DE1178116B - Transistor switch with four transistors - Google Patents
Transistor switch with four transistorsInfo
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Description
Transistorschalter mit vier Transistoren Für das Zu- oder das Abschalten von Spannungen für verschiedene elektronische Stromkreise werden in neuester Zeit gewöhnlich kontaktlose Transistorschalter verwendet. An diese Schalter werden, was die Genauigkeit betrifft, hohe Ansprüche gestellt. Die erzielbare Genauigkeit der bisher bekannten Transistorschalter wird aber einesteils durch die Spannungsabfälle an den im Zustand der Durchlässigkeit sich befindenden Transistoren, wenn dieselben von dem geschalteten Strom durchflossen werden, und weiter durch Ruheströme in gesperrtem Zustand, gegebenenfalls durch beide Einflüsse zugleich begrenzt.Transistor switch with four transistors For switching on or off of voltages for various electronic circuits are being used in recent times commonly used non-contact transistor switches. At these switches, what When it comes to accuracy, high demands are made. The achievable accuracy of the However, the previously known transistor switch is partly due to the voltage drops on the transistors in the conductive state, if the same are traversed by the switched current, and further by quiescent currents in blocked State, possibly limited by both influences at the same time.
Bei den bisher benutzten Eintransistorschaltelementen mit Steuerspannung zwischen Basis und Emitter oder mit Steuerspannung zwischen Basis und Kollektor entsteht zwischen Kollektor und Emitter im Durchlaßzustand eine bestimmte Restspannung. Bei Steuerung zwischen Basis und Emitter besitzt diese Restspannung zwischen Kollektor und Emitter der Ordnung nach einen Wert von 10 mV und bei Steuerung zwischen Basis und Kollektor 1 mV und dies beim Nullwert des geschalteten Stromes, welcher die Kollektor-Emitter-Strecke oder umgekehrt durchfließt. Diese Restspannung bildet die sogenannte statische Restspannung. Der Durchgangswiderstand zwischen Kollektor und Emitter im Durchlaßzustand beträgt bei der ersten Alternative der Erregung ungefähr 5 bis 10 Q und bei der zweiten Alternative ungefähr 1 S2. An diesem Widerstand entsteht beim Durchfluß des geschalteten Stromes durch das Schaltelement ein weiterer Spannungsabfall, der sogenannte dynamische Spannungsfehler.In the case of the single-transistor switching elements with control voltage previously used between base and emitter or with control voltage between base and collector a certain residual voltage arises between collector and emitter in the on state. With control between the base and emitter, this residual voltage has between the collector and emitter in order a value of 10 mV and with control between base and collector 1 mV and this at the zero value of the switched current, which the Collector-emitter path or vice versa flows through. This residual stress forms the so-called static residual stress. The volume resistance between the collector and the emitter in the on state is approximately in the first alternative of the excitation 5 to 10 Q and in the second alternative about 1 S2. At this resistance arises a further voltage drop when the switched current flows through the switching element, the so-called dynamic stress error.
Es ist eine Reihenschaltung mehrerer steuerbarer Halbleiter bekanntgeworden, die dazu dient, mit Transistoren Spannungen zu schalten, deren Höhe größer ist als die Sperrspannung des Halbleiters. Dabei sind die Steuerspannungsquellen der Transistoren galvanisch getrennt. Es sind Mittel vorgesehen, die bewirken, daß alle Steuerspannungen gleichzeitig zur gemeinsamen Steuerung zusammenwirken. Dieses Problem wird in der vorliegenden Erfindung nicht behandelt.A series connection of several controllable semiconductors has become known, which is used to switch voltages with transistors, the level of which is greater than the reverse voltage of the semiconductor. The control voltage sources are the transistors galvanically isolated. Means are provided which cause all control voltages at the same time cooperate for common control. This problem is addressed in the present invention not dealt with.
Es ist eine Brückenschaltung von vier Transistoren bekanntgeworden, die als ein Schalter ausgebildet ist, der die Spannung umkehrt. In dieser Schaltung ist eine Kompensation von statischen und dynamischen Restspannungen nicht vorgesehen.A bridge circuit of four transistors has become known, which is designed as a switch that reverses the voltage. In this circuit a compensation of static and dynamic residual stresses is not provided.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spannungsfehler von Transistorschaltern zu kompensieren und so einen schnell arbeitenden und genauen Transistorschalter zu erhalten. Die Erfindung geht aus von einem Transistorschalter mit vier Transistoren derselben Type mit synchron arbeitenden, galvanisch untereinander getrennten Aussteuerungsquellen, die jeweils in Kollektorschaltung über einen Begrenzungswiderstand angeschlossen sind und derart arbeiten, daß der erste und der vierte Transistor leiten, wenn der zweite und dritte Transistor gesperrt sind, und umgekehrt.The present invention is based on the problem of voltage errors of transistor switches to compensate and so a fast working and accurate Transistor switch. The invention is based on a transistor switch with four transistors of the same type with synchronous working, galvanically with each other separate modulation sources, each in collector circuit via a limiting resistor are connected and operate such that the first and fourth transistor conduct when the second and third transistors are blocked, and vice versa.
Die Erfindung besteht darin, daß der Emitter des ersten Transistors an den Emitter des zweiten Transistors angeschlossen ist, der Kollektor des zweiten Transistors mit dem Kollektor des dritten Transistors verbunden ist und der Emitter des dritten Transistors an den Emitter des vierten Transistors angeschlossen ist und daß die Last mit einer Klemme an die untereinander verbundenen Emitterelektroden des ersten und zweiten Transistors und mit der anderen Klemme an die untereinander verbundenen Emitterelektroden des dritten und vierten Transistors und die Quelle der zuzuschaltenden Spannung an die Kollektoren des ersten und vierten Transistors angeschlossen sind.The invention consists in that the emitter of the first transistor connected to the emitter of the second transistor, the collector of the second Transistor is connected to the collector of the third transistor and the emitter of the third transistor is connected to the emitter of the fourth transistor and that the load is connected to the interconnected emitter electrodes with a clamp of the first and second transistor and with the other terminal to each other connected emitter electrodes of the third and fourth transistors and the source the voltage to be switched on to the collectors of the first and fourth transistor are connected.
Mit dieser Schaltung wird eine Kompensation der statischen und dynamischen Restspannungen erreicht. Erfindungsgemäß kann die Schaltung auch so ausgelegt werden, daß der Kollektor des ersten Transistors an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen ist, der Emitter des zweiten Transistors mit dem Emitter des dritten Transistors verbunden ist und der Kollektor des dritten Transistors an den Kollektor des vierten Transistors angeschlossen ist und daß die Last mit einer Klemme an die untereinander verbundenen Kollektorelektroden des ersten und zweiten Transistors und mit der anderen Klemme an die untereinander verbundenen Kollektorelektroden des dritten und vierten Transistors, während die Quelle der zuzuschaltenden Spannung an die Emitter des ersten und des vierten Transistors angeschlossen ist (F i g. 2).With this circuit a compensation of the static and dynamic Residual stresses reached. According to the invention, the circuit can also be designed so that the collector of the first transistor to the collector of the second transistor is connected, the emitter of the second transistor to the emitter of the third Transistor is connected and the collector of the third transistor to the collector of the fourth transistor is connected and that the load is connected to the interconnected collector electrodes of the first and second transistors and with the other terminal to the interconnected collector electrodes of the third and fourth transistor, while the source of the voltage to be switched on is connected to the emitters of the first and fourth transistor (F i g. 2).
Zum wahlweisen Anschalten von zwei Spannungsquellen an eine Last wird erfindungsgemäß die Schaltung in der Art ausgeführt, daß eine der Quellen mit einem Pol an die mit der Elektrode des zweiten Transistors nicht verbundene Elektrode des ersten Transistors und mit dem anderen Pol an die mit der Elektrode des dritten Transistors nicht verbundene Elektrode des vierten Transistors angeschlossen ist, während die andere Quelle mit einem Pol an die mit der Elektrode des ersten Transistors nicht verbundene Elektrode des zweiten Transistors und mit dem anderen Pol an die mit der Elektrode des vierten Transistors nicht verbundene Elektrode des dritten Transistors angeschlossen ist (F i g. 3).For the optional connection of two voltage sources to a load According to the invention, the circuit carried out in such a way that one of the sources with a Pole to the electrode not connected to the electrode of the second transistor of the first transistor and the other pole to the electrode of the third Transistor unconnected electrode of the fourth transistor is connected, while the other source with one pole to that with the electrode of the first transistor unconnected electrode of the second transistor and with the other pole to the electrode of the third not connected to the electrode of the fourth transistor Transistor is connected (F i g. 3).
Sollen zwei Lasten wahlweise an eine Spannungsquelle geschaltet werden, so kann das erfindungsgemäß dadurch geschehen, daß eine Last mit einem Pol an die mit der Elektrode des zweiten Transistors nicht verbundene Elektrode des ersten Transistors und mit dem anderen Pol an die mit der Elektrode des dritten Transistors nicht verbundene Elektrode des vierten Transistors angeschlossen ist, während die andere Last mit einem Pol an die mit der Elektrode des ersten Transistors nicht verbundene Elektrode des zweiten Transistors und mit dem anderen Pol an die mit der Elektrode des vierten Transistors nicht verbundene Elektrode des dritten Transistors angeschlossen ist und daß die Quelle der zuzuschaltenden Spannung mit einem Pol an die untereinander verbundenen Elektroden des ersten und des zweiten Transistors und mit dem anderen Pol an die untereinander verbundenen Elektroden des dritten und vierten Transistors angeschlossen ist (F i g. 4).If two loads are to be switched to one voltage source, so this can be done according to the invention in that a load with one pole to the electrode of the first not connected to the electrode of the second transistor Transistor and with the other pole to the one with the electrode of the third transistor unconnected electrode of the fourth transistor is connected, while the no other load with one pole connected to that with the electrode of the first transistor connected electrode of the second transistor and with the other pole to the with the electrode of the third transistor not connected to the electrode of the fourth transistor is connected and that the source of the voltage to be switched on with one pole to the interconnected electrodes of the first and second transistor and with the other pole to the interconnected electrodes of the third and fourth transistor is connected (Fig. 4).
Die Umkehrung einer Spannung kann erfindungsgemäß dadurch vorgenommen werden, daß die Transistoren in an sich bekannter Weise in Form einer Brückenschaltung geschaltet sind, in dem die mit der Elektrode des zweiten Transistors nicht verbundene Elektrode des ersten Transistors an jene mit einer Elektrode des vierten Transistors nicht verbundene Elektrode des dritten Transistors und die mit ; einer Elektrode des ersten Transistors nicht verbundene Elektrode des zweiten Transistors an die mit einer Elektrode des dritten Transistors nicht verbundene Elektrode des vierten Transistors angeschlossen ist, wobei die Gleichstromquelle der zuzuschaltenden ; Spannung mit einem Pol an die verbundenen Elektroden des ersten und dritten Transistors und mit dem anderen Pol an die verbundenen Elektroden des zweiten und vierten Transistors angeschlossen ist und die Last als Querwiderstand an die verbundenen Elektroden des ersten und zweiten Transistors und des dritten und vierten Transistors angeschlossen ist und daß die jeweils leitenden Transistoren gegensinnig in Reihe geschaltet sind.The reversal of a voltage can thereby be carried out according to the invention be that the transistors in a known manner in the form of a bridge circuit are connected in which the not connected to the electrode of the second transistor Electrode of the first transistor to those with an electrode of the fourth transistor unconnected electrode of the third transistor and the with; an electrode of the first transistor unconnected electrode of the second transistor to the electrode of the fourth not connected to an electrode of the third transistor Transistor is connected, the direct current source of the to be switched; Voltage with one pole across the connected electrodes of the first and third transistor and with the other pole to the connected electrodes of the second and fourth transistor is connected and the load as a transverse resistance to the connected electrodes of the first and second transistors and the third and fourth transistors and that the respective conductive transistors are connected in series in opposite directions.
Alle diese Schaltungsausführungen erreichen eine Kompensation von statischen und dynamischen Restspannungen und sind daher insbesondere für solche Schaltungen geeignet, die eine hohe übertragungsgenauigkeit der zu schaltenden Spannungen verlangen.All of these circuit designs achieve a compensation of static and dynamic residual stresses and are therefore particularly suitable for such Suitable for circuits that have a high transmission accuracy of the voltages to be switched demand.
Die Zeichnung dient der Erläuterung der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Schalter, F i g. 2 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters.The drawing serves to explain the invention. It shows F i g. 1 a switch according to the invention, FIG. 2 shows another embodiment of the invention Switch.
F i g. 3 einen Schalter zum wahlweisen Anschalten von zwei Spannungsquellen an eine Last nach der Erfindung, F i g. 4 einen Schalter zur wahlweisen Schaltung von zwei Lasten an eine Spannungsquelle, F i g. 5 einen Schalter zur Umkehrung einer Spannung.F i g. 3 a switch for optionally switching on two voltage sources to a load according to the invention, FIG. 4 a switch for optional switching from two loads to one voltage source, F i g. 5 a switch to reverse a Tension.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist in F i g. 1 dargestellt. Es bedeuten 1, 2, 3, 4 die Transistoren, 5, 6, 7, 8 die Begrenzungswiderstände, 9, 10, 11, 12 die Erregerhilfsquellen, 13 die Speisegleichstromquelle mit vernachlässigbar kleinem Innenwiderstand für die Last und 1.4 die Last.The circuit according to the invention is shown in FIG. 1 shown. 1, 2, 3, 4 are the transistors, 5, 6, 7, 8 are the limiting resistors, 9, 10, 11, 12 are the auxiliary excitation sources, 13 is the DC supply with negligible internal resistance for the load and 1.4 is the load.
Der kontaktlose Transistorschalter gemäß der Erfindung enthält vier so geschaltete Transistoren, daß der Emitter des ersten Transistors an den Emitter des zweiten Transistors geschaltet ist, dessen Kollektor des dritten Transistors angeschlossen ist, dessen Emitter mit dem Emitter des vierten Transistors verbunden ist und die Speisespannungsquelle dann an den Kollektor sowohl des ersten als auch des vierten Transistors angeschlossen sind. Ferner ist die Last 14 mit einem Pol an die verbundenen Emitter des ersten und zweiten Transistors 1 und 2 und mit dem zweiten Pol an die verbundenen Emitter des dritten und vierten Transistors 3 und 4 angeschlossen ist, und für jeden Transistor ist je eine Steuerspannungsquelle 9, 10, 11, 12 angeordnet, welche gegenseitig galvanisch getrennt und über Begrenzungswiderstände 5, 6, 7, 8 zwischen Basis und Kollektor der entsprechenden Transistoren geschaltet sind. Die Transistoren können entweder der Type PNP oder NPN sein, aber das Transistorpaar 1 und 4 muß immer von derselben Type sein, gleichviel ob PNP oder NPN, und das Transistorenpaar 2 und 3 muß ebenfalls von derselben Type PNP oder NPN sein; die Transistoren können auch alle von derselben Type sein, ganz gleich ob PNP- oder NPN-Type.The non-contact transistor switch according to the invention includes four Transistors connected in such a way that the emitter of the first transistor is connected to the emitter of the second transistor is connected, the collector of which is the third transistor is connected, the emitter of which is connected to the emitter of the fourth transistor is and the supply voltage source then to the collector of both the first and of the fourth transistor are connected. Furthermore, the load 14 has one pole to the connected emitters of the first and second transistors 1 and 2 and to the second pole to the connected emitter of the third and fourth transistor 3 and 4 is connected, and there is a control voltage source for each transistor 9, 10, 11, 12 arranged, which are mutually galvanically isolated and via limiting resistors 5, 6, 7, 8 connected between the base and collector of the corresponding transistors are. The transistors can either be of the PNP or NPN type, but the transistor pair 1 and 4 must always be of the same type, whether PNP or NPN, and the pair of transistors 2 and 3 must also be of the same type PNP or NPN; the transistors can all of the same type, regardless of whether they are PNP or NPN types.
Es ist nun auch eine andere Serienschaltung der Transistoren z. B. gemäß F i g. 2 möglich. Hier werden die gleichen Symbole wie in F i g. 1 benutzt. Die Transistoren sind so geschaltet, daß der Kollektor des Transistors 1 mit dem Kollektor des Transistors 2 verbunden ist, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 3 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 3 ist mit dem Kollektor des Transistors 4 verbunden. Die Last bei dieser Schaltung ist an die verbundenen Kollektoren der Transistoren 1 und 2 und an die verbundenen Kollektoren der Transistoren 3 und 4 angeschlossen.There is now a different series connection of the transistors z. B. according to FIG. 2 possible. The same symbols are used here as in FIG. 1 used. The transistors are connected in such a way that the collector of transistor 1 is connected to the collector of transistor 2, the emitter of which is connected to the emitter of transistor 3. The collector of transistor 3 is connected to the collector of transistor 4 . The load in this circuit is connected to the connected collectors of transistors 1 and 2 and to the connected collectors of transistors 3 and 4.
Bei beiden angeführten Schaltungen wird jeder der Transistoren mit Hilfe einer Steuerstromquelle gesteuert, welche vom Transistor galvanisch getrennt ist. Die Amplitude dieser von den Steuerspannungsquellen 9, 10, 11, 12 gelieferten Spannung muß größer sein als die höchste Amplitude der Schaltspannung.In both of the circuits mentioned, each of the transistors is with Controlled by means of a control current source, which is galvanically separated from the transistor is. The amplitude of these supplied by the control voltage sources 9, 10, 11, 12 The voltage must be greater than the highest amplitude of the switching voltage.
Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Die Steuerspannungsquellen sind so gepolt, daß bei leitendem Schalter die Transistoren 1 und 4 leiten und die Transistoren 2 und 3 gesperrt sind. Bei gesperrtem Schalter sind die Steuerspannungen so polarisiert, daß die Transistoren 2 und 3 leiten und die Transistoren 1 und 4 gesperrt sind. Es leiten also immer abwechselnd die Transistoren 1 und 4 oder 2 und 3. Bei Anlegen der Steuerspannung des Transistors zwischen seinem Kollektor und der Basis, derart, daß der Steuerstrom im Zustand der vollen Leitfähigkeit größer als der geschaltete Strom ist, ist die statische Restspannung an dem Transistor, d. h. zwischen Kollektor und Emitter, etwa 1 mV. Unter der angeführten Voraussetzung, d. h. daß der Steuerstrom größer ist als der geschaltete Strom, entsteht bei Benutzung von Transistoren der Type NPN (gemäß F i g. 1) eine statische Restspannung einer solchen Polarität, daß der Emitter gegenüber dem Kollektor positiv ist.The circuit works as follows: The control voltage sources are polarized in such a way that transistors 1 and 4 conduct when the switch is on and the transistors 2 and 3 are blocked. When the switch is locked, the control voltages are polarized so that transistors 2 and 3 conduct and transistors 1 and 4 are locked. So transistors 1 and 4 or 2 always conduct alternately and 3. When the control voltage of the transistor is applied between its collector and the base, such that the control current is greater in the state of full conductivity than the switched current is the static residual voltage on the transistor, d. H. between collector and emitter, about 1 mV. Under the stated condition, d. H. that the control current is greater than the switched current, arises during use of transistors of the type NPN (according to FIG. 1) a static residual voltage of a polarity such that the emitter is positive with respect to the collector.
Bei Benutzung von Transistoren der Type PNP ist die Polarität des Spannungsabfalls umgekehrt, am Emitter ist die Spannung gegenüber dem Kollektor negativ.When using transistors of the PNP type, the polarity is the Reverse voltage drop, at the emitter the voltage is opposite to the collector negative.
Der Emitter-Kollektor-Widerstand des Transistors besitzt im Leitzustand der Ordnung nach einen Wert von 1 62.The emitter-collector resistance of the transistor is in the conductive state a value of 1 62 in order.
Zur Erklärung der Wirkungsweise sei jener Betriebszustand betrachtet, in dem der Schalter leitend ist, d. h. wenn die Last 14 an die Gleichstromspeisequelle 13 mit vernachlässigbar kleinem Innenwiderstand angeschlossen ist. Dies bedeutet, daß die Transistoren 1 und 4 leiten, die Transistoren 2 und 3 dagegen nicht.To explain the mode of operation, consider the operating state in which the switch is conductive, d. H. when the load 14 is connected to the DC power source 13 is connected with a negligibly small internal resistance. This means, that the transistors 1 and 4 conduct, the transistors 2 and 3, however, not.
Der Ruhestrom Iko der gesperrten Transistoren 2 und 3, deren Widerstand im Sperrzustand nicht unendlich groß wird, fließt, da die Transistoren 2 und 3 parallel zur Last 14 geschaltet sind, auch über die leitenden Transistoren 1 und 4, die einen Widerstand von etwa 1 ohm in leitenden Zustand aufweisen. Bei diesem geringen Widerstand und dem außerordentlich kleinen Ruhestrom der Transistoren 2 und 3 tritt praktisch kein erhöhter Spannungsabfall an den Transistoren 1 und 4 auf, der sich an der Last 14 bemerkbar machen würde.The quiescent current Iko of the blocked transistors 2 and 3, their resistance does not become infinitely large in the blocking state, since the transistors 2 and 3 flow in parallel are connected to the load 14, also via the conductive transistors 1 and 4, the one Have a resistance of about 1 ohm in the conductive state. With this low resistance and the extremely small quiescent current of transistors 2 and 3 comes in handy no increased voltage drop across transistors 1 and 4, which is reflected in the load 14 would make a noticeable difference.
Die statischen Restspannungen an den Transistoren 1 und 4, welche mit der Gleichstromquelle 13 mit vernachlässigbar kleinem inneren Widerstand und der Last 14 in Reihe geschaltet sind, sind gegeneinander polarisiert und heben sich gegenseitig auf. Geltend macht sich bloß ihr Unterschied bei ungleichen Transistoren. Durch Einfluß des geschalteten Stromes entsteht an dem Durchgangswiderstand eines jeden leitenden Transistors eine dynamische Restspannung mit einer Polarität, die von der Polarität des durchfließenden Stromes gegeben wird. Diese dynamischen Restspannungen werden addiert. Der Gesamtfehler des Schalters im Schaltzustand wird also durch den Unterschied der statischen Restspannungen und durch die Summe der dynamischen Restspannungen der leitenden Transistoren gebildet.The static residual voltages on transistors 1 and 4, which with the direct current source 13 with negligibly small internal resistance and the load 14 are connected in series, are polarized with respect to one another and stand out each other up. The only difference is that they differ in the case of dissimilar transistors. Due to the influence of the switched current, a each conducting transistor has a dynamic residual voltage with a polarity that is given by the polarity of the current flowing through it. These dynamic residual stresses are added. The total error of the switch in the switching state is thus through the difference between the static residual stresses and the sum of the dynamic ones Residual voltages of the conductive transistors formed.
Wenn die Steuerströme der leitenden Transistoren größer sind als der Schaltstrom, dann sind die dynamischen Restspannungen im Vergleich mit den statischen Restspannungen sehr klein. Der Fehler des Schalters im leitenden Zustand wird also im wesentlichen nur vom Unterschied der statischen Restspannungen gebildet. Unter Voraussetzung der passenden Wahl von Transistoren ist dieser Fehler fast um einige Größenordnungen kleiner als bei den bekannten Schaltungen dieser Art. Die gleiche Situation entsteht im Sperrzustand des Schalters, d. h., wenn die Transistoren 2 und 3 leiten und die Transistoren 1 und 4 gesperrt sind. Die Ruheströme Iko der Transistoren 1 und 4 werden hierbei von den leitenden Transistoren 2 und 3 kurzgeschlossen, und der Nullfehler an der Last wird nur durch den Unterschied der statischen Restspannungen der leitenden Transistoren 2 und 3 gegeben.When the control currents of the conducting transistors are greater than that Switching current, then the dynamic residual voltages are compared with the static ones Residual stresses very small. So the fault of the switch in the conductive state will be essentially only formed by the difference in static residual stresses. Under The prerequisite for the appropriate choice of transistors is this error almost by a few Orders of magnitude smaller than the known circuits of this type. The same The situation arises when the switch is blocked, i.e. i.e. when the transistors 2 and 3 conduct and transistors 1 and 4 are blocked. The calm currents Iko the Transistors 1 and 4 are short-circuited by the conductive transistors 2 and 3, and the zero error on the load is only due to the difference in static residual stresses of the conductive transistors 2 and 3 given.
Wie aus der Schaltung und Wirkungsweise des Transistorschalters hervorgeht, erzielt man vermittels der Serienschaltung von vier Transistoren gemäß der Erfindung eine solche Kompensation der statischen Restspannungen an den leitenden Transistoren, daß die erzielbare Genauigkeit des Schalters um einige Größenordnungen höher liegt als dies bei den bekannten Ausführungen der Fall ist.As can be seen from the circuit and mode of operation of the transistor switch, is obtained by means of the series connection of four transistors according to the invention such a compensation of the static residual voltages on the conductive transistors, that the achievable accuracy of the switch is several orders of magnitude higher than is the case with the known designs.
Die Kompensation der Spannungsabfälle der leitenden Transistoren des Schalters gemäß der Erfindung kann auch bei einem kontaktlosen Umschalter zweier Spannungen gemäß F i g. 3 ausgenutzt werden, bei dem die Zeichen 1 bis 12 dieselbe Bedeutung wie in F i g. 1 haben und 15 die erste Gleichstromspeisequelle und 16 die zweite Gleichstromspeisequelle für die Last 14 bezeichnen.The compensation of the voltage drops of the conductive transistors of the switch according to the invention can also be done with a contactless changeover switch between two voltages according to FIG. 3, in which the characters 1 to 12 have the same meaning as in F i g. 1 and 15 denote the first direct current supply source and 16 denote the second direct current supply source for the load 14.
Bei dem kontaktlosen, zwei Speisespannungsquellen enthaltenden Schalter nach Fi g. 3 ist die eine, erste Speisequelle 15 an die Kollektoren des ersten und vierten Transistors 1 und 4 und die zweite Speisequelle 16 an die Kollektoren des zweiten und dritten Transistors 2, 3 geschaltet.In the case of the contactless switch containing two supply voltage sources according to Fig. 3 is the one, first supply source 15 to the collectors of the first and fourth transistor 1 and 4 and the second supply source 16 to the collectors of the second and third transistor 2, 3 switched.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung gleicht der vorstehend beschriebenen. An die Last wird abwechselnd die Spannung der Quelle 15 und 16 umgeschaltet. Beim Anschließen der Spannung aus der Quelle 15 an die Last 14 ist die Wirkungsweise genau dieselbe wie beim vorigen Stromkreis des Schalters in eingeschaltetem Zustand. Da der Stromkreis des Umschalters genau symmetrisch ist, ist die Wirkungsweise beim Umschalten der Last an die Quelle 16 wieder die gleiche.The operation of this arrangement is similar to that described above. The voltage of the source 15 and 16 is alternately switched over to the load. At the Connecting the voltage from source 15 to load 14 is how it works exactly the same as the previous circuit of the switch when it was on. Since the circuit of the changeover switch is exactly symmetrical, the mode of operation is at Switching the load to source 16 is the same again.
Die erfindungsmäßige Schaltung kann weiter auch auf die in F i g. 4 veranschaulichte Weise benutzt werden. Für die Bezeichnungen in dieser Figur wurden dieselben Symbole benutzt wie in F i g. 1 und 2, jedoch mit folgender Ergänzung: 17 benutzt die erste Last, 18 die zweite Last. Bei dieser Schaltung handelt es sich um einen kontaktlosen Umschalter der Spannung aus der Quelle 13 entweder an die Last 17 oder die Last 18.The circuit according to the invention can also be based on the circuit shown in FIG. 4 can be used. The designations in this figure have been uses the same symbols as in FIG. 1 and 2, but with the following addition: 17 uses the first load, 18 uses the second load. This circuit is a contactless switch of the voltage from the source 13 either to the Load 17 or load 18.
Bei dem kontaktlosen Schalter, welcher zwei Lasten schaltet, sind die Kollektoren des ersten und vierten Transistors 1, 4 über die eine Last 17 und die Kollektoren des zweiten und dritten Transistors 2 und 3 über die zweite Last 18 verbunden sind, wobei der eine Pol der Speisequelle 13 an die verbundenen Emitter des ersten und zweiten Transistors 1, 2 und der zweite Pol der Quelle 13 an die verbundenen Emitter des dritten und vierten Transistors 3 und 4 angeschlossen ist. Die Wirkungsweise ist genau dieselbe wie im vorhergehenden Falle, nur mit dem Unterschied, daß die Quelle und die Lasten gegenseitig ausgewechselt sind.The contactless switch that switches two loads is the collectors of the first and fourth transistor 1, 4 through the one load 17 and the collectors of the second and third transistors 2 and 3 through the second load 18 are connected, one pole of the supply source 13 being connected to the connected emitter of the first and second transistor 1, 2 and the second pole of the source 13 to the connected emitter of the third and fourth transistors 3 and 4 is connected. The mode of action is exactly the same as in the previous case, only with the difference that the source and the burdens are mutually interchangeable.
Der Erfindungsgedanke kann weiter bei der Ausführung eines Reversierschalters, des sogenannten gesteuerten Umkehrschalters ausgenutzt werden. Seine Schaltung in in F i g. 5 angedeutet. Für die Bezeichnung der einzelnen Teile des Invertors wurden die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 benutzt. Bei dem kontaktlosen Transistorschalter für die Umkehrung einer Spannung ist der Kollektor des zxve,ten Transistors 2 über die Speisequelle 13 an den Kollektor des ersten Transistors 1 angeschlossen und der Kollektor des dritten Transistors 3 über die Speisespannungsquelle 13 mit dem Kollektor des vierten Transistors 4 verbunden.The idea of the invention can also be used in the implementation of a reversing switch, the so-called controlled reversing switch can be exploited. Its circuit in in Fig. 5 indicated. For the designation of the individual parts of the inverter were the same reference numerals as in FIG. 1 used. With the contactless Transistor switch for reversing a voltage is the collector of the zxve, th Transistor 2 via the supply source 13 to the collector of the first transistor 1 connected and the collector of the third transistor 3 via the supply voltage source 13 connected to the collector of the fourth transistor 4.
Die Art der Steuerung ist wiederum die gleiche wie bei den vorigen Anordnungen. Wenn die Transistoren 1 und 4 leiten, sind die Transistoren 2 und 3 gesperrt, und umgekehrt. Gemäß der angegebenen Polarität der Quelle 13 gemäß der die Transistoren 1 und 4 leiten und 2 und 3 gesperrt sind, hat die Spannung im gemeinsamen Punkt der Emitter der Transistoren 1 und 2 in bezug auf die Emitter der Transistoren 3 und 4 eine positive Polarität. Wenn die Transistoren 2 und 3 leiten und die Transistoren 1 und 4 gesperrt sind, ist die Spannung in diesen Punkten und deshalb auch an der Last 14 von umgekehrter Polarität.The type of control is again the same as in the previous arrangements. When transistors 1 and 4 conduct, transistors 2 and 3 are blocked, and vice versa. According to the specified polarity of the source 13 according to which the transistors 1 and 4 conduct and 2 and 3 are blocked, the voltage at the common point of the emitters of the transistors 1 and 2 has a positive polarity with respect to the emitters of the transistors 3 and 4. When transistors 2 and 3 conduct and transistors 1 and 4 are blocked, the voltage at these points and therefore also at load 14 is of reverse polarity.
Bei allen hier angeführten Anwendungen gemäß F i g. 3, 4, 5 kann die Schaltung der Transistoren mit Kompensation gemäß der Erfindung auch auf die in F i g. 2 angedeutete Weise ausgenutzt werden, und zwar so, daß in der Schaltung bei jedem Transistor der Kollektor und der Emitter gegenseitig vertauscht sind.In all of the applications listed here in accordance with FIG. 3, 4, 5 can die Connection of the transistors with compensation according to the invention also to the in F i g. 2 indicated manner are exploited, in such a way that in the circuit the collector and emitter of each transistor are interchanged.
Bei allen diesen Anwendungen der erfindungsgemäßen Schaltung mit der Schaltung der Transistoren mit eigener Kompensation wird eine hohe Genauigkeit der geschalteten Spannung erzielt.In all these applications of the circuit according to the invention with the Switching the transistors with their own compensation ensures a high level of accuracy switched voltage achieved.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS1178116X | 1961-04-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1178116B true DE1178116B (en) | 1964-09-17 |
Family
ID=5457681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEZ9337A Pending DE1178116B (en) | 1961-04-20 | 1962-04-02 | Transistor switch with four transistors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1178116B (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2821639A (en) * | 1954-10-28 | 1958-01-28 | Westinghouse Electric Corp | Transistor switching circuits |
| DE1048945B (en) * | 1954-11-17 | 1959-01-22 | Siemens Ag | Device for the joint control of several controllable semiconductors connected in series |
-
1962
- 1962-04-02 DE DEZ9337A patent/DE1178116B/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2821639A (en) * | 1954-10-28 | 1958-01-28 | Westinghouse Electric Corp | Transistor switching circuits |
| DE1048945B (en) * | 1954-11-17 | 1959-01-22 | Siemens Ag | Device for the joint control of several controllable semiconductors connected in series |
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