DE1537282A1

DE1537282A1 - Temperaturkorrektur einer logischen Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE1537282A1
Application number: DE19671537282
Authority: DE
Inventors: Gieles Johannes Paulus Maria
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-01-05
Filing date: 1967-11-30
Publication date: 1969-10-30
Also published as: DE1537282B2; US3560770A; FR1550697A; NL6700144A; GB1139877A; SE328610B; DE1537282C3

Description

Teinperaturkorrektur einer logischen Schaltungsanordnung.

j)ii Erfindung beaioht sich auf eine integrierte logische Jchaltungsanordnung, die zwei Transistoren enthält, deren Emitter miteinander und über den Kolloktor-Einitter-Uebergang eines dritten Transistors und einen Aaltterwiderstand mit einer ersten Klemme einer ^peiseauelle verbunden sind, während die Basis eines der beiden zuerst erwähnten Transistoren und die basis des dritten Transistors alt verschiedenen .oizapfungen eines zwischen den Klemmen der -jpeiseruelle eingeschalteten Spannungsteilers gekoppelt rimi, wobei eine »jperrschicnt uit dem Spannungsteiler in Reihe zwischen der uasis des dritten Transistors und der ersten Klemme eier .j-peiae^ue-lle in. einerii sich über eine erste nnaapfung des äpannur.f;cteilers erstreckenden Kreis geschaltet ist und, von der Basis doπ nritten Transistors her gesehen, eine Durchlassrichtung aufweist, 'ii'j gleich der des .iasis- Jmitter->^Tobergangs des dritten Transistors ist.

Bei derartigen Jchaltungnnnordnungen, die unter der

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angelsaksisehen Bezeichnung "long-tailed pair" bekannt sind, wird ein oignal der Basis eines der beiden zuerst erwähnten Transistören und eine Bezugsspannung der Basis des anderen Transistors des Paares zugeführt, welche Bezugsspannung dem spannungsteiler entr nonimen werden kann. Ausgangssignale können den Kollektorkreisen entnommen werden. Der dritte Transistor hat zum .iweck, den Gesaiat-iJmitterstrom der beiden anderen Transistoren auf- einem vorher bestimmten konstanten Wert zu halten. Die otärke dieses Stromes wird durch den Wert dos jliuitterwiderstandes des dritten Transistors, die dem Jpannungsteiler entnommene Basisspannung des Transistors T, und die rlmitter-Basis-Uebergangsspannung des dritten Transistors bestimmt, »enn die Temperatur sich ändert, ändert sich die Spannung über der ihuitter-Basisstrecke des dritten Transistors, da diese Spannung stark teLiperaturabh&ngig ist. i. iirde der Span-

nungsteiler nun die Basisspannung auf demselben «ert halten, so ändert sich auch die Kinsteilung des Transistors und somit auch der Jtroiii durch den gemeinsamen iimitterkreis.

um diesem Nachteil zu begegnen, wurde in -ieihe mit dem Spannungsteiler zwischen der ersten Anzapfung B und der ersten Klemme der Speisequelle eine temperaturabhängige Sperrschicht eingeschaltet, die, von der anzapfung her gesehen, eine gleiche Durchlassrichtung wie die des Basis-..mitter-Uebergangs des dritten Transistors hat. i)iese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass bei einer Temperaturänderung sich auch die Spannung der anderen Anzapfung des Spannungsteilers ändert.

Bei der üchaltungsanordnung nach der Erfindung ist eine Sperrschicht zwischen der Basis dos dritten Transistors und der Anzapfung des Spannungsteilers eingeschaltet und X3t die Basis des dritten Transistors über einen widerstand mit einer zweiten

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Klömme der iJpeiaequelle gekoppelt.

...'le -irfindung wird nachstehend an Hand der ..,eichnung näher erläutert.

Firj. t zeigt den bekannten Kreis. Me Emitter der transistoren Ί' und Ί' sind miteinander und über den Transistor T₃. und den t.iderstand H₁ mit der ersten Klemme VP, einer nicht dargestellten lipeisecuelle verbunden. Ausserdem sind die Basen der Transistoren T_ und T, mit den loizapfungen A und B des aus den Widerständen zip, ii,, der Diode I) und dem widerstand K, bestehenden Spannungsteilers gekoppelt, welcher Jpannungsteiler zwischen den Klemmen V1'₂ und VP- der iipeisequelle eingeschaltet ist.

Das lingangssignal wird der Baeis des Transistors T. zu·? geführt. Die JOllektoren der Transistoren T- und T„ sind mit den .vusgüngen 1 bzw. 2 und über eine belastung -I₁. bzw. Iy mit der zweiten Kleiaue Vi „ der -pannungscuelle verbunden.

Für den Gtroin in Kreia V ..-Γ,-B-V gilt ι

-Vi-^Vba^+VJ^+I2^R4 * °·

wob i V und V die teiaperaturabhüngigen apcrrrchichtspannungen zvfi chen basis und emitter des Transistors T^ und der Diode I; darstellen. Ju die sperrschichten, voa Punkt r her £.;esehen, die ijloiche Durchlassrichtung und nahezu die gleiche .eiaperatur haben, gleichen sich die beiden operrschichtspammngen aus, so da3E gilt:

¹¹ "

iJii di·- liodc .' ii»it desi ipannungßtoiler in aeihe geschaltet ist, ist -ier ;:trc:.i I„ noch in gewisseic, wenn auch ,'eringeia .Masse von der •ijrrrfchichtsp-.anung der :^;iode '.'■ und soiiit von der Temperatur abh;"nfi(-. „er * --r.foraturausgleich des L'troL.c-p ^₁ ist al«o nicht

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ideal, während auch die Bezugsspannung an der. Anzapfung λ noch gewissermassen temperaturabhängig ist.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen, ./ie aus dieser Figur ersichtlich ist, ist die Mode i) zwischen der Basis des Transistors T, und der Anzapfung B des Spannungsteilers R„, H-,li. eingeschaltet. Zum Erhalten von Basisstrom durch den Transistor T, und des Stromes durch die Mode D ist die üasis des Transistors T, über den Widerstand K_ mit der zweiten Klemme VP₂ der Speisequelle gekoppelt, auch bei dieser Schaltungsanordnung gilts I₁ = h₄.l_?/R_r

Da in diesem Falle der Jtrom I₀ durch den widerstand ii. von der

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spannung über den sperrschichten nahezu unabhängig ist, ist der Ausgleich des Stromes I₁ nahezu ideal und ist die Spannung am Punkt A konstunt. Der Strom durch die Diode D übt aber noch einen gewissen Einfluss auf den Strom 1_? aus, der umso geringer ist, je nachdem das Verhältnis zwischen dem der Anzapfung entnommenen Strom und dem Ruhestrom iia Spannungsteiler kleiner ist. Um diesen Einfluss weiter herabzusetzen, ist in der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 die Diode durch einen Transistor T. ersetzt, der dem Transistor T, komplementär ist. Der Emitter des Transistors T, ist mit der Basis des Transistors T, und die Basis des Transistors T. ist

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mit der Anzapfung B verbunden, während der Kollektor mit der Klemme VP₁ der Speiseouelle verbunden ist. Da der Basisstrom des Transistors T. viel geringer als der Kmitterstrom ist, flieest im Vergleich zu Fig. 2 nur ein sehr geringer .Strom aua der Anzapfung B.

irach fig. 4 wird dieser Kinfluss dadurch noch weiter verringert, dass ein Transistor T, aufgenommen ißt, der eine grössere

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Stromverstärkung und somit einen noch.kleineren Basisstrom des Transistors T. bewirkt. Der Spannungsteiler kann also hochohmisch ausgebildet sein, was mit itücksicht auf eine geringe Dissipation wichtig ist, wodurch aU3serdem die Temperatur der integrierten Sch-ltungsanordnungen nicht unnötig erhöht wird. Der Spannungsteiler kann nun zur Speisung mehrerer "long-tailed pair"- Schaltungsamordnungen verwendet werden. Auch kann noch die Kombination der Transistors T. und T, und des V.'iderstandes R„ durch Abzweigung am Punkt C der Fig. 4 -für mehrere Kreise verwendet werden. Es ist dabei erforderlich, dass die Temperaturen der "long-tailed pair"-ochaltungsanordnungen einander gleich sein müssen.

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Claims

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Integrierte logische Schaltungsanordnung, die zwei Transistoren enthält, deren Emitters miteinander und über den Kollektoriimitter-Uebergang eines dritten Transistors und einen i-jaitterwiderstand mit einer ersten Klemiae einer Speisenuelle verbunden sind, während die Basis einer der beiden zuerst erwähnten Transistoren und die Basis des dritten Transistors ait verschiedenen Anzapfungen des zwischen den Klammen der üpedseouelle eingeschalteten Spannungsteilers gekoppelt sind, wobei einer Sperrschicht zwischen der Basis des dritten Transistors und der ersten Kleuiae der Speisequelle in einem sich über eine Anzapfung des Spannungsteilers erstreckenden Kreis eingeschaltet ist, die, von der Basis des dritten Transistors her gesehen, eine Durchlassrichtung aufweist, die gleich der des Basis-ämitter-Uebergangs des dritten Transistors ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Sperrschicht sich zwischen der Basis des dritten Transistors und der Anzapfung des Spannungsteilers befindet und dass die Basis des dritten Transistors über einen .»icierstand mit einer zweiten Klemme der .jpeisequelle gekoppelt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die erwähnte Sperrschicht den ^mitter-Basis-Uebergang eines vierten Transistors bildet, der den obenerwähnten Transistoren komplementär ist und dessen Kollektor mit der ersten Klemme der Speisequelle verbunden ist.

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