DE1145268B - Anordnung mit Spannungsquelle zur wahlweisen Betaetigung einer Einheit aus einer Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen, welche parallel zwischen zwei Leitungen angeschlossen sind - Google Patents

Anordnung mit Spannungsquelle zur wahlweisen Betaetigung einer Einheit aus einer Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen, welche parallel zwischen zwei Leitungen angeschlossen sind

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DE1145268B
DE1145268B DEW23038A DEW0023038A DE1145268B DE 1145268 B DE1145268 B DE 1145268B DE W23038 A DEW23038 A DE W23038A DE W0023038 A DEW0023038 A DE W0023038A DE 1145268 B DE1145268 B DE 1145268B
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Raymond John Kircher
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AT&T Corp
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Western Electric Co Inc
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    • H03G11/02Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general by means of diodes
    • HELECTRICITY
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Description

  • Anordnung mit Spannungsquelle zur wahlweisen Betätigung einer Einheit aus einer Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen, welche parallel zwischen zwei Leitungen angeschlossen sind Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen mit Spannungsquelle zur wahl::weisen. Betätigung einer Einheit aus einer Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen, welche parallel zwischen zwei Leitungen angeschlossen sind. Solche Anordnungen sollen erfindungsgemäß einen besonders einfachen Aufbau erhalten und hohe Betriebssicherheit besitzen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe benutzt die Erfindung einseitig wirkende elektrische Schwellwertschaltungen, bei denen Halbleiterelemente mit pn-Verbindung Verwendung finden, deren Kennlinien in Sperrichtung sowohl ein Gebiet mit hohem Widerstand ab auch ein gut definiertes Gebiet mit im wesentlichen konstanter Spannung haben.
  • Solche Halbleiterelemente bestehen bekanntlich aus einem zusammenhängenden Körper aus Halbleitermaterial mit zwei Gebieten von entgegenge-setztem Leitfähigkeitstyp, die durch eine schmale Zone des übergangs vom Material eines Leitfähigkeitstyps zum Material mit dem entgegengesetzten Leitfahigkeitstyp getrennt sind.
  • Zweipol-Halbleitereinrichtungen dieser Art haben asymmetrische Leitungseigenschaften, d. h. Gleichrichtereigenschaften. Durch die Verbindung von einem Leitfähigkeitstyp zum anderen besteht für eine gegebene Potentialdifferenz eine gute Leitung bzw. eine Leitung in Flußrichtung und für die entgegengesetzte Potentialdifferenz eine schlechte Leitung bzw. eine Leitung in Sperrichtung.
  • Für solche Einrichtungen haben Germanium und neuerdings Silizium besondere Bedeutung erlangt. Im Falle des Germaniums sind die für die Zwecke der Erfindung wesentlichen Eigenschaften der Einrichtungen nicht mit dem negativen Widerstand zu verwechseln, den Germanium-Dioden mit Spitzenkontakten zeigen, wenn sie genügend weit ins Sperrgebiet gebracht werden. Dieser negative Widerstand entsteht durch Temperatureffekte. Man nimmt an, daß dies bei der erfindungsgemäß auszumitzenden Kennlinie mit konstanter Spannung in Sperrichtung nicht der Fall ist.
  • pn-Verbindungen weisen bei der Leitungskennlinie in Sperrichtung ein Gebiet mit im wesentlichen konstanter Spannung unterhalb des Durchbrennens und in einem großen Strombereich auf. Wichtige Merkmale dieser Eigenschaft bestehen darin, daß bei der Leitungskennlinie in Sperrichtung der Zusammenbruch von einem sehr hohen Widerstand zu einem niedrigen Wechselstromwiderstand bei nahezu konstanter Spannung sehr scharf ausgeprägt ist und daß die kritische Sperrspannung, bei der die Kennlinie ZUS2mme'n richt, sehr stabil sowohl bezüglich der Lebensdauer als auch gegenüber Temperaturänderangen ist. Diese kritische Spannung am »Knick« der Kennlinie kann vorausbestimmt und durch geeigaete Maßnahmen bei jeder gewünschten Spannung in einem Bereich von wenigen Volt bis etwa tausend Volt erhalten werden. Eine dazu geeignete Maßnahme besteht in der Regulierung des Konzentrationsgradienten in der Übergangszone, z. B. durch Regulierung entweder der Breite der Übergangszone oder der eigenen Leitfähigkeit des verwendeten Halbleiterinaterials, was insbesondere durch Änderung der Menge der dem Material zugefügten Beimengung geschehen kann. Es können ohne weiteres Einheiten mit niedrigen kritischen Spannungen in Sperrichtung gebaut werden.
  • Zur Amplitudenbegrenzung, z. B. zur Löschung von Kontaktfunken, ist die Reihenschaltung herkömmlicher Gleichrichter bekannt. Dazu werden zwei möglichst gleiche Gleichrichter gegeneinandergeschaltet, so daß sich für beide Strom-richtungen symmetrische Strom-Spannungs-Kennlinien ergeben. Die Begrenzung findet dabei unter Ausnutzung der Widerstandsänderung in der Umgebung des Spannungsnullpunktes oder der Widerstandsabnahme bei hohen Sperrspannungen statt.
  • Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß in Reihe mit jeder Einxichtung oder jedem Kreis eine Diode mit in Flußrichtung niedrigem Widerstand und in Sperrichtung innerhalb des betriebsmäßig zu erwartenden Spannungsbereichs hohem Widerstand sowie ein Halbleiter geschaltet sind, wobei der Halbleiter eine pn-Verbindung und an jeder Leitfähigkeitszone eine Anschlußklemme aufweist sowie einen niedrigen Widerstand in Flußrichtung, einen hohen Widerstand in Sperrichtung für Spannungen unterhalb eines kritischen Wertes und ein Gebiet mit konstanter Spannung für Spannungen, welche den kritischen Wert -übersteigen, hat und die Diode, so angeordnet ist, daß ihre Flußrichtung derjenigen des Halbleiters entgegengesetzt verläuft, und daß die Spannungsquelle, die Dioden und die Halbleiter eine solche Anordnung bilden, daß Sperrspannungen oberhalb des kritischen Wertes wahlweise und ausschließlich an jeweils einen der Halbleiter angelegt werden können.
  • Durch diese beschriebene Kombination wird der Strom in einer Richtung, wenigstens in einem vorbestimmten Bereich der angelegten Spannung, im wesentlichen gesperrt, während ein Stromfluß in der entgegengesetzten Richtung nur bei angelegten Spannungen stattfindet, die größer sind als der Schwellwert, der durch die kritische Sperrspannung der pn-Verbindungseinrichtung bestimmt ist. Dieser Stromfluß tritt bei einer negativen Spannung auf, die größer als der Schwellwert ist, so daß man ein Ergebnis erhält, das bei bekannten Einrichtungen nur bei positiven Spannungen erreichbar war. Durch geeignete Polung kann man jedoch im Sinne der Erfindung gleiche Ergebnisse auch für positive Spannungen erhalten.
  • Als spezielle Anordnung dieser Art empfiehlt die Erfindung, daß die Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen vier Einheiten -umfaßt, von welchen das eine Paar zwischen dem einen Leiter und Erde, das zweite Paar zwischen dem zweiten Leiter und Erde liegt, und daß die Spannungsquelle so angeordnet ist, daß Spannungen oberhalb des kritischen Wertes mit Bezug auf Erde an jeden der Leiter angelegt werden können.
  • Bei jedem Paar von Einheiten können dabei die der einen Einheit zugeordneten Dioden und Halbleiter zueinander entgegengesetzt gepolt sein wie die Diode und der Halbleiter, welche der zweiten Einheit zugeordnet sind.
  • Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
  • Erklärung der Zeichnungen: Fig. 1 zeigt eine allgemeine Halbleitereinrichtung mit pn-Verbindung der oben beschriebenen Art, die zur Darstellung ihrer Leitungskennlinie in einen Kreis geschaltet ist; Fig. 1 a zeigt eine spezielle Einrichtung dieser Art; Fig. 2 zeigt Leitungskennlinien von mehreren pn-Verbindungs-Einrichtungen, die man durch den Kreis der Fig. 1 erhalten kann; Fig. 3 und 4 zeigen schematisch zwei Kreise, bei denen das Prinzip der vorliegenden Erfindung verkörpert wird; Fig. 3 a ist ein Spannungs-Strom-Diagramm, das den Kreis der Fig. 3 erläutert; Fig. 5 zeigt eine voll selektive, Klingelschaltung fär vier Anschlüsse, bei der das Prinzip der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Die Halbleiter-Einrichtung 11 in Fig. 1 hat eine, pn-Verbindung, die durch einen Gesamtkörper aus Halbleitermaterial gebildet wird, der Körperteile aus Material mit p- bzw. n-Typ-Leitfähigkeit enthält. An der Zwischenfläche der p- und n-Typ-Körperteile besteht eine dünne Zone, in der ein fortschreitender Wechsel oder übergang vom Grad und Typ der Leitfähigkeitseigenschaft eines Körperteils zum Grad und Typ der Leitfähigkeitseigenschaft des anderen Körperteils vorhanden ist. Die Elektroden 12 und 13 stellen elektrische ohmsche Anschlüssse an die p- und n-Typ-Körperteile her.
  • Fig. 1 a zeigt die Darstellung einer zweiten pn-Verbindungs-Einrichtang im Querschnitt, die mit Hilfe des Legierungsprinzips hergestellt ist, die jedoch ebenfalls die gewünschten Kennlinien der Leitung in Sperrichtung aufweist. Diese zweite Einrichtung besteht aus einem homogenen Kristall 14 aus n-Typ-Silizium, an den eine Aluminium-Elektrode 15 durch Erwärmung des Kristalls und durch Inberährungbringen mit dem Aluminium anlegiert ist. Man nimmt an, daß eine pn-Verbindung mit der allgemeinen in der Figur dargestellten Gestalt durch Ablagerung während der Abkühlung entsteht und sich an der Innenfläche zwischen dem ungeschmolzenen Sflizium und der erstarrten, zuerst entstehenden festen Lösung befindet. Eine zweite metallische Elektrode 16, die aus Gold bestehen kann, kann so angeordnet sein, daß sie einen ohmschen Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche des Kristalls 14 herstellt. Das in Fig. 1 verwendete Symbol wird in den übnigen Figuren benutzt, um allgemein eine Einrichtung mit den noch zu beschreibenden Kennlinien darzustellen.
  • Mit Hilfe des doppelpoligen Zweiwegeschalters 19 in Fig. 1 können von der Batterie 20 Spannungen beider Polaritäten an die pn-Verbindungs-Einrichtung 11 angelegt werden. Mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes 21 kann die Größe dieser Spannungen verändert werden. Der Widerstand 22 begrenzt den Strom durch die Einrichtung 11 auf einen gefahrlosen Wert.
  • Fig. 2 zeigt zwei typische Kennlinien dieser Einrichtmgen, die man durch die in Fig. 1 dargestellte Schaltung erhalten kann. Sowohl Ströme als auch Spannungen sind in logarithmischem Maßstab aufgetragen, um das Sättigungsgebiet in der Leittmgskennlinie in Sperrichtung klarer zu zeigen. In diesem Gebiet, das zwischen 0 Volt und den Knicken der Kurven liegt, handelt es sich um Kennlinien von sehr hohen Widerständen. Wenn ein linearer Maßstab für den Strom verwendet würde, wäre dieses Gebiet zu einer senkrechten Linie zusammengeschrumpft und durch die Spannungsordinate verdeckt. Bei den kritischen Sperrspannungen V, bzw. V,' schlagen die Kennlinien scharf von einem hohen Widerstand zu einer Kennlinie mit niedrigem Wechselstromwidtrstand und im wesentlichen konstanter Spannung um, die sich über einen beträchtlichen Strombereich erstreckt und mehrere Dekaden der Stromänderung umfaßt. Wenn auch das Umschlagen bei den Spannungen V, und V,' bei dem verwendeten Maßstab durchaus scharf erscheint, so sei doch abermals darauf hingewiesen, daß die Schärfe des Umschlagens bei Verwendung eines linearen Strommaßstabes sogar noch auffallender sein würde. Bei der vorliegenden Erfindung wird von der soeben beschriebenen Kennlinie in Sperrichtung Gebrauch gemacht. Wie oben erwähnt, kann durch geeignete Ausführung der pn-Verbindungs-Einrichtung und insbesondere durch geeignete Regulierung des Konzentrationskoeffizienten in der übergangszone eine Einheit für jeden gewünschten Wert von V, in einem großen Bereich gebaut werden. Es sei bemerkt, daß die Leitungskennlinien in Flußrichtung diejenigen üblicher pn-Verbindungs-Dioden sind und sich voneinander nur in geringem Grad unterscheiden.
  • In Fig. 3 ist eine Halbleitereinrichtung 31 mit pn-Verbindung in Reihe mit einer Spannungsquelle 32 und mit einem asymmetrisch leitenden Impedanzelement 33 geschaltet, das aus einer üblichen Vakuum- oder Kristalldiode bestehen kann. Das letztere Element ist in Gegensinn-Reihenschaltung für Ströme in Flußrichtung zur pn-Verbindungs-Einrichtung geschaltet, wobei die Leitung in Flußrichtung in der pn-Verbindungs-Einrichtung durch die Verbindung vom p-Typ-Gebiet zum n-Typ-Gebiet eintritt, wenn das n negativer ist als das p. Wenn man annimmt, daß die kritische Sperrspannung der pn-Verbindungs-Einrichtung V, ist, erzeugt die Spannungsquelle 32 Spannungen, die wenigstens zeitweilig größer als V, sind. In Reihe mit der pn-Verbindungs-Einrichtung 31 und dem asymmetrisch leitenden Impedanzelernent 33 sind ein Belastungskreis 35 und ein Strombegrenzungswiderstand36 geschaltet. Für alle positiven Spannungen, d. h. Spannungen, die das p-Gebiet positiv gegenüber dem n-Gebiet machen, wird die pn-Verbindungs-Einrichtung in einem Zustand leitend, der als Leitung in Flußrichtung bzw. als gute Leitung bezeichnet wird, jedoch wird die Diode 33 im Zustand der Leitung in Sperrichtung bzw. schlechter Leitung betrieben, wodurch der Strom von der Quelle 32 zur Belastung 35 im wesentlichen gesperrt wird. Für alle negativen Spannungen von p nach n, die geringer als V, sind, wird die pn-Verbindungs-Einrichtung 31 ein sehr hoher Widerstand und sperrt ebenfalls den Strom zur Belastung. Wenn jedoch die Spannung an der pn-Verbindungs-Einrichtung 31 -V, in negativer Richtung übersteigt, wird die pn-Verbindungs-Einrichtung in ihr Gebiet mit niedrigem Widerstand und konstanter Spannung gebracht, und der hauptsächlich durch den Widerstand36 begrenzte Strom fließt durch die Belastung, da die Diode33 nunmehr in Flußrichtung arbeitet. Eine zweite, ebenso gepolte pn-Verbindungs-Einrichtung mit im wesentlichen derselben kritischen Spannung in Sperrichtung kann in Reihe mit der ersten Einrichtung geschaltet werden. In diesem Falle ist die effektive kritische Spannung im wesentlichen die Summe der beiden kritischen Werte.
  • Die Reihenkombination der pn-Verbindungs-Einrichtung 31 und der Diode 33 sperrt daher den Strom in einer Richtung und gibt ihn in der anderen Richtung nur bei angelegten Spannungen frei, die einen Schwellwert übersteigen. Die Kennlinie dieser Kombination ist durch die ausgezogenen Teile der Kurve in Fig. 3 a dargestellt. Hierdurch wird ein scharfer Übergang der Impedanz und damit der Leitung durch Elemente erzielt, die praktisch passive Einrichtungen bei einer von Null verschiedenen Spannung und ohne Verwendung einer Gleichstromvorspannung sind. Weiter ist die Schwelle, bei welcher der Übergang im Sperrspannungsgebiet eintritt, bei dem betrachteten Falle eine negative Spannung. Wenn die asymmetrische Einrichtung 33 ebenfalls eine pn-Verbindungs-Einrichtung mit einem Gebiet konstanter Spannung in der Kennlinie in Sperrichtung wäre, müßte die zweite Einrichtung so gewählt werden, daß sie eine kritische Sperrspannung hat, die größer als die maximale anzulegende positive Spannung ist, wenn alle Ströme in Flußrichtung der ersten pn-Verbindungs-Einrichtung gesperrt werden sollen. Wenn jedoch ein Strom bei positiven Spannungen, die größer als ein Schwellwert V, sind, wie auch bei negativen Spannungen, die größer als - V,' sind, durch die Einrichtung fließen soll, muß die Diode 33 durch eine pn-Verbindungs-Einrichtung ähnlich der Einrichtung 31, jedoch mit einer kritischen Sperrspannung von - V,' ersetzt werden. Diese letzte Einrichtung muß ebenfalls in Gegensinn-Reihenschaltung für Ströme in Flußrichtung zur ersten pn-Verbindungs-Einrichtung geschaltet werden. Bei einer solchen Einrichtung wird die Kombinationskennlinie die durch die gestrichelte Linie abgeänderte Kurve in Fig. 3 a.
  • Da der Belastungskreis 35 in Reihe mit der pn-Verbindungs-Einrichtung 31 und der Diode 33 liegt, wirken die pn-Verbindungs-Einrichtung und die Diode als Reihenschalter, der einen in mehr oder weniger linearer Weise von der Eingangsspannung abhängigen Strom durch den Belastungskreis freigibt, wenn der Schalter geschlossen ist, d. h. wenn die kritische Sperrspannung der pn-Verbindungs-Einrichtung überschritten wird. Wenn die Belastung 35' und der Strombegrenzungswiderstand 36' parallel zu den asymmetrisch leitenden Elementen 31' und 33' geschaltet werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, erhält man andere Kennlinien. Dieser Belastungskreis nimmt Strom auf, der in linearem Zusammenhang mit der Eingangsspannung der Quelle steht, und zwar für alle positiven Spannungen, welche die Diode 33" in den Zustand mit hohem Widerstand bringen, und für negative Spannungen unterhalb der kritischen Sperrspannung der pn-Verbindungs-Einrichtung 31, welche die letztere Einrichtung in denselben Zustand bringen. Für negative Spannungen, die größer als dieser kritische Wert sind, begrenzt die pn-Verbindungs-Einrichtung 31', die an die Belastung und den Reihenwiderstand gelegte Spannung auf einen Wert, der etwa gleich ihrer kritischen Sperrspannung ist, da die Diode 33' unter dieser Bedingung ein sehr niedriger Widerstand ist. Die verwendete besondere Schaltung hängt von der Impedanz der Belastung wie auch von der gewünschten Leitungskennlinie ab.
  • Fig. 5 zeigt als Beispiel der erfmdungsgemäßen Anordnung eine voll selektive Klingelschaltung für vier Anschlüsse. Ein 20-I-1z-I<IingeIstrom von ± 90 Volt effektiv wird durch den Generator 41 geliefert, dessen eine Seite geerdet ist. Dem Klingelstrom ist eine Gleichstromvorspannung überlagert, die durch die Spannungsquelle des Zentralamtes geliefert wird, welche aus der Batterie 42 besteht, deren Polung durch den doppelpoligen. Zweiwegeschalter 43 umgekehrt werden kann.
  • Nfit Hilfe des einpoligen Zweiwegeschalters 44 können der Klingelstrom und die Gleichstromvorspannung über das Auslöserelais 40 an jede Seite der Leitung gegen Erde angelegt werden.
  • Die Telefonapparate 45 bis 48 der vier Teilnehmer, die übliche Telefonmikrofone und -hörer enthalten, sind an die Zweidrahtleitung 49-50 geschaltet, die an keiner Seite geerdet ist. Jeder Apparat ist mit einer üblichen Klingel versehen, die zwischen eine Seite der Leitung und die Erde geschaltet ist. Zwei der Klingeln, nämlich 51 und 52, sind an eine Seite der Leitung 49 und zwei, nämlich 53 und 54, an die andere Seite geschaltet. Die Telefonapparate sind selbstverständlich Arbeitsstromkreise, wenn der Klingelstroin angelegt wird. Dieses Verfahren ist in der Telefontechnik bekannt und in den Zeichnungen nicht dargestellt.
  • In Reihe mit jeder Klingel liegen eine pn-Verbindungs-Halbleitereinrichtung der oben beschriebenen Art, nämlich die Einrichtungen 55 bis 58, und eine übliche Diode mit hohem Sperrwiderstand, nämlich die Einrichtungen 59 bis 62, die für Ströme in Flußrichtung in Gegensinn-Reihenschaltung geschaltet sind. Ein teilweise selektives Klingeln wird dadurch erreicht, daß zwei Klingeln an eine Seite der Leitung und zwei an die andere geschaltet sind und daß die Klingelströme an beide Seiten der Leitung in bezug auf die Erde angelegt werden. Eine volle Selektivität wird dadurch erreicht, daß die Polarität der pn-Verbindungs-Einrichtungen, die an dieselbe Seite der Leitung angeschlossen sind, gegeneinander vertauscht sind und daß eine Vorspannung mit beiden Polaritäten an beide Leitungen angelegt wird.
  • Um die Arbeitsweise dieser selektiven Klingelschaltung klarer zu machen, werden gewissen vorhandenen Paranietern spezielle Werte zugeordnet. Es sei angenommen, daß die pn-Verbindungs-Einrichtungen 55 bis 58 annähernd dieselbe kritische Sperrspannung von -70 Volt haben, bei der ihre Kennlinien von hohem Widerstand zu niedrigem Widerstand und konstanter Spannung umschlagen. Die Batterie 42 soll eine Soll-Klemmspannung von 48 Volt haben, ferner beträgt die Klemmspannung der 20-Hz-Klingelquelle 41 ± 90 Volt effektiv. Weiter hat jede Klingel einen effektiven Reihenwiderstand von 20 000 Ohm und erfordert zum Betrieb 3 Milliampere. Die, Leitungsverluste sollen vernachlässigt werden.
  • Es sei nun angenommen, daß +48 ±90 Volt effektiv an den Leiter 49 gegen Erde angelegt werden. Die Augenblicksspannung am Leiter 49 schwingt von einer positiven Spitze von + 175 Volt zu einer negativen Spitze von -79 Volt. Bei Abzug des Spannungsabfalls an den Klingeln bleibt eine effektive Spannungsschwingung von + 115 bis - 19 Volt übrig, um die pn-Verbindungs-Einrichtungen zusammenbrechen zu lassen. Die Klingeln 53 und 54 werden nicht beeinflußt, da sie zwischen die Leitung 50 und die Erde, geschaltet sind. Die Klingel 52 bleibt ebenfalls unbetätigt, da die Diode 60 bei den positiven Schwingungen den Strom sperrt und die negativen Spitzen nicht ausreichen, um die Einrichtung 56 in ihren Zustand der Leitung in Sperrichtung mit konstanter Spannung zu bringen. Die Klingel 51 wird jedoch erregt, da die Einrichtung 55 »zusammenbricht«, d. h. durch die positiven Schwingungen in ihr Gebiet mit konstanter Spannung gebracht wird. (Bei einem Sparinungsabfall von 60 Volt an der Klingel 51, wovon 48 Volt durch die Gleichstromvorspannung geliefert werden, wird die, Einrichtung 55 eine kleine Impedanz für den größten Teil der positiven Schwingungen.) Durch Umschalten des Schalters 43 werden -48 90 Volt effektiv an die Leitung 49 gelegt, die nunmehr von einer positiven Spitze von + 79 Volt bis zu einer negativen Spitze von - 175 Volt schwingt. Die Klingel 52 wird während des größten Teils der negativen Schwingungen erregL Durch Umschaltung des Schalters 44 kann entweder + 48 ± 90 Volt effektiv oder - 48 ± 90 Volt effektiv an die untere Leitung gele werden, und danfit kann entweder die Klingel 53 oder 54 unter Ausschluß der anderen Klingeln selektiv erregt werden. Zusammengefaßt zeigt sich, daß durch Anlegung von ± 48 Volt und des Klingelstroms von 90 Volt effektiv an beide metallischen Leiter gegen Erde ein selektives Betätigen jeder der beiden Klingeleinrichtungen durchgeführt werden kann, so daß man eine selektive Klingeleinrichtung für vier Anschlüsse erhält.
  • Die soeben beschriebene Klingelschaltung ist mancher Beziehung bereits bekannten Klingelschaltungen mit gasgefüllten Röhren ähnlich. Die oben beschriebene Schaltung hat viele Vorteile gegenüber den Schaltungen mit gasgefüllten Röhren. Zum Beispiel kann man pn-Verbindungs-Einrichtungen mit einem viel größeren Bereich für kritische- Sperrspannungen bauen, als der Bereich ist, der bei gasgefiffiten Röhren für die Zündspannungen verfügbar ist. Weiter kann diese kritische Spannung mit viel kleinerer Toleranz auf einem speziellen Wert gehalten werden als die Zündspannung von gasgefüllten Röhren-. Hierdurch wird der Bau von Schaltungen mit längeren Leitungen vereinfacht, da ein verhältnismäßig kleiner Prozentsatz der Klingel-Stromversorgungsspannung des Zentralarates vorgesehen werden muß, um Änderungen der kritischen Durchbrachsspannung zu kompensieren, und ein größerer Prozentsatz zur Kompensation von Leitungsverlusten zur Verfügung steht. Der Bau der Betätigungseinrichtung wird ebenfalls durch die Verbesserung der Toleranz vereinfacht, da die an der Klingel liegende Spannung die Differenz zwischen der Stromversorgungsspannung des Zentralamtes und dem Spannungsabfall an den Klingel-Steuereleinenten (Elemente 55 bis 62,), verändert durch die Schleifen- und Leitungsahloitverluste, ist, Diese Einrichtungen sind ferner in bezug auf Temperaturänderungen sehr stabil und weisen als augenfällige Vorteile mechanische Festigkeit geringe Größe und große Lebensdauer auf.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung mit Spannungsquelle zuT wahlweisen Betätigung einer Einheit aus einer Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen, welche parallel zwischen zwei Leitungen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit jeder Einrichtung oder jedem Kreise, eine Diode mit in Flußrichtung niedrigem Wide& stand und in Sperrichtung innerhalb des betriebsmäßig zu erwartenden Sperrspannungsbereichs hohem Widerstand sowie ein Halbleiter geschaltet sind, wobei der Halbleiter eine pn-Verbindung und an jeder Leitfähigkeitszone eine Anschlußklemme aufweist sowie einen niedrigen Widerstand in Flußrichtung, einen hohen Widerstand in Sperrichtung für Spannungen unterhalb eines kritischen Wertes und ein Gebiet mit konstanter Spannung für Spannungen, welche, den kritischen Wert übersteigen, hat und die Diede so angeordnet ist, daß ihre Flußrichtung derjenigen des Halbleiters entgegengesetzt verläuft, und daß die Spannungsquelle, die Dioden und die Halbleiter eine solche Anordnung bilden, daß Sperrspannungen oberhalb des kritischen Wertes wahlweise und ausschließlich an jeweils einen der Halbleiter angelegt werden können.
  2. 2. Anordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen vier Einheiten umfaßt, von welchen das eine Paar zwischen dem einen Leiter und Erde, das zweite Paar zwischen dem zweiten Leiter und Erde lieg und daß die Spannungsquälle so angeordnet ist, daß Spannungen oberhalb des kritischen Wertes mit Bezug auf Erde an jeden der Leiter angelegt werden können. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Paar von Einheiten die jeweils zugeordnete Diode und der entsprechende Halbleiter zueinander entgegengesetzt gepolt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 824 365, 906 112; deutsche Patentaumeldung J 4617 VIII b / 21 c (bekanntgemacht am 24. 7. 1952); ENT (1936), S. 343, 344; Proc. IRE (1952), S. 1348 bis 1351.
DEW23038A 1953-06-30 1954-05-11 Anordnung mit Spannungsquelle zur wahlweisen Betaetigung einer Einheit aus einer Gruppe von elektrischen Einrichtungen oder Kreisen, welche parallel zwischen zwei Leitungen angeschlossen sind Pending DE1145268B (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE824365C (de) * 1949-11-15 1951-12-10 W H Joens & Co Elektrische Schalteinrichtung
DE906112C (de) * 1950-12-27 1954-03-11 Ibm Deutschland Kippschaltung mit zwei stabilen Schaltzustaenden

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