DE1282080C2 - Transistorisierte inverterschaltung - Google Patents

Description

Der Transistor 10 ist in Kollektor-Schaltung ge- um einen Betrag nach, der durch Verzögerungen in

schaltet Seine Basisklemme 10 b ist mit der Ein- der Schaltung mit den Transistoren 10 und 11 be-

•anesschaltung 12 verbunden, ein Widerstand 29 ver- dingt ist. Die Spannung an der Basis 10 b kann aucn

hindet den Emitter 10 e mit einem Punkt 30, der ein als gegenüber der Spannung am Kollektor 11 c nacn-

"eeienetes Potential aufweist, und der Kollektor 10c 5 eilend angesehen werden, und zwar um einen Betrag,

Ut" mit einem zweiten Punkt 32 eines geeigneten der durch die Verzögerungen in dem SüömKrcis-e.

Potentials verbunden. In der dargestellten, speziellen Diode 38 bedingt ist Die Schaltung schwingt bei einer

Srhaltune weist der Punkt 30 ein negaüves Potential Frequenz, bei der die Verzögerungen, die äit iran-

oeeenüber Masse auf. Wenn der Punkt 22 in der Ein- sistoren 10 und 11 zwischen der Basis 10 b und dem

oanewhaltung einen niedrigen Spannungspegel auf- io Kollektor lic verursachen, bezüglich der verzöge

weist leitet der Transistor 10 bei niedrigem Pegel, rung, die die Diode 38 zwischen dem Kollektor lic

wobei seine Emitter-Elektrode 1Oe ein gegenüber und der Basis 10 b verursacht, einer halben bcüwin-

Masse schwach negatives Potential aufweist. gungsperiode entsprechen. (Darüber hinaus muß, die

Gemäß der Erfindung verbindet ein Widerstand 33 Schleifenverstärkung bei dieser Frequenz zumindest

die Kollektor-Elektrode 10 c mit dem Punkt 32. Der 15 betragen.) Fineanes-

Widerstand 33 bewirkt, daß der Kollektorstrom in Wenn die Spannung am Punkt 22 der Eingang

eine proportionale Spannung (Abfall) am Kollektor schaltung ansteigt, steigt auch die Spannung an der

lic umgewandelt wird. Wie später erklärt wird, be- Basis 10b an, und die Spannung am Kouektor lic

wirken Spannungsänderungen am Kollektor 10c an verringert sich entsprechend den ^Ve™f ™S^e"^!

Sasis 10 b eine scheinbar erhöhte Kapazität. ><> bereits beschrieben wurden. Wegen dieser Verzöge

^deDer zweite Transistor 11 ist in üblicher Emitter- rungen schwingt die Spannung an der Basis 10„ber

schaltung geschaltet, um den am Emitter 1Oe auf- den Gleichstrompegel hinaus, und die= Spannung am

retenden Kurvenverlauf an seinem Kollektor lic in Koliektorll schwingt in negativer Richtung,über, be

deninvertierten Kurvenverlauf umzuwandeln. Sein vor die Diode 38 leitend wild und ihren Strom ge

Emit er St mit einem Punkt des Bezugspotentials, ,5 nügend erhöht, um das Ansteigen der Spa« an 1 Masse, verbunden, die Basis 11 b ist mit dem der Basis 10 b zu begrenzen. Wegen des bberscnwin

der Basis 10 b. Die Diode 38 ist so angeschlossen, der Basis 10 b schwingt die Spannung ^ Rektor

der beim Betrieb in Durchlaßrichtung sie durch- gangsklemme 13

Miller-fctteKt, um aas ^nspiewicu uci *« ^""'«b^ "·γ "i-——-= - _n;_j_

während eines Teiles des Schwingungs- das Nichtleitendwerden der Diode

_k»„_gsweise der Schaltung wird ,„ der »,drehenden Djoae3.«rc£*.*, ^™^ P _ns J

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Schaltung ohne die Diode 40 und den Widerstand 33 des bekannten Miller-Effekts, der nacnioigenu zuauftreten würden. Um die Erklärung zu vereinfachen sammengefaßt wird.

und zu verallgemeinern, ist jeder Kurvenverlauf als Hin Transistor weist eine ziemlich kleine Kapazität

eine reine Sinusschwingung dargestellt, die eir.^pm 60 zwischen Basis und Kollektor auf. Der Widerstand

Gleichstrompotential überlagert ist. Wie aus der 33 erzeugt Spannungsänderungen an dem Kollektor

Fig. 2 qualitativ hervorgeht, ist die Spannung am 10c, die auf Grund der normalen Inverterwirkung

Kollektor 10 c bezüglich der Spannung an der Basis gegcnphasig zu den Spannungsänderungen an der

10 b invertiert, und sie eilt der Basisspannung etwas Basisklemme 10 b verlaufen. Das hat die Wirkung, nach, da der Transistor 10 nicht augenblicklich auf 65 daß die Kapazität zwischen Basis und Kollektor ver-

die Basisspannung anspricht. Die Spannung am größen wird. Ein Weg, das zu verstehen, besteht

Kollektor 11 c ist ebenfalls bezüglich der Spannung an darin, die Kapazität als das Verhältnis von Ladung

der Basis 10 b invertiert und eilt der Basisspannung zu Spannung zu betrachten. Wenn daher die Span-

nung am Kollektor sich gegenphasig zu Änderungen an der Basis ändert, muß die Eingangsschaltung 12 mehr Ladungen liefern, um die erforderliche Spannungsänderung an der Basis zu erzeugen. Die Änderungen der Kollektorspannung können im Hinblick auf die Änderungen an der Basisspannung auf Grund der den Widerständen 29 und 33 gegebenen Werte groß gemacht werden, so daß der Widerstand 33 die Basis-Kollektor-Kapazität um die Verstärkung des Transistors vervielfacht. Wenn die Diode 40 nicht leitet, bedingt der Widerstand 33 an der Basis 10 b einen hohen Kapazitätswert auf Grund des Miller-Effekts. Wenn die Diode 40 leitet, begrenzt sie die Spannungsänderungen am Kollektor 10 c und verhindert dadurch den Miller-Effekt. Wie als nächstes erklärt wird, wird die Diode 40 leitend und nichtleitend, um die Basis 10 b von einer hohen Kapazität auf eine niedrige zu bringen, um in geeigneter Weise das Ansprechen der Schaltung zu beschleunigen und zu verlangsamen, damit Schwingungen verhindert werden, Wie Fig. 2 zeigt, tritt die maximale Spannung zwischen den Klemmen 10c und lic im Bereich dei Täler des Kurven Verlaufs an der Klemme lic auf, d. h. im Bereich der maximalen Amplitude und dem fallenden Teil des Kurvenverlaufs an der Basis 10 ft Daher bewirkt während eines bedeutenden Teiles dei ansteigenden Spannungsverlaufs an der Klemme 101

ίο der Widerstand 33 den Miller-Effekt, der das Ansprechen der Schaltung verlangsamt und dadurch dazu beiträgt, dem Überschwingen an der Basis entgegenzutreten. Während eines bedeutenden Teiles de! fallenden Spannungsverlaufs an der Basis 10 b unter drückt die Diode 40 den Miller-Effekt und beschleu nigt das Ansprechen der Schaltung, um dem über schwingen in negativer Richtung an der Klemme 11 < entgegenzutreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

12 82 030 ι

transistorisierte Inverterschaltung anzugeben, bei dei

Patentanspruch· die Maßnahmen zum Verhindern der Übersteuerung

und damit der Herabsetzung der Schaltgeschwindig-

Transistorisierte Inverterschaltung, die eine keit nicht das Auftreten unerwünschter Schwingun-Kollektorstufe mit nachfolgender Emitterstufe 5 gen begünstigen. ...

enthält und bei der die Basis der Koliektorstufe Diese Aufgabe wird bei einer transistorisierten In-

mit dem Kollektor der Emitterstufe zur Vermei- verterschaltung, die eine Koliektorstufe mit nachfoldung des Sättigungsbetriebes dieser Stufe über gender Emitterstufe enthält und bei der die Basis der eine Diode verbunden ist, dadurch gekenn- Kollektorstufe mit dem Kollektor der Emitterstufe zeichnet, daß zur Unterdrückung der beim io zur Vermeidung des Sättigungsbetnebes dieser Stufe Betrieb mit sehr hohen Impulsfrequenzen auf- über eine Diode "erbunden ist, dadurch gelöst, daß tretenden Schwingungsneigung der Schaltung ein zur Unterdrücku.._ri der beim Betneb mit sehr hohen Widerstand (33, Fig. 1) in die den Kollektor der Impulsfrequenzen auftretenden Schwingungsneigung Kollektorsruife mit der Betriebsspannungsquelle der Schaltung ein Widerstand in die den Kollektor verbindende Leitung eingefügt und eine Diode 15 der Kollektorstufe mit der Spannungsquelle verbin-(40) derart zwischen die Kollektoren beider Tran- dende Leitung eingefügt und eine Diode derart zwisistorstufen geschaltet ist, daß ihr Durchlaßstrom sehen die Kollektoren beider Transistorstufen gedfcn im Kollektorkreis der Kcllektorstufe einge- schaltet ist, daß ihr Durchlaßstrom den im Kollektorfügten Widerstand und die Emitterstufe durch- kreis der Kollektorstufe eingefügten Widerstand und fließt. *o die Emitterstufe durchfließt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen; von denen zeigt

a₅ -». 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen

Sl .tung,

Fig.

2 Kurvenverläufe, die für die Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 dienen.

30 In F i g. 1 ist eine Schaltung mit zwei Transistoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine transistorisierte 10 und 11 dargestellt, die näteinander verbunden Inverterschaltung, die eine Kollektorstufe mit nach- sind, um ein binäres Eingangssignal von einer Schalfolgender Emitterstufe enthält und bei der die Basis tung 12 zu empfangen und ein invertiertes Ausgangsder Kollektorstufe mit dem Kollektor der Emitter- signal an der Ausgangsklemme 13 der Schaltung zu Stufe zur Vermeidung des Sättigungsbetriebs diese- 35 erzeugen. Obgleich die Eingangsschaltung 12 nicht Stufe über eine Diode verbunden ist. zur Erfindung gehört, ist eine bekannte UND-Schal-

Aus der belgischen Patentschrift 6 37 280 ist eine tung in der Zeichnung dargestellt, um die Wirkungstransistorisierte Inverterschaltung bekannt, bei der weise der Schaltung nach der Erfindung verständlich auf eine Koliektorstufe eine Emitterstufe folgt. Um zu machen. Die dargestellte Eingangsschaltung entbei dieser Schaltung die Verlustleistung gering zu 40 hält eine Mehrzahl von Dioden 20, die zwischen der halten, arbeitet sie im kontrollierten Sättigungsbetrieb. einzelnen Eingangsklemmen 21 und einem gemein-Dazu ist eine Diode zwischen den Kollektoren beider samen Verbindungspunkt 22 angeordnet sind, und Transistorstufen, angeordnet, durch die der Grad, bis enthält weiter einen Widerstand 23, der zwischen fcu welchem der Ausgangstransistor in die Sättigung einem Potentialpunkt 24 und dem Punkt 22 anausgesteuert wird, begrenzt wird. 45 geschlossen ist, um eine UNP-Schaltun; zu bilden. Soll der durch Übersteuern einer Transistor-Ver- Eine Diode 25 verbindet den Punkt 22 mit der Basis stärkerstufe, die beispielsweise Bestandteil von Boole- 10 b des Transistors 10, um den Basisstrom des Tran-Sehen Schaltungen in programmgesteuerten elektro- sistors 10 über den Widerstand 23 zuzuführen, wenn Irischen Datenverarbeitungsanlagen ist, hervorgeru- jede Eingangsklemme 21 ein Signal mit hohem Pegel fene Sättigungsbetrieb, bei dem die Basis-Kollektor- 5° empfängt. Ein Widerstand 27 verbindet die Basis-Strecke des Transistors in Durchlaßrichtung betrieben klemme 10 b mit einem Punkt eines Bezugspotentials, wird, vermieden werden, weil durch den Sättigungs- das als Masse dargestellt ist, um eine bestimmte betrieb die Schaltgeschwindigkeit der Schaltung her- Spannung an die Basis anzulegen, wenn irgendeine abgesetzt wird, so kann man dazu eine Diode zwi- der Eingangsklemmen 21 ein Signal niedrigen Pegels sehen den Ausgang einer zweistufigen Transistor- 55 empfängt. Die Diode 25 isoliert das Potential der Verstärkerstufe und deren Eingang schalten. Bei Basisklemme 106, wenn der Punkt 22 einen nied-Spannungsbedingungen, die mit dem Annähern an rigen Spannungspegel aufweist, und sie bildet mit die Übersteuerung verbunden sind, wird die Diode anderen Eingangsschaltungen, die mit der Basis 106 leitend und bewirkt eine Gegenkopplung des Ein- verbunden sein können, eine ODER-Schaltung. Die gangssignals und verhindert dadurch die Übersteue- 60 Eingangsschaltung 10 illustriert eine Eigenschaft der rung des zweiten Transistors. Der Gegenkopplungs- meisten Eingangsschaltungen. Die Spannung an der kanal, der durch die Diode gebildet wird, kann die Basis 10 b fällt, wenn der Strom durch den WiderSchaltung zu Schwingungen veranlassen. Das wird stand 23 im Eingangskreis sich erhöht. In der Schalaus der klassischen Rückkopplungstheorie verstand- lung, die nachfolgend beschrieben wird, ist die Basis lieh, wenn man berücksichtigt, daß die geringen In- 65 106 mit dem Kollektor lic des Transistors 11 verduktivitäten der Verbindungsleitungen zwischen den bunden, um die Spannung an der Basis gemäß der beiden Transistoren bedeutsam sind. Spannung am Kollektor zu begrenzen, damit die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sättigung verhindert wird.