DE1057646B

DE1057646B - Bistable binary breakover circuit with one transistor

Info

Publication number: DE1057646B
Application number: DEI13106A
Authority: DE
Inventors: Yves Poupon; Jacques Sorgues
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1956-04-17
Filing date: 1957-04-16
Publication date: 1959-05-21

Description

Es ist bekannt, einen bistabilen Kippkreis mit einem Transistor mit einer Eingangsklemme durch aufeinanderfolgende Impulse gleicher Polarität zwischen seinen beiden stabilen Betriebszuständen hin- und herzuschalten, indem mit zwei der Transistorelektroden je ein Diodennetzwerk so verbunden wird, daß jeweils eine Diode für den nächsten Impuls einen Weg auf die jeweils umschaltende Elektrode freigibt. Dieser Schaltung haftet der Nachteil an, daß die verwendeten Halbleiterdioden eine Temperaturabhängigkeit ihrer Werte zeigen, die im Interesse maximaler Betriebssicherheit unerwünscht ist.It is known to use a bistable trigger circuit with a transistor with an input terminal successive pulses of the same polarity between its two stable operating states and switch on by connecting a diode network to two of the transistor electrodes in such a way that a diode for the next pulse releases a path to the respective switching electrode. This circuit has the disadvantage that the semiconductor diodes used are temperature dependent their values show that is undesirable in the interests of maximum operational safety.

Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet diese Nachteile bistabiler Transistorkippkreise, indem die gleichpolige Eingangsimpulsfolge über ein Differenzierglied kurzer Zeitkonstante an die eine Eingangselektrode und über ein Differenzierglied mit nachgeschaltetem Integrierglied längerer Zeitkonstante an die andere Eingangselektrode geleitet, werden. An die -'■ Ausgangselektrode ist dann lediglich ein aus Batterie und Widerstand bestehender Belastungskreis angeschlossen. Dadurch wird eine zeitliche Verzögerung der an den beiden Eingangselektroden wirksamen Impulse erreicht, so daß ein Impuls abhängig vom Vorzustand der Schaltung nur an einer Elektrode wirksam wird. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ein bereits vorgeschlagener »Thyratron-Transistor« verwendet, dem bei geringen Spannungen hohe Ströme entnommen werden können. Dieser Transistor weist infolge seines inneren Aufbaues einen Bereich negativen Widerstandes der Kennlinien auf. An Stelle je eines von zwei Impulsen kann auch durch einen auf den Transistor gerichteten Lichtstrahl die Anordnung in den anderen stabilen Zustand umgeschaltet werden.The arrangement according to the invention avoids these disadvantages of bistable transistor breakover circuits by the homopolar input pulse train to one input electrode via a differentiator with a short time constant and a longer time constant via a differentiating element with a downstream integrating element the other input electrode. To the - '■ Only a load circuit consisting of a battery and a resistor is connected to the output electrode. This creates a time delay for the pulses effective at the two input electrodes reached, so that a pulse is effective only on one electrode, depending on the previous state of the circuit will. In an advantageous further development of the invention, a previously proposed "thyratron transistor" is used, from which high currents can be drawn at low voltages. This transistor Due to its internal structure, the characteristic curves show a range of negative resistance. Instead of one of two pulses can also be triggered by a light beam directed at the transistor can be switched to the other stable state.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.Further features of the invention are evident from the following Description of an exemplary embodiment, the drawings and the claims.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung des bistabilen binären Kippkreises;Fig. 1 shows a circuit according to the invention of the bistable binary trigger circuit;

Fig. 2 und 2 a stellen die Eingangs- und Ausgangs-Charakteristiken des verwendeten Transistors dar;Fig. 2 and 2a represent the input and output characteristics of the transistor used;

Fig. 3 zeigt Impulsformen, die an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 1 auftreten.FIG. 3 shows waveforms occurring at various points in the circuit of FIG.

Der Transistor 11 in Fig. 1 besteht aus einem Halbleiterblock, der einen η-leitenden und einen p-leitenden Teil enthält. Der Emitter 1 besitzt einen großflächigen ohmschen Kontakt mit dem p-leitenden Teil, und die Basiselektrode 4 bildet ebenfalls einen ohmschen Kontakt mit dem η-leitenden Teil. Der Kollektor 3 besitzt dagegen einen punktförmig«! Kontakt mit dem n-leitcnden Teil des Halbleiterblocks. Die Basiselektrode erhält über die Widerstände 10 und 12 eine positive Spannung von der Batterie 13. Der Emitter 1 ist über die Widerstände 14, 15, 16 mit Masse verbunden. Der Bistabiler binärer Kippkreis
mit einem TransistorThe transistor 11 in FIG. 1 consists of a semiconductor block which contains an η-conducting and a p-conducting part. The emitter 1 has a large-area ohmic contact with the p-conductive part, and the base electrode 4 also forms an ohmic contact with the η-conductive part. The collector 3, on the other hand, has a point-shaped «! Contact with the n-conductive part of the semiconductor block. The base electrode receives a positive voltage from the battery 13 via the resistors 10 and 12. The emitter 1 is connected to ground via the resistors 14, 15, 16. The bistable binary tilting circle
with a transistor

Anmelder:Applicant:

IBM Deutschland
Internationale Büro-MaschinenIBM Germany
International office machines

Gesellschaft m. b. H._f
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49Gesellschaft mb H. _f
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 17. April 1956Claimed priority:
France from April 17, 1956

Yves Poupon und Jacques Sorgues, Paris,
sind als Erfinder genannt wordenYves Poupon and Jacques Sorgues, Paris,
have been named as inventors

Kollektor 3 ist schließlich über den Widerstand 18 mit der negativen Batteriespannung 17 verbunden.Finally, collector 3 is connected to negative battery voltage 17 via resistor 18.

In Fig. 3 sind die an bestimmten Punkten der Schaltung nach Fig. 1 auftretenden Spannungen bei Einspeisung einer gleichpoligen Impulsfolge an Klemme 5 dargestellt. Die Kurven tragen die Bezugszeichen der Punkte, für die sie gelten.In FIG. 3, the voltages occurring at certain points in the circuit according to FIG. 1 are shown when feeding a homopolar pulse train at terminal 5. The curves bear the reference symbols of Points to which they apply.

Wenn der Transistor 11 wenig Strom führt, besitzt die Basis positives Potential, so daß die pn-Grenzschicht in Sperrichtung beansprucht wird. Dadurch können praktisch keine Löcherelektronen aus dem p-Gebiet in das η-leitende Gebiet gelangen. Im Kollektorkreis fließt daher lediglich ein geringer Strom, der über die Basis 4 durch das η-leitende Gebiet gelangt. Dieser Zustand entspricht den Punkten A in Fig. 2 und A' in Fig. 2 a. Wenn über die Klemme 5 und das 2?C-Glied 6, 10, 12 an die Basis 4 ein negativer Impuls solcher Amplitude gelegt wird, daß das η-leitende Gebiet negativer als das p-leitende Gebiet wird, können Löcherelektronen aus dem p-Gebiet durch das n-Gebiet zur Kollektorelektrode gelangen. Zufolge des Stromverstärkungsfaktors des Kollektors 3 tritt ein schneller Anstieg des Stromes ein, und das Potential des Emitters wird negativer (Kurve 1 in Fig. 3). Gleichzeitig erniedrigt der an die Klemme 5 angelegte Impuls, über den Kondensator 7 und Widerstand 16 differenziert, das Potential des Punktes 8 (Fig. 3). Zufolge der 7?C-Kombination 2,15 sinkt jedoch das Potential am Punkt 20 weniger schnell ab. Dadurch wird der negative Impuls vom Emitter im Einschaltaugenblick ferngehalten und kann infolge des inzwischen erreichten Zustandes großer Stromführung (Punkt B in Fig. 2When the transistor 11 carries little current, the base has a positive potential, so that the pn junction is stressed in the reverse direction. As a result, virtually no hole electrons can get from the p-region into the η-conducting region. In the collector circuit, therefore, only a small current flows, which reaches the base 4 through the η-conductive area. This state corresponds to points A in Fig. 2 and A ' in Fig. 2a. If a negative pulse is applied to the base 4 via the terminal 5 and the 2? C element 6, 10, 12 of such an amplitude that the η-conducting area becomes more negative than the p-conducting area, hole electrons from the p- Area to get through the n-area to the collector electrode. As a result of the current amplification factor of the collector 3, the current increases rapidly and the potential of the emitter becomes more negative (curve 1 in FIG. 3). At the same time, the pulse applied to terminal 5, differentiated via capacitor 7 and resistor 16, lowers the potential of point 8 (FIG. 3). As a result of the 7 ° C combination 2.15, however, the potential at point 20 drops less rapidly. As a result, the negative pulse is kept away from the emitter at the moment it is switched on and, as a result of the high current flow that has now been reached (point B in Fig. 2

909 527/313909 527/313

und B' in Fig. 2 a) den Transistor 11 nicht mehr in den Aus-Zustand bringen. Das Ende des an die Klemme 5 angelegten Rechteckimpulses hat keinen Einfluß auf die Stromführung des Transistors 11. Der nächste negative, an die Klemme 5 angelegte Impuls wird zufolge der kürzeren Zeitkonstante des RC-GWtdes 6, 12 an der Basis früher und kürzer wirksam als an der Emitterelektrode (vgl. Kurve 9 in Fig. 3). Da der Emitter 1 zufolge des stromleitenden Zustandes des Transistors 11 ein negativeres Potential eingenommen hat, reicht jetzt die negative Impulsamplitude an der Emitterelektrode aus, um die Kollektor-Emitter-Spannung umzukehren, d. h. den Emitter negativer als den Kollektor zu machen. Dadurch bildet sich die Sperrschicht wieder aus, und die Löcherelektroneninjektion aus dem p-leitenden Gebiet in das n-leitende Gebiet wird beendet. Dadurch fällt der Transistor 11 auf seinen ursprünglichen, nicht oder nur wenig stromführenden Zustand zurück. Der durch die Differentiation über das i?C-Glied 7, 16 erzeugte positive Impuls am Ende des an die Klemme 5 angelegten negativen Impulses wird durch die Begrenzungsdiode 19 auf 0 Volt an Punkt 8 begrenzt und unwirksam gemacht.and B ' in FIG. 2 a) no longer bring the transistor 11 into the off state. The end of the square-wave pulse applied to terminal 5 has no effect on the current flow of transistor 11. The next negative pulse applied to terminal 5 becomes effective earlier and shorter than at the base due to the shorter time constant of the RC-GWt of 6, 12 at the base at the emitter electrode (cf. curve 9 in FIG. 3). Since the emitter 1 has assumed a more negative potential as a result of the current-conducting state of the transistor 11, the negative pulse amplitude at the emitter electrode is now sufficient to reverse the collector-emitter voltage, ie to make the emitter more negative than the collector. As a result, the barrier layer is formed again and the injection of hole electrons from the p-conducting region into the n-conducting region is ended. As a result, the transistor 11 falls back to its original, no or only little current-carrying state. The positive pulse generated by the differentiation via the i? C element 7, 16 at the end of the negative pulse applied to the terminal 5 is limited by the limiting diode 19 to 0 volts at point 8 and made ineffective.

Claims

Claims: 2 ·>

1. Bistable binary breakover circuit with a transistor with a partially negative input resistance line, characterized in that homopolar input pulses via a differentiating element (6,12) short time constant to one input electrode (4) and a differentiator (7,16) with a downstream integrator (15.2) longer Time constant are passed to the other input electrode (1) and that with the output electrode (3) a load is placed in series with a voltage source.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the differentiating element (7, 16) over the downstream integrating element (15, 2) acts on the emitter (1) and the differential element shorter time constant (6, 12) is connected to the base (4) of the transistor.

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that between the on the differentiating element (7, 16) acting on the emitter and the integrating element (15, 2) a directional conductor (19) is arranged to ground in such a way that, in the case of negative input pulses, that of the trailing edge of the Input pulse derived positive voltage peak is derived to ground.

4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that a so-called "thyratron transistor" is used, which consists of a p-n surface rectifier, whose p-type Zone of the emitter with ohmic contact and on its η-conductive zone the collector as rectifying point contact and the base electrode with ohmic contact is attached.

5. Arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that in the homopolar The input pulse sequence is the second pulse from a light beam directed at the transistor is replaced.

1 sheet of drawings

90S 527/313 5.5990S 527/313 5.59