DE1263854B - Arrangement for limiting the amplitude of electrical signals - Google Patents
Arrangement for limiting the amplitude of electrical signalsInfo
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- DE1263854B DE1263854B DE1965T0030023 DET0030023A DE1263854B DE 1263854 B DE1263854 B DE 1263854B DE 1965T0030023 DE1965T0030023 DE 1965T0030023 DE T0030023 A DET0030023 A DE T0030023A DE 1263854 B DE1263854 B DE 1263854B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
H04bH04b
Deutsche Kl.: 21 a2 - 36/14 German class: 21 a2 - 36/14
Nummer: 1263 854Number: 1263 854
Aktenzeichen: T 30023 VIII a/21 a2File number: T 30023 VIII a / 21 a2
Anmeldetag: 15. Dezember 1965Filing date: December 15, 1965
Auslegetag: 21. März 1968Open date: March 21, 1968
Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zur Amplitudenbegrenzung elektrischer Signale, vorzugsweise zur Begrenzung von Impulsen auf einen Maximalwert. The invention is concerned with an arrangement for Limiting the amplitude of electrical signals, preferably to limit pulses to a maximum value.
Wenn an eine Probe aus vorzugsweise einem III-V-Verbindungshalbleiter mit geeigneten Abmessungen über ohmsche Kontakte eine Spannung angelegt wird, die ein elektrisches Feld hervorruft, das größer als ein bestimmtes kritisches Feld ist, können im fließenden Strom Instabilitäten auftreten, die beispielsweise die Form von Mikrowellenschwingungen haben, wie dies unter anderem in der Literaturstelle »Solid State Commun.«, 1 (1963), S. 88 bis 91, »Microwave Oscillations of Current in Ill-V-Semiconductors« beschrieben wurde.If on a sample of preferably a III-V compound semiconductor A voltage is applied with suitable dimensions via ohmic contacts, which creates an electric field that is greater than is a certain critical field, instabilities can occur in the flowing stream, for example have the form of microwave oscillations, as is the case, among other things, in the literature reference »Solid State Commun. ”, 1 (1963), pp. 88 to 91,“ Microwave Oscillations of Current in Ill-V-Semiconductors ” became.
Wird die erwähnte kritische Feldstärke überschritten, so bricht der Strom / von seinem dem kritischen Feld entsprechenden Wert IK auf einen Wert Imln zusammen, wie das in der Figur in Abhängigkeit von der Zeit t schematisch dargestellt ist. Dieser Stromrückgang erklärt sich dadurch, daß in der Halbleiterprobe eine Hochfeldzone hervorgerufen wird, die sich von einem sogenannten Erzeugungszentrum an einer bestimmten Stelle im Volumen des Halbleiters aus aufbaut und mit der Geschwindigkeit der Ladungsträger zur Anode der Probe wandert.If the mentioned critical field strength is exceeded, the current / collapses from its value I K corresponding to the critical field to a value I mln , as is shown schematically in the figure as a function of time t. This decrease in current is explained by the fact that a high field zone is created in the semiconductor sample, which builds up from a so-called generation center at a certain point in the volume of the semiconductor and migrates to the anode of the sample at the speed of the charge carriers.
Gleichzeitig wird außerhalb der Hochfeldzone das Feld auf einen Wert, der kleiner als der erwähnte kritische Wert ist, reduziert. Entsprechend sinkt der Strom im Außenkreis auf den in der Figur mit Imin bezeichneten Minimalwert ab. Der Strom bleibt für die Dauer der Durchlaufzeit der Hochfeldzone durch die Halbleiterprobe auf diesem Wert. Sobald die Hochfeldzone die Anode erreicht hat, kann im Erzeugungszentrum wieder eine neue Hochfeldzone ausgelöst werden. Liegt dauernd eine entsprechend hohe Spannung an der Halbleiterprobe an, so wiederholt sich dieser Vorgang periodisch. Die Periode der Stromschwingungen ist hierbei gleich der Durchlaufzeit der Hochfeldzone durch das Volumen des Halbleiters. Mit IB ist der Ruhestrom bezeichnet.At the same time, outside the high field zone, the field is reduced to a value that is smaller than the aforementioned critical value. Correspondingly, the current in the outer circuit drops to the minimum value denoted by I min in the figure. The current remains at this value for the duration of the passage time of the high field zone through the semiconductor sample. As soon as the high field zone has reached the anode, a new high field zone can be triggered again in the generation center. If a correspondingly high voltage is constantly applied to the semiconductor sample, this process is repeated periodically. The period of the current oscillations is equal to the transit time of the high field zone through the volume of the semiconductor. The quiescent current is denoted by I B.
Ziel der Erfindung ist es, den eingangs geschilderten Effekt zur Signalbegrenzung, vorzugsweise zur Begrenzung von Impulsen auf einen vorgegebenen maximalen Wert, auszunutzen.The aim of the invention is to achieve the effect described above for signal limiting, preferably for Limitation of pulses to a given maximum value.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch verwirklicht, daß das zu begrenzende Signal an der Probe eines
auf einem Volumeneffekt beruhenden Halbleiteroszillators, insbesondere aus einem III-V-Verbindungshalbleiter
liegt, der derart vorgespannt ist, daß die an der Probe anliegende Vorspannung kleiner ist
als die zur Auslösung der Probenschwingung erfor-Anordnung zur Amplitudenbegrenzung
elektrischer SignaleAccording to the invention, this is achieved in that the signal to be limited lies on the sample of a semiconductor oscillator based on a volume effect, in particular made of a III-V compound semiconductor, which is biased in such a way that the bias voltage applied to the sample is smaller than that for triggering the Sample oscillation required arrangement to limit the amplitude
electrical signals
Anmelder:
TelefunkenApplicant:
Telefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b, H.
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3Patent Verwertungsgesellschaft m. B, H.
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-Ing. Dr. Berthold Bosch, 7901 EhrensteinDipl.-Ing. Dr. Berthold Bosch, 7901 Ehrenstein
derliche kritische Spannung, und daß das zu begrenzende Signal mindestens eine derartige Amplitude aufweist, daß die Vorspannung der Probe auf den kritischen Spannungswert angehoben wird.the critical voltage, and that the signal to be limited has at least such an amplitude comprises that the bias of the sample is raised to the critical tension value.
Der oben beschriebene, bei Erreichen der kritischen Spannung auftretende Stromsprung auf einen niedrigeren
Wert im Außenkreis der Halbleiterprobe und der nach der Durchlaufzeit erfolgende Stromsprung
auf den ursprünglichen Amplitudenwert IB sind bezüglich
der Amplitude praktisch unabhängig von der Höhe des Auslöseimpulses, solange dieser ausreicht,
um die kritische Spannung zu erreichen. Die Ausgangsamplitude ist im wesentlichen eine Funktion des
Halbleitermaterials und des Querschnitts der HaIbleiterprobe, so daß man durch entsprechende Auswahl
des Materials und seines Querschnitts es in der Hand hat, die Ausgangsamplitude auf einen vorbestimmten
Wert festzusetzen. Herkömmliche Begrenzer sind nur in einem relativ kleinen Bereich unabhängig
vom Eingangssignal. Bei Kristalldioden hängt die Belastbarkeit z. B. vom pn-übergang ab. Der erfindungsgemäße
Begrenzer kann wegen des fehlenden pn-Überganges viel größere Leistungen verarbeiten,
die im wesentlichen vom Volumen und Material des Halbleiters abhängen. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße
Anordnung eine sehr kleine Kapazität, so daß die daraus resultierende kleine Zeitkonstante
ein rasches Ansprechen ermöglicht.
In Weiterführung der Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, daß das zu begrenzende Signal über eine
an der Halbleiterprobe angebrachte, vorzugsweise isolierte, zusätzliche Elektrode den HalbleiterosziUator
ansteuert.The above-described jump in current to a lower value in the outer circle of the semiconductor sample, which occurs when the critical voltage is reached, and the jump in current to the original amplitude value I B after the passage time are practically independent of the amplitude of the trigger pulse, as long as it is sufficient to reduce the to reach critical tension. The output amplitude is essentially a function of the semiconductor material and the cross section of the semiconductor sample, so that it is possible to set the output amplitude at a predetermined value by appropriate selection of the material and its cross section. Conventional limiters are only independent of the input signal in a relatively small area. In the case of crystal diodes, the load capacity depends e.g. B. from the pn junction. Because of the lack of a pn junction, the limiter according to the invention can process much higher powers which essentially depend on the volume and material of the semiconductor. In addition, the arrangement according to the invention has a very small capacitance, so that the small time constant resulting therefrom enables a rapid response.
In a further development of the invention there is the possibility that the signal to be limited controls the semiconductor oscillator via a preferably insulated additional electrode attached to the semiconductor sample.
Claims (3)
»Solid State Communications«, 1963, S. 88 bis 91.Considered publications:
Solid State Communications, 1963, pp. 88 to 91.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1965T0030023 DE1263854B (en) | 1965-12-15 | 1965-12-15 | Arrangement for limiting the amplitude of electrical signals |
GB4965266A GB1120567A (en) | 1965-12-15 | 1966-11-04 | Improvements in or relating to circuit arrangements including signal limiters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1965T0030023 DE1263854B (en) | 1965-12-15 | 1965-12-15 | Arrangement for limiting the amplitude of electrical signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1263854B true DE1263854B (en) | 1968-03-21 |
Family
ID=7555296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1965T0030023 Withdrawn DE1263854B (en) | 1965-12-15 | 1965-12-15 | Arrangement for limiting the amplitude of electrical signals |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1263854B (en) |
GB (1) | GB1120567A (en) |
-
1965
- 1965-12-15 DE DE1965T0030023 patent/DE1263854B/en not_active Withdrawn
-
1966
- 1966-11-04 GB GB4965266A patent/GB1120567A/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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None * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1120567A (en) | 1968-07-17 |
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