DE1260527B

DE1260527B - Monostable or astable transistor multivibrator with a tilting time stabilized against temperature fluctuations

Info

Publication number: DE1260527B
Application number: DE1961T0019910
Authority: DE
Inventors: Johannes Korte
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-04-01
Filing date: 1961-04-01
Publication date: 1968-02-08

Description

Monostabiler oder ästabiler Transistor-Multivibrator mit einer gegenüber Temperaturschwankungen stabilisierten Kippzeit Transistor-Kippschaltungen mit astabilen Zuständen sind als monostäbile und als astabile Multivibratoren bekannt. Die einen astabilen Zustand herbeiführende Rückkopplung ist nicht gleichstrommäßig, sondern über einen Kondensator bewirkt, der sich nach der Übermittlung des Rückkopplungspotentials über einen Widerstand wieder entlädt, so daß nach einer durch die Größe des Kondensators und des Widerstandes- bedingten Entladezeit ein Rückkippen in den anderen Zustand stattfindet. Jedoch besteht während der Ladezeit des Kondensators ein Nebenweg, nämlich über die Basis-Kollektor-Strecke in dem Transistor des während des instabilen Zustands gesperrten Zweiges, weil auch in einem gesperrten Transistor ein Kollektorreststrom fließt. Dieser aber ist stark von der Temperatur abhängig, und es wird mithin auch die Entladezeit des Kondensators von der Temperatur beeinfiußt. Man kann diesen Einfiuß verringern, indem man den zeitbestimmenden Widerstand klein und damit den ihn durchfließenden Strom groß macht gegenüber dem Kollektorreststrom Jco. Das hat jedoch normalerweise eine Übersteuerung des Transistors zur Folge, die die Flanke des Ausgangsimpulses verzögert. Es ist weiterhin bekannt, in den Kollektorkreis des den Reststrom führenden Transistors zur Kompensation der Reststromschwankungen einen temperaturabhängigen Widerstand zu legen.Monostable or aestable transistor multivibrator with an opposite Temperature fluctuations stabilized breakover time transistor trigger circuits with astable States are known as monostable and astable multivibrators. The one The feedback that brings about an astable state is not direct current, but rather Caused via a capacitor, which is after the transmission of the feedback potential discharges again through a resistor, so that after one by the size of the capacitor and the resistance-related discharge time a tilting back into the other state takes place. However, there is a side path during the charging time of the capacitor, namely via the base-collector path in the transistor of the during the unstable The branch is blocked because there is residual collector current in a blocked transistor flows. This, however, is strongly dependent on the temperature, and it will therefore also be the discharge time of the capacitor is influenced by the temperature. You can do this Reduce the in ﬂ uence by making the time-determining resistance small and thus the the current flowing through it makes it large compared to the residual collector current Jco. That has however, this usually results in an overdrive of the transistor, which is the edge of the output pulse delayed. It is still known in the collector circuit of the transistor carrying the residual current to compensate for the residual current fluctuations to put a temperature-dependent resistor.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem monostabilen oder astabilen Multivibrator zur Stabilisierung der Kippzeit bei Temperaturschwankungen ein zwischen die Basiselektrode und den Kollektor des während des instabilen Zustandes gesperrten Transistors geschalteter Widerstand mit seinem basisseitigen Ende zugleich an einen an sich bekannten, zur Zuführung eines Basisstromes von dem kollektorseitigen Betriebsspannungspol dienenden und außerdem als Entladewiderstand für den Koppelkondensator wirksamen Widerstand angeschlossen ist, dadurch einen Parallelweg zu diesem für die Entladung des Koppelkondensators bereitstellt und zum Zwecke der Stabilisierung so dimensioniert ist, daß durch ein großes Verhältnis des durch den Widerstand fließenden Entladestromes für den Koppelkondensator gegenüber dem Kollektorreststrom des Transistors der Einfluß des temperaturabhängigen Reststromes auf die Entladezeit praktisch eliminiert wird.The invention consists in that in a monostable or astable Multivibrator to stabilize the tilting time in the event of temperature fluctuations between the base electrode and the collector of the locked during the unstable state Transistor switched resistor with its base-side end at the same time to one known per se, for supplying a base current from the collector-side operating voltage pole serving and also effective as a discharge resistor for the coupling capacitor Resistance is connected, creating a parallel path to this for discharge of the coupling capacitor and dimensioned for the purpose of stabilization is that by a large ratio of the discharge current flowing through the resistor the influence for the coupling capacitor compared to the residual collector current of the transistor the temperature-dependent residual current on the discharge time is practically eliminated.

Im folgenden werden die Erfindung und weitere Schaltungen gemäß der Erfindung näher erläutert.In the following the invention and further circuits according to FIG Invention explained in more detail.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße monostabile Multivibratorschaltung mit einem ersten Transistor 1 und einem zweiten Transistor z. Beide Transistoren sind vom PNP-Typ und in Emitter-Basis-Schaltung, d. h. ihre Emitter liegen auf einem gemeinsamen festen Potential 3 (z. B. Erde), während je ein Arbeitswiderstand 4 und 5 zwischen die Kollektoren und eine negative Betriebsspannungsquelle 6 geschaltet sind. Der erste Transistor führt im Ruhezustand Strom, da sein Basisstrom über einen Basiswiderstand 7 aus der negativen Betriebsquelle 6 entnommen wird. Demgegenüber führt der Basiswiderstand 8 des zweiten Transistors zu einer positiven Betriebsspannungsquelle 9, so daß dieser Transistor im Ruhezustand gesperrt ist.F i g. 1 shows a monostable multivibrator circuit according to the invention with a first transistor 1 and a second transistor z. Both transistors are of the PNP type and emitter-base configuration, i.e. H. their emitters are on one common fixed potential 3 (e.g. earth), while a working resistance 4 and 5 connected between the collectors and a negative operating voltage source 6 are. The first transistor conducts current in the idle state, since its base current is via a Base resistance 7 is taken from the negative operating source 6. In contrast the base resistor 8 of the second transistor leads to a positive operating voltage source 9, so that this transistor is blocked in the idle state.

Die Rückkopplung wird einerseits durch einen ohmschen Rückkopplungswiderstand 10 zwischen dem Kollektor des ersten und der Basis des zweiten Transistors erzielt, wobei dem Widerstand zur Flankenversteilerung ein Kondensator 11 parallel geschaltet ist; andererseits ist die Basiselektrode des ersten mit dem Kollektor des zweiten Transistors über einen Koppelkondensator 12 verbunden. Die soweit beschriebene bekannte Schaltung wird durch positive Impulse an der Basis des ersten Transistors oder negative an der Basis des zweiten Transistors angesteuert, so daß der im Ruhezustand leitende Transistor gesperrt wird und der zweite Transistor leitend wird. Der Kondensator 12, der im Ruhezustand nahezu auf die Betriebsspannung 6 aufgeladen worden war, wird im instabilen Zustand der monostabilen Kippschaltung über den zweiten Transistor 2 und den Widerstand 7 umgeladen. Wegen des erwähnten Kollektorreststroms fließt ein Teil des Umladestroms auch durch die Basis-Kollektor-Strecke des gesperrten Transistors 1 und den Arbeitswiderstand 4 und bestimmt so die Dauer der Umladung mit. Da die Größe des Kollektorreststroms stark von der Temperatur abhängt, ändert sich auch die Länge der Ausgangsimpulse mit der Temperatur.The feedback is on the one hand through an ohmic feedback resistor 10 obtained between the collector of the first and the base of the second transistor, a capacitor 11 connected in parallel to the resistor for edge steepening is; on the other hand, the base electrode of the first is connected to the collector of the second Transistor connected via a coupling capacitor 12. The well-known one described so far Circuit is made by positive pulses at the base of the first transistor or negative driven at the base of the second transistor, so that the conductive in the idle state Transistor is blocked and the second transistor is conductive. The condenser 12, which was almost charged to operating voltage 6 in the idle state, is in the unstable state of the monostable multivibrator via the second transistor 2 and the resistor 7 reloaded. Because of the mentioned residual collector current flows part of the charge reversal also through the base-collector path of the blocked Transistor 1 and the load resistance 4 and thus determines the duration of the Transshipment with. Since the size of the remaining collector current depends strongly on the temperature, changes The length of the output pulses also changes with the temperature.

Zur Abhilfe wird gemäß der Erfindung zwischen den Kollektor und die Basiselektrode des ersten Transistors ein Widerstand 13 eingefügt, der sich folgendermaßen auswirkt. Im Ruhezustand besitzt der Widerstand' praktisch keinen Einfluß, da Kollektor und Basis des dann leitenden Transistors 1 etwa gleiches Potential haben, durch den Widerstand 13 also kein wesentlicher Strom fließen kann. Der Basiswiderstand 7 kann dabei im Hinblick auf die Stromverstärkung und den Köllektorstrom des ersten Transistors dimensioniert werden.To remedy this, according to the invention between the collector and the Base electrode of the first transistor inserted a resistor 13, which is as follows affects. In the idle state, the resistance has practically no influence because it is a collector and base of the then conductive transistor 1 have approximately the same potential through the resistor 13 so no substantial current can flow. The base resistance 7 can with regard to the current gain and the Köllektorstrom of the first Transistor can be dimensioned.

Nach einer Sperrung des ersten Transistors (etwa durch Anlegen eines kurzen positiven Triggerimpulses) und Öffnung des zweiten wird der Xondensator 12 über den Bäsiswiderständ1 und die Widerstände 13 und 4 entladen. Durch geeignete Wahl des Widerstands 13 kann die gewünschte Temperaturkonstanz ohne größere Übersteuerung des Transistors erzielt werden, indem man das Verhältnis des Entladestromes durch den Widerstand 13 züiii Kollektorrestström entsprechend grüß Wählt.After blocking the first transistor (e.g. by applying a short positive trigger pulse) and opening of the second one becomes the capacitor 12 Discharged through the Bäsiswidersteh1 and the resistors 13 and 4. Through suitable Choice of the resistor 13 can achieve the desired temperature constancy without major overload of the transistor can be achieved by changing the ratio of the discharge current through Select the resistance 13 for residual collector flow accordingly.

Vorteilhaft begrenzt man die negative Kollektorspannung des ersten Transistors durch eine Potentialdiode 14 und eine negative Gleichspannung 15.It is advantageous to limit the negative collector voltage of the first Transistor through a potential diode 14 and a negative DC voltage 15.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schalfung zeigt sich bei kurzen Ausgängsimpülsen, d. h. wenn die Zeitkonstante aus der Rückkopplungskapazität 12 und den Entladewiderständen klein sein soll. Da der Widerstand 13 relativ niederohmig ausgeführt sein kann und der Arbeitswiderstand 4 sowieso klein ist, -kann der Kondensätör 12 vdghältnismäßig groß bleiben, so daß weitere Ungenauigkeiten 'vermieden werden, die etwa aus verschieden größer zur Spei= rung des eisten Transistors benötigter Kondensätorladung bei kleiner Rückkopplungskapazität restiltieren.Another advantage of the formwork according to the invention is shown in short output pulses, d. H. if the time constant from the feedback capacitance 12 and the discharge resistors should be small. Since the resistor 13 has a relatively low resistance can be executed and the working resistance 4 is small anyway, -kann the condenser 12 and remain relatively large so that further inaccuracies are avoided, which are about different sizes needed to store the most transistor Restilate capacitor charge when the feedback capacitance is small.

In. F i g. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei gleiche Elemente dieselben Bezeichnungen wie in F i g. 1 tragen. Es handelt sich wieder um eine monostabile Muliivibratorschaltung mit den beiden Transistoren 1 und 2, die gleichstrommäßig über die Widerstände 4, 5, 7 und 8 mit den Spannungsquellen 3, 6 und 9 betrieben werden und über die Elemente 10, 11 und 12 rückgekoppelt sind. In die Basiszuleitung und zwischen Basiselektrode und Kollektor des ersten Transistors sind je ein Richtleiter 16, 1'i eingefügt, die als zusätzlicher Übersteuerungsschutz für Transistor 1 dienen, da diese Schaltung insbesondere für sehr kurze Impulse gedacht ist. Jeder Transistor ist außerdem durch einen Richtleiter 18, 19 gegen zu hohe Emitter=Basis=Spannung geschützt (wichtig bei Verwendung von Drifttransistoren). Zwei weitere Transistoren 20, 21 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps sind in Emitterfolgeschaltüng parallel geschaltet. Ihr gemeinsamer Eingang (der Basiselektroden) ist mit dem Kollektor des ersten Transistors 1 verbunden, der kollektorseitige Anschluß des Widerstands 13 und das Rückkopplungsglied 10, 11 liegen an dem Ausgang (den Emitterelektroden) der Transistoren 20 und 21, zugleich mit einer Ausgangsklemme 22. Durch diese Anordnung wird der Ausgang 22 der Kippschaltung niederöhmig, so daß größere Lasten insbesondere kapazitiver Art ohne Impulsverzögerung und Verformung geschaltet werden können.In. F i g. 2 another embodiment is shown, wherein the same elements have the same designations as in FIG. 1 wear. It is about again a monostable multivibrator circuit with the two transistors 1 and 2, the direct current via the resistors 4, 5, 7 and 8 with the voltage sources 3, 6 and 9 are operated and are fed back via the elements 10, 11 and 12. In the base lead and between the base electrode and collector of the first transistor a directional conductor 16, 1'i are inserted each as additional override protection serve for transistor 1, as this circuit is especially useful for very short pulses is intended. Each transistor is also opposed by a directional conductor 18, 19 Too high emitter = base = voltage protected (important when using drift transistors). Two further transistors 20, 21 of opposite conductivity type are connected in emitter sequence connected in parallel. Their common input (the base electrodes) is with the collector of the first transistor 1, the collector-side connection of the resistor 13 and the feedback element 10, 11 are at the output (the emitter electrodes) of transistors 20 and 21, at the same time with an output terminal 22. By this arrangement the output 22 of the flip-flop is low, so that larger loads in particular capacitive type can be switched without pulse delay and deformation.

Zur Arbeitspunktstabilisierung, besonders bei unbekanntem Ansteüeruügsnetzwerk 23b ist die Basi§-elektröde des ersten Transistors über einen Widerstand 24 zusätzlich potentialmäßig festgehalten. Die Schaltätig ixt P' i g. 2 Ist zur Erzeugung relativ kurzer Recliteckirnpülse geeignet, deren Dauer von der belastenden Impedanz und von Temperaturschwankungen relativ unbeeinflußt bleibt.To stabilize the working point, especially if the control network is unknown 23b is the base electrode of the first transistor via a resistor 24 in addition recorded in terms of potential. The Schaltätig ixt P 'i g. 2 Is relative to generation short Recliteckirnpülse suitable, the duration of which depends on the stressful impedance and remains relatively unaffected by temperature fluctuations.

Claims

Claims: 1. Monostable or astable transistor multivibrator with a stabilized tilting time compared to temperature fluctuations, d ä d ü r c h g e k e xi n z e i d h n e t; that an in between! the base electrode üiid den Xöllektör of the during the instäbileii Zn "staridäs locked T7tänsi" strong (T1) switched resistance (13) iiiit seiiidriß bäsissdltigäii Eride at the same time e ah admitted to the supply of a basic stream vöii your kollektörseiteii Operating voltage level dtendenden. üiid aüßetdeiü as Eritlädewiderstazid for the Köppelköhdeiisatör (12) effective resistance: (7) ängesclilösseri is, dädütch provides a parallel path to this for the discharge of the Koppe1köndensätöts and, for the purpose of stabilization, it is dimensioned so that there is a large one Ratio of the resistance: (13) ffeßehdeti Entladestroiiies for the Koppelkörideiisätor as opposed to the remnant of the collector of the Ttansi "stors, the influence of the teinpetaturäbigeü Resttoxries are practically eliminated on the egg loading time.

2. Garbage vibrator according to claim 1, characterized in that the collector of the transistor (1) Via a directional conductor (14) a Gleichspänriung (15) sö is supplied, that the Collector-Einittet-Voltage is limited in the blocking state.

3. Garbage vibrator after Claim 1 and 2, characterized in that in the base feed line of the Trarisistörs (1) one of the EmittEt base barrier layer rectified - first directional conductor (16) is inserted and another guide (17) between the! Collector and the transistor-remote connection of the first directional conductor is located.

4. Multivibtator according to claim 1 and 3, characterized in that positive control pulses via a third Directional conductor (18) are fed to the base of the first transistor (1).

5. Multivibrator according to claim 1 and 3, characterized in that between the collector of the transistor (1) and the collector-side connection point of the resistor (4) an impedance converter consisting of two parallel-connected transistors (20, 21) of different conductivity types is inserted in emitter follower circuit, output pulses can also be removed from the connection point (22). Older patents considered: German Patent No. 1 144 329.