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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Realisierung logischer
Funktionen, die auch zur Erzeugung von Impulsen verwendet werden kann, für Schaltungen
in datenverarbeitenden Anlagen in der Meß-, Steuer- und Reglungstechnik oder im
Nachrichtenwesen, die besonders zur Herstellung in integrierter Schaltungstechnik
geeignet ist.
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Für die unterschiedlichen Anwendungsgebiete werden Grundschaltungen
gefordert, die vielseitig einsetzbar und wirtschaftlich sind, die eine geringe Störempfindlichkeit
und kleine Schaltzeiten aufweisen und sich gut in integrierter Schaltungstechnik
herstellen lassen.
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Mit den bekannten Schaltungen können diese Forderungen nur teilweise
erfüllt werden. Schaltungen mit kleinen Schaltzeiten sind störanfällig, und solche,
die vielseitig angewendet werden können, sind unzuverlässig oder unwirtschaftlich
bzw. für eine Integrierung ungünstig.
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Bei den Schaltungen mit Dioden und Transistoren werden noch nicht
ausreichende Maßnahmen getroffen, um die Ladung aus dem Basisraum des Inverter-Transistors
schnell abzuführen, um die thermischen und/oder induktiven Umwelteinflüsse auszuschalten
und um bei der Integrierung die Anzahl der isolierten Gebiete klein zu halten, damit
eine größere Packungsdichte erreicht wird.
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Demzufolge muß für jeden Anwendungsfall die günstigste Kompromißlösung
ermittelt werden. Zur optimalen Gestaltung eines logischen Systems wird ein großes
Sortiment unterschiedlicher Schaltungseinheiten benötigt.
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Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Realisierung logischer
Funktionen bekannt, bei der ein aus in Reihe geschalteten Dioden bestehender Spannungsteiler
vorgesehen ist, der an Masse anliegt und von dessen Abgriff eine Diode auf die Basis
eines Inverter-Transistors geschaltet ist. Bei dieser Schaltungsanordnung werden
Ladungsspeicherdioden im Spannungsteiler verwendet, die zusammen mit den anderen
Halbleiterbauelementen in der integrierten Schaltungstechnik schwierig zu realisieren
sind, da einmal für die Ladungsspeicherdioden eine große Minoritätslebensdauer,
für die anderen Halbleiterbauelemente dagegen eine kleine Lebensdauer gefordert
wird. Nachteilig ist ferner, daß für die Vordioden und für den Inverter-Transistor
je ein isoliertes Gebiet erforderlich ist. Hieraus resultiert ein großer Platzbedarf
bei der Integration.
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Zweck der Erfindung ist es, die Zuverlässigkeit und die Leistung sowie
die Anwendbarkeit einer Schaltungsanordnung zu verbessern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
vorzusehen, die die Schaltgeschwindigkeit und den Störsignalpegel einer ; Halbleiterschaltung
vergrößert und die für die Herstellung in integrierter Schaltungstechnik Vorteile
bringt.
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Die Aufgabe wird durch eine Schaltung gelöst, in welcher in bekannter
Weise der oder die Ein- i gänge zumindest über eine oder mehrere Vordioden und über
eine weitere Diode bzw. einen Vortransistor auf einen Inverter-Transistor führen,
auf dessen Basis vom Abgriff eines Spannungsteilers eine Diode geschaltet ist, wobei
erfindungsgemäß der Spannungsteiler zwischen einem auf der von der Vordiode oder
den Vordioden zum Vortransistor führenden Leitung gelegenen Knotenpunkt und einer
Hilfsspannung angeordnet ist und aus ohmschen Widerständen besteht.
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Durch den Spannungsteiler wird die Diode bzw. der Vortransistor und
der Inverter-Transistor auch bei ungünstigen Umwelteinflüssen sicher gesperrt. Die
Diode bzw. der Widerstand am Abgriff des Spannungsteilers bewirkt eine höhere Schaltgeschwindigkeit,
da ein schnelleres Entfernen der Ladung aus dem Basisraum des Inverter-Transistors
gewährleistet ist, und dient außerdem zu einer definierten Einstellung des Potentials
an der Basis.
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Zu einer weiteren Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit können den Vordioden
und den Bauelementen des Spannungsteilers, die zwischen dem Abgriff und der Betriebsspannung
oder Masse liegen, kapazitive Bauelemente parallel geschaltet werden.
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Die Erfindung wird nach der Zeichnung, die ein Beispiel für deren
Anordnung in einer Schaltung aufzeigt, näher erläutert.
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Die Eingänge 1, 2, 3 führen über Eingangsdioden 4, 5, 6 und
der Eingang 7 direkt auf den Knotenpunkt 8, der über das Widerstandsbauelement 9
mit der Betriebsspannung 10 verbunden ist. Von dem Knotenpunkt 8 führt der Stromkreis
über die in Reihe geschalteten und in Durchlaßrichtung gepolten Vordioden
11,12 auf den Knotenpunkt 13 und über die Basis-Emitter-Diode des Vortransistors
14 auf die Basis 15 des Inverter-Transistors 16.
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Am Kollektor des Vortransistors 14 liegt die Betriebsspannung
10 über den Arbeitswiderstand 17 an. Der Emitter des Inverter-Transistors
16 ist an Masse 18 geschaltet, und am Kollektor liegt der Ausgang
19.
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In diese Schaltung ist, von dem Knotenpunkt 13
ausgehend, der
Spannungsteiler, dessen in Reihe geschalteten Widerstände 20, 21 an der Hilfsspannung
22 oder, wenn geringere Störsignale vorliegen, an Masse 18 anliegen, angeordnet.
Zwischen den Widerständen 20, 21 liegt der Abgriff 23, der über die
Diode 24 mit der Basis 15 des Inverter-Transistors 16 verbunden ist. Die Diode 24
ist so gepolt, daß die bei L-Signal an den Eingängen 1, 2, 3 erzeugte Ladung nach
dem Umschalten aus dem Basisraum des Inverter-Transistors 16 abfließen kann.
Somit wird die Schaltgeschwindigkeit erhöht.
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Den Vordioden 11,12 und/oder dem Widerstand 21 können kapazitive
Bauelemente parallel geschaltet werden, womit eine weitere Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit
erreicht wird.
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Der Spannungsteiler in Verbindung mit der Diode 24 bewirkt, insbesondere
wenn dieser an der Hilfsspannung 22 anliegt, auch bei extremen Störeinflüssen ein
sicheres Sperren des Inverter-Transistors 16. Dadurch ist die Schaltung bei weit
größerem Störpegel einsetzbar und zuverlässiger.
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Wesentlich ist noch, daß mit der Schaltungsanordnung der Anwendungsbereich
einer Schaltung erweitert wird.
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Durch Änderung der Leitungsführung bzw. einzelner Bauelemente und
mittels zusätzlicher Anschlußklemmen kann die Wirkungsweise der Schaltung dem jeweiligen
Bedarf angepaßt werden. Zum Beispiel ist es in der Schaltung nach der Zeichnung
möglich, nur eine in Sperrichtung gepolte Diode einzusetzen. Das ergibt eine Schaltung,
deren Störempfindlichkeit äußerst gering ist.
Die Herstellung, besonders
in integrierter Schaltungstechnik, ist demgemäß rationeller zu gestalten. In großen
Stückzahlen kann zunächst der in jedem Fall benötigte Teil der Schaltung hergestellt
und dann bedarfsgerecht der veränderliche Teil, z. B. Leitungsführungen, angebracht
werden.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dient nicht nur der Realisierung
logischer Funktionen. Sie ist gleichfalls mit Erfolg zur Erzeugung von Impulsen
verwendbar.