an der Klemme 2 somit etwas negativ sein. Wird weiter einfachheitshalber angenommen, daß die Spannungen an den Klemmen 6 und 2 0V betragen, so kann der minimal zulässige Wert von R₀, d. h. der Wert, bei dem I₀ noch nicht den Maximalwert erreicht, wie folgt berechnet werden.

Wenn I₁ den vom Punkt 6 zur Minusklemme der Batterie fließenden Strom und I₂ den von dem Pluspol der Batterie zum Punkt 6 fließenden Strom bezeichnen, so ist

I₁ —

36
62?'

24
1Oi?

Dann ist J₂-I-Z^=Z₁, also:
36 24

T. — —L

*~ 6Ä

36

1Oi? 1Oi?

Wird die Stromverstärkung β eingeführt, so kann der Maximalwert von I_c wie folgt ausgedrückt werden:

— β ' I\> —

jg-36
1Oi?

Der zulässige Minimalwert von R₀ ist somit:
36 10 i?

i? . — ■

ff-36
1Oi?

Ist β ζ. B. 30, so ist R_{c mln} = \ R.

5R

Wird R₀ mi„ größer, z. B. -^- gewählt, so wird gewiß

bei größerem i?_e-Wert der F_c-Wert, d. h. die Ausgangsspannung an. der Klemme 2, einen Wert von etwa 0 V beibehalten, sogar wenn die Transistorkennlinie, die Widerstände und die Batteriespannung sich etwas änderten.

Wird die Ausgangsspaunung zur Steuerung einer ähnlichen, zweiten Stufe verwendet, wobei der dritte Widerstand der zweiten Schaltung als Belastungswiderstand für die erste Schaltung dient, so ist R_C=5R, und die zweite Stufe wird eine Spannung von etwa 0 V an der Eingangsklemme führen. Die Spannung am Punkt 6 ist in diesem Falle

. 24= 2,2 V; der zweite Transistor ist nichtleitend.

Wird durch diese Stufe wieder eine ähnliche dritte Stufe gesteuert, so ist R_c wieder gleich 5i?, und der dritte Transistor ist leitend, wobei die Spannung an der Eingangsklemme der dritten Stufe

--rp-—36 = —6V ist, usw. Man kann jedoch auch den

Wert von i?„ auf — R herabsetzen. Dies bedeutet, daß

man durch eine einzige Stufe neun andere steuern kann. Ist in der Steuerstufe der Transistor leitend, so wird beim Parallelschalten von 9-5i? zwischen Ausgangsklemme und Minuspol der Spannungsquelle dennoch die Spannung an den Eingangsklemmen der neun gesteuerten Stufen nicht herabsinken, sondern

etwa 0 V bleiben. Bei allen diesen letzten Stufen wird der Transistor also in dem nichtleitenden Zustand gehalten. In Fig. 1 ist in der Mitte eine Stufe dargestellt, deren Widerstände zwischen Plus-und Minuspol der Batterie dreimal größer als die der linken Stufe sind. Der Belastungswiderstand R/ kann dabei einen Minimalwert haben, der dreimal größer als der der linken Stufe ist. Die Spannungen an den verschiedenen Punkten sind dabei vollkommen gleich denen an den entsprechenden Punkten der linken Stufe.

Die rechte Stufe in Fig. 1 besitzt zwischen Plus- und Minuspol der Batterie Widerstände, die wieder dreimal größer sind. Der Belastungswiderstand R_c" kann dabei einen Minimalwert haben, der neunmal größer ist als der der linken Stufe. Diese Vergrößerung der Widerstände bedingt, daß man durch die linke Stufe 9-3 Exemplare der mittleren und 9-9 Exemplare der rechten Stufe steuern kann. Infolge dieser Vergrößerung nimmt die Anzahl durch eine einzige Stufe steuerbarer Stufen also wieder zu. Umgekehrt,

kann man durch die rechte Stufe — · 9 Exemplare der

mittleren und gerade eine einzige linke Stufe steuern. An Hand der Fig. 3 wird nun der Fall beschrieben, in dem zwei Stufen mit gleichen Verhältnissen zwisehen den Widerständen zwischen Plus- und Minuspol der Batterie gemeinsam eine bistabile Kippschaltung bilden. Bei dem linken Transistor T₁ sind die Widerstände R₁, R₂ und R₃ vorhanden, und zwischen R₂ und R₃ ist die Diode D₁ eingefügt; bei dem rechten Transistor T₂ sind die Widerstände i?₄, R₅ und R_e vorhanden, wobei zwischen R₅ und R_e die Diode D₂' aufgenommen ist. Es wird angenommen, daß links und rechts die Reihenwiderstände sich als 10 :1 :5 verhalten. Die Emitterelektroden sind wieder geerdet; der Pluspol der Batterie hat wieder eine Spannung von +24 V, der Minuspol eine Spannung von —36 V. Ist T₁ leitend, so ist die Spannung an der Eingangsklemme 7 — · —36 V = —6 V. Der Kollektor von T₁

ist über eine Diode D₂ und die bereits erwähnte Diode D₂ mit der Eingangsklemme 8 der rechten Transistorschaltung verbunden. Diese Klemme hat somit eine Spannung von etwa 0 V. Die Basis von T₂

1

hat eine positive Spannung von —— · 24 V, und T₂

ist nichtleitend.

Sein Kollektor ist über die Diode D₁ und die bereits erwähnte Diode D₁ mit der Eingangsklemme 7 der linken Transistorstufe verbunden. Die Funktionen der Dioden werden weiter unten erörtert. Empfängt die Klemme 7 einen positiven Impuls, so wird T₁ nichtleitend. Die Spannung an der Klemme 8 sinkt herab, da der linke Kollektor keinen Strom mehr liefert, und T₂ wird leitend. Die Spannung an der Klemme 8 ist dann — 6 V. Der Kollektorstrom von T₂ hält die Klemme 7 auf 0 V, auch nachdem der positive Impuls verschwunden ist. Die Kippschaltung ist dann in der zweiten stabilen Lage. Ein positiver Impuls an der Eingangsklemme 8 führt die Stufe in die erste, stabile Lage zurück. Dies läßt sich auch durch einen negativen Impuls an der Klemme 7 erzielen.

Mit Rücksicht darauf ist die Diode D₁ vorgesehen, da beim Fehlen dieser Diode im letzten Falle ein hoher Steuerstrom erforderlich wäre, da über die leitende Diode D₁ und den Transistor T₂ die Klemme 7 0 V führen würde. D₁ verhindert diese unerwünschte Kopplung. D₂ erfüllt dieselbe Wirkung für den Fall, daß die Eingangsklemme 8 einen negativen Impuls empfängt.

40 Die Klemmen 9 und 10 an dem linken und rechten Kollektor der Kippschaltung können an die Eingangsklemmen anderer Transistorstufen angeschlossen werden, um diese zu steuern. Bei Verringerung des Belastungswiderstandes der linken oder der rechten Stufe bleibt durch die Zunahme des zugehörenden Kollektorstroms doch die Kollektorspannung praktisch gleich. Mit Rücksicht auf diese Belastung sind die bereits erwähnten Dioden D₁ und D₂ vorgesehen. Diese verhindern, daß die Eingangssteuerung von der veränderlichen. Belastung beeinflußt wird. Auf ähnliche Weise soll auch die Eingangssteuerung von dritten und weiteren Transistorstufen frei von dem Einfluß gegenseitiger Kopplungen vor sich gehen können. Die dritte und die weiteren Transistorstufen werden somit an die Klemmen 9 und 10 über Dioden angeschlossen, die ähnlich wie D₁ und D₀ von dem Kollektor her leitend sind. Ist die Klemme 7 negativ und empfängt sie einen positiven Steuerimpuls, so wird dieser von zu steuernden Stufen an der Klemme 10 nicht beeinflußt. Auch ein positiver Impuls an der Klemme 8, der die Kippschaltung wieder in die erste Lage zurückführt, wird nicht von zu steuernden Stufen an der Klemme 9 beeinflußt. Dies ist in Fig. 4 näher . angedeutet. Die Kippschaltung T₃-T₁ steuert mehrere andere Transistorstufen. Sie wird an sich an der Eingangsklemme 11 oder 12 gesteuert. Der Kollektor des Transistors T₃ ist über die Dioden D₄ und D₄' mit der Eingangsklemme 12 der Schaltung verbunden, der Kollektor von T₄ ist über die Dioden D₃ und D₃' mit der Eingangsklemme 11 der Schaltung verbunden.

Außerdem ist dabei jedoch der Kollektor von T₃ über die Diode D₅ mit der Eingangsklemme einer Stufe verbunden, die einen Transistor T₅ enthält, und über die Diode D₆ mit der Eingangsklemme einer Stufe, die einen Transistor T₆ enthält. Der Kollektor von T₄ ist außerdem über eine Diode D₇ mit der Eingangsklemme einer Stufe verbunden, die einen Transistor T₇ enthält. Ein Kollektorstrom verteilt sich somit durch leitende Dioden über eine Anzahl von Belastungswiderständen, was unbedenklich durchführbar ist, solange dieser Strom seinen Maximalwert noch nicht erreicht hat. Betrachtet man diese Belastungswiderstände in ihrer Wirkung von dritten Widerständen, so führen die Dioden die Entkopplung herbei. Wenn der SteuertransistO'r nichtleitend ist, ist die Eingangsspannung der gesteuerten Transistoren infolge dieser Entkopplung von ihrer Anzahl unabhängig. Es ist dabei auch möglich, eine Transistorstufe, z. B. die mit T₅, noch durch eine andere Stufe steuern zu lassen, ohne daß die parallel zu der Stufe mit T₅ gelegten Stufen beeinflußt werden. Es liegt dann der nachfolgende Fall vor. Außer dem Fall der einen, viele andere Stufen steuernden Stufe liegt in der Schalttechnik auch ein Bedarf an dem umgekehrten Fall vor, d. h., es kann erwünscht sein, viele Transistorstufen, die zu Kippschaltungen zusammengesetzt sind oder nicht, gemeinsam eine einzige Stufe steuern zu lassen. Mach Fig. 5 steuern acht Stufen eine solche einzige Kippschaltung. Letztere enthält außer den zwei Sätzen von Reihendioden die Transistoren T₈ und T₉ und die Dioden D_s und D₉. Sie ist an ihrer Eingangsklemme 13 über die Dioden D₁₀ bis D₁₇ und die Klemmen 14 bis 21 mit den Kollektoren der Transistoren T₁₀ bis T₁₇ in Verbindung, von denen nur T₁₀ und T₁₇ dargestellt sind. Es wird angenommen, daß die Basis jedes der Steuertransistoren auf die vorerwähnte Weise mit dem Kopplungspunkt zwischen zwei Widerständen verbunden sind, die mit einem

dritten Widerstand zwischen den zwei Batterieklemmen in Reihe liegen.

Der dritte Widerstand R₇ zwischen der Eingangsklemme 13 der Kippschaltung und dem Minuspol der Batterie ist gleichzeitig der Belastungswiderstand für die Transistoren T₁₀ bis T₁₇. Ist R₇, wie vorstehend erörtert, größer als der zulässige Minimalwert des Belastungswiderstandes, so ist die Spannung der Klemme 13 beim Leitendsein eines oder mehrerer der Transistoren T₁₀ bis T₁₇ stets etwa 0 V, während sie beim Nichtleitendsein aller dieser Transistoren z. B. wieder —6 V ist. Die Klemme 13 nimmt doch die meist positive Spannung von den Klemmen 14 bis 21 an. Eine gute Steuerung der Kippschaltung wird somit unabhängig von der Anzahl von Steuerstufen erzielt.

Fig. 6 zeigt den Fall, in dem eine einzige Transistorstufe mit dem Transistor T₁₈ neun andere Transistorstufen mit den Transistoren T₁₉ bis T₂₇ und dem gemeinsamen, dritten Widerstand i?₈ steuert. Ähnlich wie in Fig. 4, ist hier also eine einzige Stufe zur Steuerung vieler anderer vorgesehen. Letztere haben einen gemeinsamen dritten Widerstand. Der Kollektor von T_lg der Steuerstufe, wobei der erste, zweite und dritte A¥iderstand einfachheitshalber weggelassen sind, ist über den Punkt 22 und -R₈ mit dem Minuspol der Batterie und über Punkt 22 und die Dioden D_1n bis D₂₇ mit den Eingangsklemmen 23 bis 31 der zu steuernden Transistorstufen mit den Transistoren T₁₉ bis T₂₇ verbunden. Von den letzteren sind nur T₁₉ und T₂₇ angegeben. Ist T₁₈ nichtleitend., so haben die Eingangsklemmen der zu steuernden Transistorstufen die erforderliche negative Spannung, wenn R₁₃ ein Neuntel des Wertes besitzt, den der dritte Widerstand für jede einzelne Stufe haben müßte. Ist T₁₈ leitend, so wird die Spannung am Punkt 22 etwa 0 V und somit auch die Spannung an den Eingangsklemmen 23 bis 31: alle Transistoren T₁₉ bis T₂₇ werden nichtleitend. Vorausgesetzt, daß R₈ größer als oder gleich dem zulässigen Minimalwert des Belastungswiderstandes für die Transistorschaltung mit T₁₈ ist, kann der Kollektorstrom von 7"₁₈ zu diesem Zweck hinreichend groß sein.

Die Dioden D₁₉ bis D₂₇ sind angebracht, um zu ermöglichen, daß über andere Transistorstufen eine oder mehrere der Transistoren T₁₉ bis T₂₇ nötigenfalls doch leitend bleiben können, auch wenn T₁₈ leitend ist. Auch bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 sind die Dioden D₁₀ bis D₁₆ vorgesehen, um zu ermöglichen, daß eine oder mehrere der Transistor stuf en mit T₁₀ bis T₁₇ auch noch andere Stufen steuern können, außer der dargestellten Kippschaltung.

Eine solche, verwickeitere Schaltung ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei sind nur eine steuernde Transistorstufe mit Transistor T₂₈ und eine gesteuerte Transistorstufe mit Transistor T₂₉ angegeben. Die Ausgangsklemme ii an dem Kollektor von T₂₈ ist über die Diode D₂₈ mit dem Punkt k verbunden, der über einen Widerstand R_a mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist. Die Klemme u ist jedoch außerdem über die Diode D₂₉ mit dem Punkt k_t und über die Diode D₃₀ mit dem Punkt k₂ verbunden. Andererseits ist der Punkt k nicht nur mit u, sondern über die Diode D₃₁ auch mit der Ausgangsklemme M₁ einer zweiten Transistorstufe und über die Diode D₃₂ mit der Ausgangsklemme Zi₂ einer dritten Transistorstufe verbunden. Der Punkt k ist jedoch auch über die Diode D₃₃ mit der Eingangsklemme i der Transistorstufe mit dem Transistor T₂₉ verbunden·. Die Klemme i ist außerdem über die Diode D_3i mit dem Punkt k_z und über die Diode D„~ mit dem Punkt k, verbunden. Der Punkt k

³⁵

ist weiter über die Diode D₃₆ mit der Eingangsklemme I₁ einer anderen Transistorstufe und über die Diode D₃₇ mit der Eingangsklemme i_a einer weiteren Transistorstufe verbunden. Wird nun dafür gesorgt, daß R₉ derart gewählt wird, daß bei leitendem T₂₉ und parallel dazu geschalteten Transistoren die Spannung am Punkt k — 6 V beträgt, während andererseits R₉ größer als die minimal zulässigen Werte bleibt,

ίο bei denen T₂₈ und parallel dazu gelegte Transistoren ihre maximalen Kollekto>rs,tröme liefern, so· sind auf die angegebene Weise allerhand Steuerverfahren durchführbar. Ist T₂₈ leitend, so ist die Spannung am Punkt u OV und somit auch die am Punkt k. T₉₉ ist nur dann nichtleitend, wenn auch, die Punkte k₃ und k_t eine Spannung von 0 V haben.

Fig. 8 zeigt eine kombinierte Steuerschaltung, wobei nicht jeder gesteuerte und jeder Steuerpunkt k über eine Diode mit der Eingangs- und Ausgangsklemme einer Transistorstufe verbunden ist. Die Schaltung besitzt eine steuernde Transistorstufe mit einem Transistor T₃₀ und eine gesteuerte Transistorstufe mit dem Transistor T.

31·

Die Ausgangsklemme Ii₃ der Steuerstufe ist über die Diode D₃₈ mit dem Punkt k_s verbunden, der über einen Widerstand i?₁₀ mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist. Der Punkt k₅ ist weiter über die Diode D₃₉ mit dem Punkt k_e verbunden, der über einen Widerstand Ji₁₁ mit dem Pluspol der Batterie ver-

bunden ist. Der Punkt k_e ist weiter über die Diode D₄₀, mit dem Punkt k₇ verbunden, der über einen Widerstand i?₁₂ mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist. Der Punkt k₇ ist weiter über die Diode D₄₁ mit der Eingangsklemme i_s der gesteuerten Transistorstufe verbunden. Es wird angenommen, daß die Pole der Batterie wieder Spannungen, von + 24 und —36 V führen und daß die Emitterelektroden der Transistoren geerdet sind. Vorausgesetzt, daß die Widerstände der gesteuerten Stufe derart sind, daß R₁₂=36 R, wobei R ähnlich wie in Fig. 1 einen bestimmten Wert bezeichnet, so wird bei leitendem T₃₁ die Spannung am Punkt k₇ gleich —6 V sein, wie vorstehend geschildert ist. Soll T₃₁ nichtleitend sein, so muß k₇ eine Spannung von 0 V oder mehr haben. R₁₁ muß somit eine Größe von 24 R oder weniger, z. B. 22 R₁ haben. Der Punkt k₇ hat dann eine Spannung von 0 V, wenn T₃₀ leitend ist. Der Punkt k₅ hat in diesem Falle eine Spannung von 0 V. Ist T₃₀ leitend, so muß der Punkt k₅ eine Spannung von — 6 V oder weniger haben. Also muß R₁₀ gleich R₁₁ sein oder etwas kleiner, z. B. 18 R.

Alle ε-Punkte k_s, k₆, k₇ können außerdem von anderen Ä-Punkten oder Transistorstufen her gesteuert werden, während sie selber auch andere Ä-Punkte oder Transistorstufen steuern können. Die Anzahl gesteuerter und steuernder Punkte kann somit ausgedehnt werden, ohne daß zusätzliche Transistorstufen verwendet werden. Da bei dem erörterten Beispiel i?₁₀ die Hälfte oder annähernd die Hälfte von i?_lä sein muß, ist ersichtlich, daß ein solcher Aufbau einer Schaltung mittels Transistorstufen nur nach der Erfindung durchgeführt werden kann. Es wird einleuchten, daß die Anzahl von ^-Punkten zwischen T₃₀ und T₃₁ noch ausgedehnt werden kann, da Belastungswiderstand und dritter Widerstand mehr in der Größe verschieden sein können als in dem geschilderten Falle. Es wird auch einleuchten, daß eine weitere Ausdehnung der Anzahl von ^-Punkten noch dadurch erzielt werden kann, daß für die Transistorstufe mit T₃₁ ein erster, zweiter und dritter Widerstand verwendet

werden können, die einige Male größer sind als die entsprechenden Widerstände der Transistorstufe mit T₃₁.

An Hand von Beispielen ist dargelegt, daß unter Anwendung von Trenndioden allerlei Kombinationen von leitenden und nichtleitenden Transistorstufen nach Bedarf zusammengebaut werden können. Man soll jedoch dafür sorgen, daß der Belastungswiderstand für jede Transistorstufe stets eine solche Größe hat, daß der dem vorhandenen Basisstrom zugehörende maximale Kollektorstrom nicht erreicht wird.

Es ist vorstehend beschrieben, auf welche Weise mittels einer Stufe mit einem p-n-p-Transistor als Bauelement verwickeitere Schaltungen verwirklicht werden können, wobei die Belastung der gesonderten Stufen ganz verschieden sein kann, infolge der Tatsache, daß der Transistor beim Leitendwerden nicht seinen maximalen Kollektorstrom liefert. Es braucht nicht betont zu werden, daß auch eine Stufe mit einem n-p-n-Transistor als Bauelement dienen kann. Die Pole der Batterie müssen in diesem Falle vertauscht werden. Auch in diesem Falle kann verschiedentlich belastet werden, solange der Kollektorstrom nicht seinen Maximalwert erreicht. Trenndioden müssen dabei umgekehrte Leitungsrichtungen haben.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für elektronische Schalter, die aus Transistorstufen besteht, die je einen Transistor enthalten, dessen Emitter mit einem Punkt konstanten Potentials, dessen Kollektor mit einer Ausgangsklemme und dessen Basis mit einer Anzapfung eines Spannungsteilers verbunden ist, der zwischen einem ersten Pol einer Batterie und einer Eingangsklemme angeschlossen ist, die über einen dritten Widerstand mit dem zweiten Pol der Batterie verbunden ist, wobei die Ausgangsklemme von mindestens einer ersten der Transistorstufen mit der Eingangsklemme von mindestens einer weiteren Transistorstufe verbunden ist, so daß der Kollektorbelastungswiderstand dieser ersten Stufe wenigstens teilweise durch den dritten Widerstand dieser weiteren Stufe gebildet wird und der Transistor dieser weiteren Stufe nichtleitend ist, wenn der Transistor der ersten Stufe leitend ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Widerstand jeder Stufe und die jeweiligen Potentiale der beiden Batteriepole derart gewählt sind, daß der dadurch eingestellte Sättigungswert des Kollektorstroms des Transistors dieser Stufe im leitenden Zustand bei einem Wert des Kollektorbelastungswiderstandes erreicht wird, der kleiner als der erwähnte dritte Widerstand ist, so daß der Spannungsabfall über den Emitter-Kollektor-Weg jedes leitenden Transistors klein bleibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transistorstufen vorhanden sind, die derart geschaltet sind, daß der Kollektor des ersten bzw. zweiten und die Eingangsklemme der zweiten bzw. ersten über Trenndioden mit dem dritten Widerstand der zweiten bzw. ersten Transistorstufe verbunden sind (Fig. 3).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemme einer Transistorstufe mit den Eingangsklemmen von η gleichen Transistorstufen derart verbunden ist, daß Trenndioden zwischen den Eingangsklemmen gesteuerter Stufen und der Ausgangsklemme der Steuerstufe eingeschaltet sind, und daß ferner der dritte Widerstand der Steuerstufe und die Potentiale der beiden Pole der Batterie so gewählt sind, daß der Sättigungswert des Kollektorstroms des Transistors dieser Stufe im leitenden Zustand bei einem Wert des Kollektorbelastungswiderstandes erreicht wird, der mindestens 11-mal kleiner ist als der erwähnte, dritte Widerstand.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände einer weiteren Transistorstufe einen Faktor rn-mal größer sind als die einer diese Stufe steuernden Transistorstufe und daß die Ausgangsklemme der Steuertransistorstufe mit den Eingangsklemmen von maximal n-m weiteren Stufen verbunden ist und daß Trenndioden zwischen den Eingangsklemmen der gesteuerten Stufen und der Ausgangsklemme der Steuerstufe eingeschaltet sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemme einer Transistorstufe mit den Ausgangsklemmen einer beliebigen Anzahl von Steuertransistorstufen in Verbindung steht und daß Trenndioden zwischen den Ausgangsklemmen der Steuerstufen und der Eingangsklemme der gesteuerten Stufe eingeschaltet sind (Fig. 5).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergrößerung der Anzahl von Ausgangs- und Eingangspunkten dadurch erzielt wird, daß das nicht mit dem zweiten Pol der Batterie verbundene Ende des Belastungswiderstandes einer Steuertransistorstufe mit dem ersten Pol der Batterie verbunden ist über einen ersten Hilfswiderstand, dessen nicht mit diesem Pol verbundenes Ende über einen zweiten Hilfswiderstand mit dem zweiten Pol der Batterie verbunden ist usw., daß schließlich das nicht mit dem ersten Pol der Batterie verbundene Ende eines ungeraden HilfsWiderstandes über den dritten Widerstand der gesteuerten Transistorschaltung mit dem zweiten Pol der Batterie verbunden ist und daß in die Verbindung zwischen der Ausgangsklemme und dem Belastungswiderstand, in die Verbindungen aller erwähnten Widerstände miteinander und in die Verbindung des dritten Widerstandes mit der Eingangsklemme Trenndioden eingefügt sind (Fig. 8).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen