DE1537282C3

DE1537282C3 - Temperaturkorrgierte integrierte logische Schaltung

Info

Publication number: DE1537282C3
Application number: DE1537282A
Authority: DE
Inventors: Johannes Paulus Maria Eindhoven Gieles
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-01-05
Filing date: 1967-11-30
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE1537282B2; US3560770A; FR1550697A; NL6700144A; GB1139877A; SE328610B; DE1537282A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte logische Schaltungsanordnung, die zwei Transistoren enthält, deren Emitter miteinander und über die Kollektor-Emitter-Strecke eines dritten Transistors und einen Emitterwiderstand mit einer ersten Klemme einer Speisequelle verbunden sind, und bei der die Basis eines der beiden zuerst erwähnten Transistoren und die Basis des dritten Transistors mit einer zweiten bzw. ersten Anzapfung eines zwischen den Klemmen der Speisequelle eingeschalteten Spannungsteilers in der Weise verbunden sind, daß in den Leitungszug von der Basis des dritten Transistors über die erste Anzapfung des Spannungsteilers zur ersten Klemme der Spannungsquelle eine temperaturabhängige Sperrschicht eingeschaltet ist, die eine Durchlaßrichtung aufweist, die gleich der des Basis-Emitter-Übergangs des dritten Transistors 1st.

Bei derartigen Schaltungsanordnungen, die unter der Bezeichnung St.romühernahmeschalter bekannt sind, wird ein Signal der Basis eines der beiden zuerst erwähnten Transistoren und eine Bezugsspannung der Basis des anderen Transistors des Paares zugeführt, welche Bezugsspannung dem Spannungsteiler entnommen wird. Ausgangssignale können den Kollektorkrei- ;sen entnommen werden. Der dritte Transistor hat den Zweck, den .Gesamt-Emitterstrom der beiden anderen Transistoren auf einem vorher bestimmten konstanten Wert zu halten. Die Stärke dieses Stromes wird durch den Wert des Emitterwiderstandes des dritten Transistors, die dem Spannungsteiler entnommene Basisspannung des dritten Transistors und die Emitter-Basis-Übergangsspannung des dritten Transistors bestimmt. Wenn die Temperatur sich ändert, ändert sich die Spannung über der Emitter-Basis-Strecke des dritten Transistors, da diese Spannung stark temperaturabhängig ist. Würde der Spannungsteiler nun die Basisspannung auf demselben Wert halten, so würde sich auch die Einstellung des Transistors und somit auch der Strom durch den gemeinsamen Emitterkreis ändern.

Um diesem Nachteil zu begegnen, wurde in Reihe 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 Durchlaß-

richtung wie die des Bais-Emitter-Überganges des dritten Transistors hat. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß bei einer Temperaturänderung sich auch die Spannung der zweiten Anzapfung des Spannungsteilers ändert.

Aus der US-PS 31 82 269 ist eine Schaltungsanordnung für einen hochverstärkenden Differenzverstärker bekannt, bei dem der den dritten Transistor speisende Spannungsteiler ebenfalls eine Reihenschaltung einer temperaturabhängigen Sperrschicht aufweist. Dieser Spannungsteiler ist jedoch unter anderem auch an die Ausgänge der ersten beiden Transistoren angeschlossen, um eine Stabilisierung des Arbeitspunktes zu erreichen. Eine Konstanthaltung der Spannung am Anzapfungspunkt des Spannungsteilers (21 bzw. 23 und 19), an den die Basis des einen der beiden Transistoren angeschlossen ist, ist nicht beabsichtigt und auch nicht möglich. Ferner erfordert diese Anordnung mehrere hochohmige Widerstände und ist deshalb nicht geeignet, in integrierter Form hergestellt zu werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine sehr einfache integrierte logische Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die unabhängig von Temperaturänderungen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erwähnte Sperrschicht sich zwischen der Basis des dritten Transistors und der ersten Anzapfung des Spannungsteilers befindet und daß die Basis des dritten Transistors über einen Widerstand mit der zweiten Klemme der Speisequelle gekoppelt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der λ Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt die bekannte Schaltungsanordnung. Die Emitter der Transistoren Ti und Tj sind miteinander und über den Transistor T3 und den Widerstand R\ mit der ersten Klemme V_{p t} einer nicht dargestellten Speisequelle verbunden. Außerdem sind die Basen der Transistoren T₂ und T3 mit den Anzapfungen A bzw. B des aus den Widerständen R₂, R3, der Diode D und dem Widerstand /?4 bestehenden Spannungsteilers gekoppelt, welcher Spannungsteiler zwischen den Klemmen V_p 2 und V_pi der Speisequelle eingeschaltet ist.

Das .Eingangssignal wird der Basis des Transistors Ti zugeführt Die Kollektoren der Transistoren Ti und T₂ sind mit den Ausgängen 1 bzw. 2 und über eine Belastung A₅ bzw. A₆ mit der zweiten Klemme .Vp 7 der Spannungsquelle verbünden.
FürdieSpannungenimKeis VpI-Tz-B- V₉ / gilt:

wobei Vte und Yd die temperaturabhängigen Sperrschichtspannungen zwischen Basis und Emitter des Transistors T3 und der Diode D darstellen. Da die Sperrschichten, vom Punkt B her gesehen, die gleiche

Durchlaßrichtung und nahezu die gleiche Temperatur haben, gleichen sich die beiden Sperrschichtspannungen aus, so daß gilt:

Da die Diode D mit dem Spannungsteiler in Reihe geschaltet ist, ist der Strom I₂ noch in gewissem, wenn auch geringem Maße von der Sperrschichtspannung der Diode D und somit von der Temperatur abhängig. Der Temperaturausgleich des Stromes h ist also nicht ideal, während auch die Bezugsspannung an der Anzapfung A noch temperaturabhängig ist.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 versehen. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, ist die Diode D zwischen der Basis des Transistors Γ3 und der Anzapfung ßdes Spannungsteilers R₂, Rz, Ra eingeschaltet. Zum Erhalten von Basisstrom durch den Transistor Tz und des Stromes durch die Diode D ist die Basis des Transistors T₃ über den Widerstand Ri mit der zweiten Klemme V_p2 der Speisequelle gekoppelt. Auch bei dieser Schaltungsanordnung gilt:

U = Ra- h/R\.

Da in diesem Falle der Strom I₂ durch den Widerstand Ra von der Spannung über den Sperrschichten nahezu unabhängig ist, ist der Ausgleich des Stromes /1 nahezu ideal und ist die Spannung am Punkt A konstant. Der Strom durch die Diode D übt aber noch einen gewissen Einfluß auf den Strom I₂ aus, der um so geringer ist, je nachdem das Verhältnis zwischen dem der Anzapfung entnommenen Strom und dem Ruhestrom im Spannungsteiler kleiner ist. Um diesen Einfluß weiter herabzusetzen, ist in der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 die Diode durch einen Transistor Ta ersetzt, der den anderen Transistoren komplementär ist. Der Emitter des Transistors Ta ist mit der Basis des Transistors Tz und die Basis des Transistors Ta ist mit der Anzapfung B verbunden, während der Kollektor mit der Klemme V_pi der Speisequelle verbunden ist. Da der Basisstrom des Transistors T₄ viel geringer als der Emitterstrom ist, fließt im Vergleich zu F i g. 2 nur ein sehr geringer Strom aus der Anzapfung B.

. Nach F i g. 4 wird dieser Einfluß dadurch noch weiter verringert, daß ein Transistor T5 aufgenommen ist, der eine größere Stromverstärkung und somit einen noch kleineren Basisstrom des Transistors T₄ bewirkt. Der Spannungsteiler kann also hochohmig ausgebildet sein, was mit Rücksicht auf eine geringe Dissipation wichtig ist, wodurch außerdem die Temperatur der integrierten Schaltungsanordnungen nicht unnötig erhöht wird. Der Spannungsteiler kann nun zur Speisung mehrerer Stromübernahmeschalter verwendet werden. Auch kann noch die Kombination der Transistoren T₄ und Tz und des Widerstandes Ri durch Abzweigung am Punkt C der F i g. 4 für mehrere Kreise verwendet werden. Es ist dabei erforderlich, daß die Temperaturen der Stromübernahmeschalter einander gleich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Integrierte logische Schaltungsanordnung, die zwei Transistoren enthält, deren Emitter miteinander und über die Kollektor-Emitter-Strecke eines dritten Transistors und einen Emitterwiderstand mit einer ersten Klemme einer Speisequelle verbunden sind, und bei der die Basis eines der beiden zuerst erwähnten Transistoren und die Basis des dritten Transistors mit einer zweiten bzw. ersten Anzapfung eines zwischen den Klemmen der Speisequelle eingeschalteten Spannungsteilers in der Weise verbunden sind, daß in den Leitungszug von der Basis des dritten Transistors über die erste Anzapfung des Spannungsteilers zur ersten Klemme der Spannungsquelle eine temperaturabhängige Sperrschicht eingeschaltet ist, die eine Durchlaßrichtung aufweist, die gleich der des Basis-Emitter-Übergangs des dritten Transistors ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Sperrschicht sich zwischen der Basis des dritten Transistors (T3) und der ersten Anzapfung (B) des Spannungsteilers befindet und daß die Basis des dritten Transistors (T₃) über einen Widerstand (Ri) mit der zweiten Klemme (V_p2) der Speisequelle gekoppelt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Sperrschicht den Emitter-Basis-Übergang eines vierten Transistors (Tt) bildet, der den obenerwähnten Transistoren komplementär ist und dessen Kollektor mit der ersten Klemme (V_p\) der Speisequelle verbunden ist.