DE1084758B

DE1084758B - Transistorschalter mit zwei Transistoren zum Schalten von Spannungen groesser als die zugelassene Sperrspannung der einzelnen Transistoren

Info

Publication number: DE1084758B
Application number: DEL31415A
Authority: DE
Inventors: Walter Stuebchen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-10-04
Filing date: 1958-10-04
Publication date: 1960-07-07

Description

Um elektrische Kreise mit praktisch beliebiger Schaltgeschwindigkeit ein- und ausschalten zu können, werden elektronische Schaltglieder benutzt.

Die bekannten Vorzüge der Schalttransistoren gegenüber Elektronenröhren, wie Erschütterungsfestigkeit, lange Lebensdauer und Raumersparnis, machen die Anwendung der Schalttransistoren wünschenswert.

Die Anwendung von Transistoren als elektronische Schaltglieder wird durch die maximal zulässige Sperrspannung derselben begrenzt, so daß die von einem Transistor geschaltete Betriebsspannung nicht über den maximal zulässigen Sperrspannungswert des Transistors hinausgehen darf, da bei Überschreiten der maximal zulässigen Sperrspannung der Transistor zerstört wird. Die Möglichkeit, mittels einfacher Reihenschaltung mehrerer Transistoren durch Summation der für jeden einzelnen Transistor zugelassenen Sperrspannung die zu schaltende Betriebsspannung erhöhen zu können, ist dadurch von Nachteil, daß sich die inneren Widerstände der Transistoren auf Grund der Exemplarstreuung oder der unterschiedlichen Aussteuerung stark unterscheiden können. Wird nämlich infolge einer Überschreitung der zulässigen Sperrspannung ein Transistor zerstört, dann fällt die gesamte Betriebsspannung über den verbleibenden Transistoren ab, so daß auch diese Transistoren der Reihenschaltung zerstört werden.

Die Erfindung betrifft die Schaltungsanordnung eines Transistorschalter mit zwei Transistoren zum Schalten von Spannungen, größer als die zugelassene Sperrspannung der einzelnen Transistoren, und besteht darin, daß die aus zwei Teilspannungsquellen 3 und 4 bestehende Betriebsspannungsquelle mit zwei Transistoren 1 und 2 in Reihe geschaltet ist, daß zwischen den beiden Transistoren 1 und 2 der Verbraucher 7 liegt, daß zwischen Verbraucher 7 und Emitter des einen, 1, und Verbraucher 7 und Kollektor des anderen Transistors 2 je ein Gleichrichter 5 bzw. 6 in Sperrichtung zum Verbindungspunkt der beiden Teilspannungsquellen 3 und 4 gelegt ist und daß die Spannung jeder Teilspannungsquelle 3 bzw. 4 kleiner, ist als die zugelassene Sperrspannung des jeweils zugeordneten Transistors 1 bzw. 2.

An Hand der Figur, die ein Schaltungsbeispiel darstellt, wird die Schaltungsanordnung und deren Wirkungsweise erläutert.

Die Betriebsspannungsquelle setzt sich aus den beiden Teilspannungsquellen 3 und 4 zusammen. Die Spannung jeder einzelnen Teilspannungsquelle muß kleiner sein als die maximal zugelassene Sperrspannung des zugeordneten Transistors. Die Spannung der Spannungsquelle 3 ist kleiner als die zugelassene Sperrspannung des Transistors 1 und die Spannung Transistorschalter mit zwei Transistoren

zum Schalten von Spannungen

größer als die zugelassene Sperrspannung

der einzelnen Transistoren

Anmelder:

LICENTIA Patent -Verwaltungs -G.m.b.H., Frankfurt/M., Theodor-Stem-Kai 1

Walter Stübctien, Frankfurt/M., ist als Erfinder genannt worden

der Spannungsquelle 4 kleiner als die zugelassene Sperrspannung des Transistors 2. Über die Transistoren 1 und 2 fließen bei ungleichen inneren Widerständen verschiedene Restströme. Ist beispielsweise der innere Widerstand des Transistors 1 kleiner als der des Transistors 2, so fließt über den Transistor 1 ein größerer Reststrom als über den Transistor 2. Der aus den Restströmen über den beiden Transistoren 1 und 2 resultierende Differenzstrom fließt über den Gleichrichter 6 und verändert die Spannung über den Transistor 2 in der Weise, daß zu der Spannung der Spannungsquelle 4 der Spannungsabfall über dem Gleichrichter 6 hinzukommt. Wenn der Innenwiderstand des Transistors 2 kleiner als der des Transistors 1 ist, dann ist der Reststrom über Transistor 2 größer als der über Transistor 1. Der Differenzstrom fließt dann über den Gleichrichter 5, und damit liegt am Transistor 1 die Spannung der Spannungsquelle 3, vermehrt um den Spannungsabfall über dem Gleichrichter 5, an. Damit ist jeweils eine Begrenzung der Spannung an den Transistoren gegeben.

Die Aussteuerung des Transistors 1 erfolgt zweckmäßig mittels einer Kippstufe 8, so daß der Emitter des Transistors 1 das negative Potential der Spannungsquelle 3 annimmt und ein Strom von der Spannungsquelle 3 über den Gleichrichter 6, den Verbraucher 7 und den Transistor 1 zurück zur Spannungsquelle 3 fließen kann. Gleichzeitig wird der Transistor 2 über den Widerstand 10 ausgesteuert, da die aus den beiden Teilspannungsquellen 3 und 4 kommende Betriebsspannung größer ist als die Zenerspannung der Zenerdiode9. Nach der Aussteuerung des Transistors 2 liegt an dem Verbraucher 7 die gesamte Betriebsspannung. Vom positiven Pol der Teilspannungsquelle 4 fließt über den Transistor 2, den

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Verbraucher 7, den Transistor 1 der gesamte Betriebsstrom zum negativen Pol der Teilspannungsquelle 3.

Wird der Transistor 1 über die Kippstufe 8 gesperrt, -dann liegt der Emitter desselben an dem Verbindungspunkt der beiden Teilspannungsquellen 3 und 4 — auf dem negativen Potential der Teilspannungsquelle 4 bzw. dem positiven Potential der Teilspannungsquelle 3. Da die Zenerspannung der Zenerdiode 9 größer ist als die Spannung der Teilspannungsquelle 4, wird der Basisstrom des Transistors 2 Null, so daß auch der Transistor 2 gesperrt ist.

Das in der Figur dargestellte Schaltungsbeispiel ist für pnp-Transistoren ausgeführt. Durch entsprechende Umpolung der Spannungsquellen 3 und 4 und der stromrichtungsgebundenen Schaltelemente 5, 6 und 9 kann die Schaltungsanordnung auch mit npn-Transistoren ausgelegt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Transistorschalter mit zwei Transistoren zum Schalten von Spannungen größer als die zugelassene Sperrspannung der einzelnen Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß die aus zwei Teilspannungsquellen (3 und 4j bestehende Betriebsspannungsquelle mit zwei Transistoren (1 und 2) in Reihe geschaltet ist, daß zwischen den beiden Transistoren (1 und 2) der Verbraucher (7) liegt, daß zwischen Verbraucher (7) und Emitter des einen (1) und Verbraucher (7) und Kollektor des anderen Transistors (2) je ein Gleichrichter (5 bzw. 6) in Sperrichtung zum Verbindungspunkt der beiden Teilspannungsquellen (3 und 4) gelegt ist und daß die Spannung jeder Teilspannungsquelle (3 bzw. 4) kleiner ist als die zugelassene Sperrspannung des jeweils zugeordneten Transistors (1 bzw. 2).

2. Transistorschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall, welchen der Differenzstrom der Restströme beider Transistoren (1 und 2) in-Durchlaßrichtung über der Diode (5 bzw. 6) hervorruft, die Sperrspannung an den Transistoren (1 und 2) begrenzt.

3. Transistorschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussteuerung des Transistors (1) über eine Kippstufe (8), die Aussteuerung des Transistors (2) über einen Widerstand (10) und eine Zenerdiode (9) erfolgt.

4. Transistorschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerspannung der Zenerdiode (9) kleiner als die aus den beiden Spannungen der Teilspannungsquellen (3 und 4) bestehende Betriebsspannung und größer als die Spannung der Teilspannungsquelle (4) ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen