DE1067060B - Transistor-Schaltkreis - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 21 al /

INTERNAT. KL. H 03 k

PATENTAMT

E 13993 VIIIa^Ia*

ANMELDETAG: 15. APRIL 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 15. O KTO B E R 1959

Die Erfindung betrifft Transistorkippschaltungen zur vorzugsweisen, aber nicht ausschließlichen Verwendung mit Transistor-Schaltkreisen.

Um einen Schichttransistor in einem von zwei verschiedenen stabilen Zuständen zu halten, ist es erforderlich, einen für jeden der. Zustände verschiedenen, gleichförmigen Strom entweder an die Basis oder den Emitter des Transistors zu legen, in bezug auf die Schaltung, die in Verbindung mit dem Transistor verwendet wird. Es muß auch, falls der Übergang von einem Zustand zum anderen schnell erfolgen soll, wie es für einige Transistor-Schaltkreise beispielsweise erforderlich ist, die Amplitude des angelegten Stromes anfangs größer sein als der Strom, der erforderlich ist, um den Transistor in seinem neuen Zustand zu halten.

Das übliche Mittel, um einen derartigen Impulszug zu erzeugen, besteht darin, die sogenannte C-/?-Schaltung zu verwenden, wie sie in Fig. 1 wiedergegeben ist.

Die Eingangsspannung für diese Schaltung wird an einen Spannungsteiler angelegt, der aus den Widerständen Rl und R2 besteht, wobei der Widerstand Rl durch die Kapazität Cl überbrückt wird; der Ausgangsimpuls wird von der gemeinsamen Verbindung der drei Komponenten abgeleitet. Diese Schaltung erfordert indessen eine hohe Eingangsspannung, und es ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine diese Nachteile vermeidende Hilfskippschaltung zur Verwendung mit Transistor-Schaltkreisen oder ähnlichen nicht linearen Elementen anzugeben.

Die Erfindung gibt eine Transistor-Schaltung an mit einem Transistor, dem ein Schalt-Impulszug zum abwechselnden Schalten des Transistors in die beiden Grenzzustände der Leitfähigkeit zugeführt wird. Die Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Eingangskreis zum Anlegen des Schalt-Impulszuges ein Hilfskreis enthalten ist, der zum Hervorheben von Amplitudenänderungen in dem Impulszug rückgekoppelt ist, so daß das Kippen des Transistors von dem einen Grenzleitfähigkeitszustand in den anderen durch einen Impulszug eingeleitet werden kann, der normalerweise nur ausreicht, den Transistor in dem einen oder anderen der Grenzleitfähigkeitszustände zu halten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 wurde bereits im vorangehenden erläutert;

Fig. 2 gibt ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wieder;

Fig. 3 bis 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung, die aus dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 abgeleitet sind.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 wird ein Transistor-Schaltkreis

Anmelder:

Electric & Musical Industries Limited, Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Bischoff, Patentanwalt, Hannover, Am Klagesmarkt 10/11

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 24. April 1956 und 9. April 1957

William John Talbot, Feltham, Middlesex

(Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

negativer Eingangsimpuls oder eine Impulsfolge (es wird die Verwendung eines p-n-p-Transistors angenommen) bei (α) angelegt, worauf der Transistor Γ1 zu leiten beginnt. Der Transformator T wird zum Zweck einer Rückkopplung über die Kapazität C 2 geschaltet, so daß beim Leiten des Transistors T1 eine rückkoppelnde Wirkung erfolgt und der Transistor infolgedessen kräftig leitet, wobei die Primärinduktivität des Transformators so gewählt ist, daß dieser Zustand für die Dauer des Impulses oder Impulszuges aufrechterhalten wird. Die Kapazität C2 in \^erbindung mit den Basiswiderständen der Transistoren Tl und T2 differenziert die Ausgangsspannung des Transformators T und liefert einen Hilfskippimpuls, der zu der abfallenden Kante des Eingangsimpulses in demselben Sinne wie dieser Impuls hinzugefügt und an die Basis des Transistors T 2 angelegt wird.

Nach Beendigung des angelegten negativen Impulses beginnen die Transistoren Tl und T2 zu sperren, und es erfolgt wiederum eine Rückkopplungswirkung, so daß ein weiterer Hilfsimpuls der ansteigenden Kante des negativen Eingangsimpulses bei (α) in einem solchen Sinn hinzugefügt wird, daß der Übergang vom leitenden Zustand zum nichtleitenden Zustand der Transistoren beschleunigt wird. In Wirklichkeit wird die in der primären Induktivität des Transformators T gespeicherte Energie dazu verwendet, die Löcher (für einen p-n-p-Transistor) aus der Basis der Transistoren Tl und T2 zu beseitigen.

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Infolge des hier auftretenden Lochspeichereffekts tritt indessen eine Verzögerung zwischen der Wegnahme der angelegten negativen Spannung und dem Beginn des Wechsels der Transistoren Tl und T 2 vom leitenden Zustand in den nichtleitenden Zustand ein. Da die Ausgangsspannung des Transformators T am Ende des angelegten negativen Impulses oder des Impulszuges differenziert wird, liefert der Transistor Tl'einen konstanten Strom an die Primärinduktivität des Transformators T₁ und die Spannung zwischen Basis und Emitter hält unter diesen Verhältnissen die Leitung, des Transistors Tl aufrecht. Für einen gegebenen Kollektorstrom kann die durch den Lochspeichereffekt hervorgerufene Relaxationszeit des Transistors herabgesetzt werden, bevor der Transistor abgeschaltet und noch weiter herabgesetzt werden, wenn der Basisstrom unmittelbar beim Abschalten umgekehrt wird, und wenn die Spannung, die benötigt wird, um den Transistor Tl leitend zu halten, niedriger ist als die Spannung, die benötigt wird, um den Transistor Γ2 leitend zu halten. Es ist somit offensichtlich von.Vorteil, die an die Basis des Transistors Tl angelegte Spannung herabzusetzen.

Fig. 3 gibt eine abgewandelte Anordnung wieder, bei der ein Widerstand R 4 in die Basiselektrodenleitung des Transistors T1 eingebaut ist, so daß die an die Basis angelegte Eingangsimpulsspannung herabgesetzt wird. Der Widerstand i? 4 wird durch eine Kapazität (73 überbrückt, so daß der Widerstand während der Rückkopplungsperiode übergangen wird.

Ein weiterer Zusatz, der zu der Schaltung von Fig. 3 gemacht werden kann, ist die Hinzufügung einer' Vorspannung am Transistor Tl, so daß der Transistor bei Abwesenheit eines Eingangsimpulses gesperrt ist. Diese Vorspannung wird durch Anlegen eines positiven Potentials an die Basis des Transistors Tl über einen Widerstand R 5, wie in Fig. 4 dargestellt, erhalten, wobei die anderen Komponenten in Fig. 4 denen in Fig. 3 entsprechen.

Damit nach Entfernung der negativen Spannung der Transformator T nicht nachschwingt und den Transistor Tl wieder einschaltet, kann der Transformator entweder durch Reihenschaltung eines Widerstandes R6 und der Diode Dl in Fig. 5 oder durch Reihenschalten einer Induktivität L1 zusätzlich zu einem Widerstand und einer Diode wie in Fig. 6 gedämpft werden. Diese Komponenten sind in Serie geschaltet und überbrücken die Primärwicklungen des Transformators T.

Der Vorteil der Anordnung von Fig. 6 gegenüber der von Fig. 5 besteht darin, daß in dem Transformator T mehr Energie gespeichert werden kann. Die Werte der Induktivität und des Widerstandes sind indessen so gewählt, daß ihre Zeitkonstante beträchtlich niedriger ist als die der Nachschwingfrequenz des Transformators T.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Transistor-Schaltkreis mit einem Transistor, dem ein Schalt-Impulszug zum abwechselnden Schalten des Transistors in den beiden Grenzzuständen der Leitfähigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Eingangskreis zum Anlegen des Schalt-Impulszuges ein Hilfskreis enthalten ist, der zum Hervorheben von Amplitudenänderungen in dem Impulszug rückgekoppelt ist, so daß das Kippen von dem einen Grenzleitfähigkeitszustand in den anderen durch einen Impulszug eingeleitet werden kann, der normalerweise nur ausreicht, den Transistor in dem einen oder anderen der Grenzleitfähigkeitszustände zu halten.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskreis einen Hilfstransistor enthält, welcher dem ersten Transistor parallel geschaltet ist, so daß die Ausgangsspannung des Hilfstransistors einem angelegten Impulszug zum Erzeugen des Schaltimpulszuges hinzuaddiert wird.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransistor eine Differentiationsschaltung als positive Rückkopplungsschaltung besitzt.

4. Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Filter (C 3, RA) in der Eingangsschaltung des Hilfstransistors zum Dämpfen eines dem Hilfstransistor zugeführten Impulszuges gegenüber dem dem ersten Transistor zugeführten Impulszug, nachdem die Rückkopplung erfolgt ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangselektrode der Hilfsschaltung zum Erzeugen einer positiven Rückkopplung mit der Eingangselektrode dieser Schaltung in an sich bekannter Weise über einen Transformator gekoppelt ist und daß eine Dämpfungsimpedanz vorhanden ist, die über die Wicklung des Transformators gelegt ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsimpedanz eine Serienschaltung einer Induktivität, eines Wirkwiderstandes und eines asymmetrisch leitenden Widerstandes umfaßt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 605 407;
Zeitschrift: »Proc. of the IRE«, November 1955, S. 1632, Fig. 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen