DE1090264B - Exklusives Oder-Tor mit zwei Eingangsklemmen, einer Ausgangsklemme und zwei Transistoren derselben Leitungsart - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein exklusives Oder-Tor mit zwei Eingangsklemmen, einer Ausgangsklemme und zwei Transistoren derselben Leitungsart (beide pnp oder beide npn), bei dem die Kollektorelektroden der Transistoren gemeinsam mit der Ausgangsklemme verbunden sind und jede Emitterelektrode und jede Basiselektrode mit einer Eingangsklemme verbunden ist, jedoch derart, daß die Emitterelektrode und die Basiselektrode desselben Transistors mit verschiedenen Eingangsklemmen verbunden sind. Ein solches exklusives Oder-Tor wurde in der britischen Patentschrift 773 963 beschrieben. Die bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß sie nur dann zuverlässig arbeitet, wenn die Eingangssignale auf genau demselben Spannungskegel liegen und die Transistoren einen sehr kleinen Ableitungsstrom aufweisen. Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden. Das exklusive Oder-Tor nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß jede Emitterelektrode über einen Widerstand mit einer zusatzliehen Eingangsklemme verbunden ist und daß die Verbindung zwischen wenigstens einer der beiden Emitterelektroden und der betreffenden Eingangsklemme einen Widerstand enthält.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Schaltung eines bekannten exklusiven Oder-Tors;

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines exklusiven Oder-Tors nach der Erfindung.

In Fig. 1 sind die beiden Transistoren mit 1 und 2, die beiden Eingangsklemmen mit 3 und 4 und die Ausgangsklemme mit 5 bezeichnet. Die Eingangsklemme 3 ist mit der Emitterelektrode des Transistors 1 und der Basiselektrode des Transistors 2 verbunden. Die Eingangsklemme 4 ist mit der Emitterelektrode des Transistors 2 und der Basiselektrode des Transistors 1 gekoppelt. Die Kollektorelektroden der beiden Transistoren sind gemeinsam mit der Eingangsklemme 5 verbunden. Die beiden Transistoren sind als pnp-Transistoren dargestellt, können aber auch von der npn-Art oder Spitzenkontakttransistoren sein. Die Werte 1 und 0 der Eingangssignale entsprechen einem Strom der Größe i oder keinem Strom. Die Eingangsklemmen können z. B₁ über Schalter mit Stromquellen verbunden sein.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt: Wenn die beiden mit χ und y bezeichneten Eingangssignale je den Wert 0 haben, d. h., wenn keiner der beiden Eingangsklemmen 3 und 4 ein Strom zugeführt wird, so liefert die Ausgangsklemme 5 keinen Strom, d. h. das mit ζ bezeichnete Ausgangssignal hat den Wert 0. Wenn das Eingangssignal χ den Wert 1 und das Eingangssignal y den Exklusives Oder-Tor mit zwei Eingangsklemmen, einer Ausgangsklemme
und zwei Transistoren derselben
Leitungsart

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien, vom 12. August 1958 und 29. Mai 1959

Leonard Peter Morgan, Stratton Harefield, Surrey,
und John Anthony Weaver, Crawley Down, Sussex

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Wert 0 hat, d. h., wenn der Eingangsklemme 3 ein Strom der Größe i zugeführt wird, jedoch der Eingangsklemme 4 kein Strom zugeleitet wird, so wird der Transistor 1 stromführend, während der Transistor 2 gesperrt bleibt. Die Ausgangsklemme 5 liefert dann somit einen Strom der Größei, d.h. das Ausgangssignal ζ hat den Wert 1.

Aus der Symmetrie der Schaltungsanordnung folgt, daß das Ausgangssignal ζ auch den Wert 1 hat, wenn das Eingangssignal χ den Wert 0 und das Eingangssignal y den Wert 1 hat. Wenn die beiden Eingangssignale χ und y je den Wert 1 haben, d. h., wenn die Schalter in den Verbindungen der Eingangsklemmen 3 und 5 mit den Stromquellen geschlossen sind, ist keiner der beiden Transistoren 1 und 2 stromführend, da bei jedem dieser Transistoren die Basiselektrode und die Emitterelektrode dann die gleiche Spannung haben. Die Ausgangsklemme 5 liefert dann somit keinen Strom, d. h., das Ausgangssignal ζ hat den Wert 0. Die Schaltungsanordnung arbeitet also wie ein exklusives Oder-Tor.

Diese Schaltungsanordnung hat jedoch den Nachteil, daß das Ausgangssignal ζ im Falle χ = y = 0

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nur dann den Wert 0 hat, wenn die beiden Transistoren genau dieselbe Kennlinie aufweisen und die beiden Eingangssignale auf genau demselben Spannungspegel liegen. Ist dies nicht der Fall, so kann im Falle χ = y = 0 ein Spannungsunterschied im Durchlaßsinn zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode eines der beiden Transistoren entstehen, wodurch dieser Transistor stromführend wird und die Ausgangsklemme 5 Strom liefert, d. h., daß das Ausgangssignal den Wert 1 hat, während es den Wert 0 haben muß. Außerdem müssen die beiden Transistoren einen geringen Ableitungsstrom haben, da sonst die Diskrimination zwischen den Werten 1 und 0 des Ausgangssignals zu schlecht werden kann.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer symmetrischen Schaltungsanordnung nach der Erfindung, welche diese Nachteile nicht aufweist. Der Unterschied gegenüber der nach Fig. 1 besteht erstens darin, daß jede Emitterelektrode über einen Widerstand mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden ist. In Fig. 2 fallen die beiden Punkte konstanten Potentials in der zusätzlichen Eingangsklemme 6 zusammen, aber dies ist für die Erfindung nicht wesentlich. Die betreffenden Widerstände sind die Widerstände r₃ und r₄. Weiterhin ist jede Emitterelektrode über einen Widerstand mit der betreffenden Eingangsklemme verbunden. In Fig. 2 sind dies die Widerstände T₁ und r₂. Die zusätzliche Eingangsklemme 6 muß mit einer Spannungsquelle mit gegenüber dem Spannungspegel der Eingangssignale niedriger Spannung verbunden sein, welche den Transistor geschlossen hält. Im dargestellten Beispiel, in dem die Transistoren von der pnp-Art sind und die Eingangssignale einen gegen Erde niedrigen positiven Spannungspegel haben, kann die zusätzliche Eingangsklemme 6 an Erde gelegt sein.

An der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist durch diese Änderung nichts geändert, wenn χ = y = 0, Wenn χ = 1, y = 0, so entsteht ein den Transistor öffnender Spannungsunterschied zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors 1, aber ein den Transistor schließender Spannungsunterschied zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors 2. Der der Eingangsklemme 3 zugeführte Strom fließt dann somit über den Transistor 1 zur Ausgangsklemme. Ein ähnlicher Vorgang ergibt sich, wenn χ = 0, y = 1. Im Falle χ = y = 1 sind die Widerstandskombinationen r_v r₃ und r₂, r₄ als Spannungsteiler wirksam, und es entsteht bei den beiden Transistoren ein den Transistor geschlossen haltender Spannungsunterschied zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode. Die beiden Transistoren sind hiernach völlig gesperrt und die Ausgangsklemme 5 liefert keinen Strom, d. h. das Ausgangssignal hat den Wert 0.

Brauchbare Schaltelemente sind z. B.:

T₁ = r₂ = 120 Ohm, r_s = r_i = 220 Ohm, Transistoren OC₄₄ oder OC₁₇₀, oder: T₁ = 120 Ohm, r_? = 0 Ohm, r_s = 330 Ohm, r₄ = 390 Ohm, Transistoren OC₄₄ oder OC₁₇₀.

Aus letzterem Beispiel ergibt sich, daß die Schaltungsanordnung nicht durchaus symmetrisch zu sein braucht.

Bei Verwendung von Transistoren mit einer niedrigen Umkehr spannung kann es praktisch sein, in den Emitterzuleitungen Dioden anzubringen. In Fig. 2 sind dies die gestrichelt dargestellten Dioden 7 und 8.

Durch Anwendung von stromverstärkenden Transistoren läßt sich gegebenenfalls der Stromverlust durch die Widerstände r₃ und r_i ausgleichen. Dieser Stromverlust kann im übrigen auf ein Mindestmaß beschränkt werden, indem r_s und f₄ groß gegenüber T₁ und r₂ gewählt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Exklusives Oder-Tor mit zwei Eingangsklemmen, einer Ausgangsklemme und zwei Transistoren derselben Leitungsart (beide pnp oder heide npn). bei dem die Kollektorelektroden der Transistoren gemeinsam mit der Ausgangsklemme verbunden sind und jede Emitterelektrode und jede Basiselektrode mit einer Eingangsklemme gekoppelt ist, jedoch derart, daß die Emitterelektrode und die Basiselektrode desselben Transistors mit verschiedenen Eingangsklemmen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Emitterelektrode über einen Widerstand mit einer zusätzlichen Eingangsklemme (6) verbunden ist und die Verbindung zwischen wenigstens einer der beiden Emitterelektroden und der betreffenden Eingangsklemme einen Widerstand enthält.

2. Exklusives Oder-Tor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusätzlichen Eingangsklemmen zusammenfallen und z. B. an Erde gelegt sind.

3. Exklusives Oder-Tor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen den Emitterelektroden und den betreffenden Eingangsklemmen je einen Widerstand enthalten und die Schaltungsanordnung symmetrisch ist.

4. Exklusives Oder-Tor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzuleitungen der beiden Transistoren je eine Diode enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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