DE1588640A1 - Transistorisierte Schaltungsanordnung zum Schalten hoher Spannungen - Google Patents
Transistorisierte Schaltungsanordnung zum Schalten hoher SpannungenInfo
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- H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
Description
RANK XEROX LIMITED
Rank Xerox House
338, Euston Road
London, W.W. 1
England
Rank Xerox House
338, Euston Road
London, W.W. 1
England
Transistorisierte Schaltungsanordnung zum Schalten hoher
Spannungen
Die Erfindung "bezieht sich auf transistorisierte Schalteinri<phtungen,
insbesondere auf eine verbesserte, spannungskompensiirt«
Schaltungsanordnung zum Schalten hoher Spannungen,
Für Schaltzwecke haben Transistoren und Dioden eine weite Anwendung gefunden» Unter den vielen Einrichtungen zur Schaltung von
Spannungen beziehungsweise Strömen vereinigen nur die Halbleiter eine gröJ3ere Anzahl günstiger Eigenschaften, z.B. geringe Schaltleistung,
hohe Schaltgeschwindigkeit, geringe Größe, keine Heizleistung, geringe Kosten und eine sehr lange Lebensdauer, Zur Verwendung
von Transistoren in elektronischen Schaltungen, müssen»
009821/0734
insbesondere wenn ein zuverlässiges Arbeiten verlangt ist,
die vom Hersteller für das jeweilige Element angegebenen Nennwerte eingehalten werden.
Transistoren und andere elektrische Bauelemente werden entweder in größeren Mengen bezogen, wobei ihre Kennwerte in einem grösseren
Bereich streuen, oder in geringeren ausgesuchten Mengen mit Kennwerten innerhalb vorgeschriebener Grenzwerte. Im letzteren
Palle werden die verschiedenen Elemente beider Herstellung geprüft
und sortiert, um die Kennwerte innerhalb des verlangten Toleranzbereiches zu halten. Hierdurch werden jedoch die Kosten
für derartig ausgesuchte Bauelemente sehr erhöht.
Sollen Transistoren zum Schalten hoher Spannungen verwendet werden,
so ergeben sich für den Konstrukteur Frobleme durch die begrenzte Schaltleistung und Spannungsbeanspruchung der handelsüblichen
Transistoren. Es sind bereits Transistoren für üohe Spannung
oder leistungsbeanspruchung.bekannt, sie sind jedoch im allgemeinen
sehr teuer und schwer erhältlich. Im Hinblick auf '.7irtschaftlichkeit
wird daher die Anwendung mehrerer billiger, leicht erhältlicher Transistoren zur Schaltung hoher Spannungen angestrebt.
Hierbei treten jedoch Probleme bezüglich der Zuverlässigkeit auf, da ein Überschreiten der maximalen Beanspruchung des jeweiligen
Transistors sorgfältig vermieden v/erden muß. Bekanntlich kann ein Transistor bei Überschreiten der maximal zulässigen leistung
und/oder der Durchbruchsspannung beschädigt und zerstört werden.
en
Für transistorisierte Schalteinrichtung mit einer Anzahl von in Reihe geschalteten Tranaigtpran. sjjpid Schutzeinrichtungen für den
BAD ORIGINAL - 3 -
Γ stationären Betriebszustand des jeweiligen Transistors bekannt.
Einen wirksamen Schutz für jeden Transistor einer Anzahl von in Reihe geschalteten Transistoren während Übergangs- oder Schalt-
zeiten gibt es jedoch noch nicht.
Die Erfindung betrifft nun eine verbesserte, mit mehreren Transistoren
arbeitende Schaltungsanordnung zum Schalten hoher Spannungen. Diese .Schaltungsanordnung ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet
durch einen mit SchaltSignalen angesteuerten Steuertransistor,
durch eine Anzahl vom Steuertransistor gesteuerter
Schalttransistoren mit einem Ausgangstransistor, die jeweils auf den Leitfähigkeitszustand des Steuertransistors ansprechen und
mit diesem sowie mit einem Belastungswiderstand in Reihe an eine auf eine Last zu schaltende Spannungsquelle geschaltet sind, durch
einen Spannungsteiler an der Spannungsquelle zur Bildung bestimmter
Zwiijchenspannungen,durch erste Schutzeinrichtungen zur Kopplung der Zwischenspannungen als Vorspannungen auf die Schalttransistoren
und zur Erzeugung gleicher stationärer Betriebsspannungen an den. Transistoren, und durch zweite Schutzeinrichtungen zur
Haltung von Spannungsänderungen an den Transistoren im zulässigen Bereich.
Ein Ausführuncsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
wird im folgenden an Hand der l'iguren beschrieben.
Es zeigen:
3?ig.1 die erfindan /sgemäße Schaltungsanordnung,
Fig.2 sine graphische Darstellung verschiedener Parameterwerte
:;ur Bemessung der in Pig.1 dargestellten Schaltung,
Pi.-:. 5 eine Anzahl v:n Spannung s-Zeit-Yer lauf en zur Erläuterung
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-4- 1583640
der .Betriebsweise der in Fig.1 dargestellten Schaltungsanordnung
für verschiedene Verhältnisse der Zeitkonstante der Schutzeinrichtungen zur Zeitkonstante der Belastung,
Pig.4 eine Anzahl von Spannungs-Zeit-Verläufen an bestimmten Punkten'der in Pig.1 dargestellten Schaltungsanordnung, und
Fig.5 eine Anzahl von Spannungs-Zeit-Verläufen der zulässigen
Spannung an den Transistoren der Schaltung gemäß Fig.l während des
. Abschaltens.
In Fig.1-ist eine gemäß der Erfindung ausgebildete transistorisierte
Schaltungsanordnung zum Schalten hoher Spannungen dargestellt. Die Transistoren Q-, Qp und Q, sind in Serie geschaltet und liegen
an einer Spannungsquelle, die selektiv auf eine Last, beispüeweise
eine kapazitive last CL, geschaltet werden soll. In der dargestellten
Schaltungsanordnung sind HPN-Transistören verwendet, es können
jedoch auch PNP-Transistören verwendet werden, wenn die vorhandenen
Spannungen an den verschiedenen Elektroden umgekehrt werden. Im dargestellten Falle liegt der positive Pol einer Spannungsquelle
Vco über einen Belastungswiderstand Et am Kollektor des Transistors
Q,. Der Emitter dieses Transistors ist direkt mit dem Kollektor des Transistors Q2, und dessen Emitter direkt mit dem Kollektor
des Transistors Q1 verbunden.
Die Vorspannungen für die Basiselektroden der gesteuerten Schalttransistoren
Q2 und Q- werden an einem aus den Widerständen R1,
R2 und R. gebildeten Spannungsteiler abgegriffen, der am positiven
Pol der Spannungsquelle Vcc und an Erde Hegt. Durch die Verwendung
genau bemessener und untereinander gleicher Widerstände für diesen
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Spannungsteiler werden gleiche Spannungen an jedem Transistor
während des stationären Betriebszustandes erzeugt. Die Widerstände
Rp und R~ sind mit jeweils einem Anschluß an die jeweilige
Basis des Transistors Q2 bzw. Q, gelegt und "bilden auf diese
Weise Stromwege für die Basisströme dieser Transistoren. Die Widerstände R1- und Rg sind zwischen die Basis und den Emitter des
Transistors Q2 "bzw. Q, geschaltet und verringern, wie noch beschrieben
wird, den .Basis-Emitter-Widerstand des jeweiligen Transistors,
wodurch ein geringerer Widerstand für den jeweiligen Strom Iq-dq gebildet wird.
Die Schalttransistoren werden über die Widerstände R2 und R, vom
Spannungsteiler her an ihrer Basis mit einer Durchlaßspannung vorgespannt.
Dem Steuertransistor Q1 wird von einer Spannungöquelle
Vb b über den Widerstand R^ eine Sperrspannung zugeführt. Ein
Sehaltsignal gelangt vom Eingang 13 auf die Basis des Transistors
Q1 über den Widerstand Rß, dem ein Kondensator CL zur Erhaltung
der Impulsflanken parallelgeschaltet ist.
Bei Fehlen eines Schaltimpulses an der Eingangsklemme 13 ist die Baäs-Emitterstrecke des Transistors Q1 in Sperrichtung gepolt,
wodurch der Transistor gesperrt ist. Der Transistor Q1 wird an der
Basis angesteuert, während die Transistoren Q2 und Q, am Emitter
angesteuert werden. Daher fließt bei gesperrtem Transistor Q1 kein
Kollektorstrom und damit kein Emitterstrom im Transistor Q2. In
ähnlicher Weise fließt bei fehlendem Kollektorstrom des Transistors
Q2 kein Emitterstrom im Transistor Q^. In diesem Zustand der Transistoren
3-iegt die Spannung Vco an der kapazitiven Last Cy.
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Tritt an der Eingangskiemme 13 ein.Schaltsignal auf, so wird der
Transistor Q1 leitend. Damit beginnt in diesem Transistor ein
Kollektorstromfluß und der Transistor Q2 wird leitend, wodurch
mit dessen Kollektorstrom der Transistor Q, leitend wird. Es ist
zu erkennen, daß beim Übergang des Transistors Q1 in den leitfähigen
Zustand die gesteuerten Transistoren Qp und Q, gleichfalls
leitend werden, wodurch die Spannungsquelle auf den Belastungswider stand Rj. arbeitet und an der kapazitiven Last C-r Erdpotential
liegt. Dieser Einsehaltvorgang kann innerhalb sehr kurzer Zeit
stattfinden. Beispielsweise beträft die Schaltzeit mit zwei gesteuerten
Transistoren in einem typischen Ausfühungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ungefähr eine halbe Mikrosekunde.
Wie bereits erwähnt, entstehen durch den Serienbetrieb einer Anzahl
von Transistoren zum Schalten hoher Spannungen vide Probleme,
da die Transistoren normalerweise nicht eine untereinander gleiche Impedanz haben und daher Überspannungen an denjenigen Transistoren
auftreten, die die höhere Impedanz haben. Um die zulässigen Betriebsspannungen an jedem der in Reihe geschalteten transistoren
zu erzeugen, sind parallel mit den Widerständen R1 , Rp unci ■&·*
Verzögerungskondensatoren CL, Cp und CL· angeordnet, die die Anfangsspannungen an den verschiedenen Transistoren bis zu deren Abschaltung
innerhalb des zulässigen Bereiches halten. Durch iie Wirkung,
des Spannungsteilers werden dann an jedem Transistor gleiche Spannungen erzwungen, da die Teilerwiderstände wesentlich geringer
sind als die Sperrwiderstände der Transistoren. Wird auf diese
Weise durch den Spannungsteiler die zulässige Betriebsspannung im stationären Zustand gewährleistet, so muß der Zusammenhang zwischen
der Zeitkonstante der Last, bedingt durch RT und C1-, und der Zeit-
009821/073* L L
— 7 —
konstante RC der Schaltung derart festgelegt werden, daß Spannungsänderungen
am Ausgangstransistör Q, innerhalb des zulässigen Bereiches liegen.
Zur Beibehaltung der zulässigen Spannungen an den Transistoren
Q1 f Q2 und Q» im Augenblick des Abschaltens dienen die Kondensatoren
C1, C2 und C, in Verbindung mit der kapazitiven Last C^,
durch die die Anfangsspannungen verzögert werden. Alle Transistoren
sollen während des für diesen Vorgang maßgebenden Zeitraumes abschalten. Wie im folgenden noch beschrieben wird, wird der
am langsamsten schaltende Transistor als Steuertransistor verwendet,
wenn Ausgangsimpulse mit kurzer Anstiegszeit verlangt sind
und große Unterschiede der Abschaltzeit der Transistoren bestehen.
stiegs-Kö'nnen jedoch längere Anleiten zugelassen werden, so ist die Lage
des langsamsten Transistors innerhalb der Schaltung weniger kritisch.
Mit einer Spannung an jedem Transistor innerhalb des zulässigen Bereiches ist nicht notwendigerweise eine SpannungsgleicÄßit an
allen Transistoren verbunden, da die Spannung am Transistor Q*
außer von der Spannung Vcc vom Verhältnis der Lastzeitkonstante R^ Ct 3ur Zeitkonstante RC der Schutzschaltung abhängig ist. Daher
muß dieses Verhältnis so eingestellt werden, daß die Kollektor-Emitterspannung
und die Kollektor-Basisspannung des Ausgangstransistors Q, wiüire:.·: des Übergangszustandes die zulässigen Werte
nicht überschuss· t. Für einen typischen Transistor, wie er in einem
Ausführungsbeisriel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verv.endet
wird, betingt die zulässige Kollektor-Etnitterepannung 4-00 ·
Volt -and die zulässige Kollektor-Basisspannung 450 Volt. Durch
Verwendung des geringeren Wertes· d-h. der zulässigen Kollektor-
- 8 BAD ORIGINAL ,
Emitterspannung, ist das Vorhandensein zulässiger Spannungen
an allen Elektroden des Ausgangstransistörs Q, gewährleistet.
Für die Schaltungsanordnung gemäß Fig.1 und die dargestellte Spannungsanschaltung gilt folgende Bedingung für die Übergangs,
spannungen innerhalb des zulässigen Bereiches, d.h. unter 400 Volt für den Transistor Q,:
Die Werte für die Ausgangsspannung Vn und die Spannung an der
Basis und am Emitter des Transistors Q* können als Zeitfunktionen geschrieben und in die Gleichung 1 eingesetzt werden:
t i 3t
Für e^neiWert von 1000 Volt für Vcc kann die Gleichung 2 umgeformt
und folgendermaßen geschrieben Werdens * -J- - ±L
Das Verhältnis der Schutzschaltungszeitkonstante RC zur Lastzeitkonstante
Rt Ct ist:
Durch Einsetzen der Gleichung 4 in die Gleichung 3 erhält man:
Verwendbare Verhältnisse der Zeitkonstante RC zur Zeitkonstante
Rj1 C1 können durch Auflösung der Gleichung 5 nach verschiedenen
Werten von K erhalten werden. Wie aus Fig.2 hervorgeht, kann die Gleichung 5 für verschiedene Werte von K graphisch dargestellt werden,
wodurch eine Festlegung von Werten K im Hinblick auf die
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Speisespannung und die zulässigen Werte des Transistors möglich ist. Wie in J?ig.2 dargestellt ist, muß für die Jeweils verwendete
Spannung und den Transistor der Wert K geringer oder gleich 2,6 sein, um die zulässige Kollektor-Emitterspannung von 400 YoIt
durch Spannungsanderungen.nicht zu überschreiten. Durch Einsetzen
verschiedener Werte von K in die Ausdrücke für Yc(t) und
durch Subtraktion dieses Wertes von dem zeitlichen Wert YO(t) der Ausgangsspannung kann die Spannung am Transistor Q, aid Funktion
der Zeit für verschiedene .Werte von K "bestimmt werden. Wie in
Fig.3 gezeigt ist, wird durch Verringerung des Wertes K, d.h. des
Verhältnisses der Zeitkonstanten, die Spannungsänderung am Ausgangstransistor
Q- verringert. Unter der Annahme, daß die Lastzeitkonstante Rt Cj1 durch eine vorgegebene Anstiegszeit festgelegt
ist und daß die Widerstandswerte des Spannungsteilers durch die Basisströme bzw, -spannungen vorgegeben sind, muß ein Verzögerungskondensator
C verwendet werden, der diesen Anforderungen angepaßt ist. Da geringe Kapazitätswerte nicht den gewünschten Bffekt
der Verzögerung der Anfangs spannungen an den Transistoren Q1 und
Qp erzeugen und daher zu hohe Spannungen an diesen transistoren
auftreten, besteht ein Probim darin, den maximalen Wert für die
Kondensatoren C zu bestimmen, der die Spannungsänderung am Transistor
Q~ innerhalb des zulässigen Wertes hält.
Die folgende Tabelle I enthält Schaltungswerte, wie sie in einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
verwendet wurden, welches zum Schalten einer Spannung von 1000 Volt mit einer Schaltfrequenz von bis zu 25 ^H2 geeignet ist.
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- 10 -
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= 175 k | Ohm | Tabelle | I | 40 Picofarad | Transistoren | |
= 175 k | Ohm | Kondensatoren | 27 Picofarad | Q1 - 2F3439 | ||
Widerstände | = 175 k | Ohm | 0I = | 27 Picofarad | Q2 - 2N3439 | |
R1 | = 175 k | Ohm | O1 = | 27 Picofarad | Q3 - 2N3439 | |
R2 | = 680 = 680 |
Ohm Ohm |
O2 = | |||
R3 | O3 = | |||||
R4 | ||||||
R5 R6 |
Wie bereits erläutert, stellt die Auswahl des Wertes für die
Verzögerungskondensatoren einen Kompromiss zwischen den günstigen Werten für Rr und R und den zulässigen Betriebsspannungsänderungen
dar. Aus der Gleichung 5 ergibt sich mit dem aus Fig.2 erhaltenen
höchstmöglichen Wert für K der folgende Wert für die Kapazität C, angepaßt an die Schaltungsparameter:
Aus den in der Tabelle I aufgeführten Werten kann der Wert G zu
29,8 Picofarad berechnet werden. Der Wert von 27 Picofarad in der Tabelle I stellt einen Kompromiss dar, der im Hinblick auf den
nächstgeringeren handebüblichen Standardwert ausgewählt wurde. Der
Lastwiderstand Rt wurde derart gewählt, daß die Transistoren in
der Nähe der Spitze der typischen hpE vs I -Kurve arbeiten. Dadurch
ergibt sich die Möglichkeit, die im Spannungsteiler verbrauchte Leistung durch Erhöhung des Wertes für die Widerstände R1 bis R.
zu verringern, da die Widerstände R2 und R^ beide Gleichstromwiderstände
für die Basisströme der Transistoren Qp und Q^ sind.
Ferner bildet der Widerstand R2 einen Teil des stationären Span-
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- 11 - "
nungsteilers, durch den ein Querstrom fließt. Haben die Teilerwiderstände
R1, R2 un d R^ den gleichen Wert, so ergeben sich,
wie bereits erwähnt, während des leitfähigen Zustandes an allen Transistoren gleiche Spannungen. Die Werte für die Widerstände
Rc und Rg zur Verringerung des Basis-Emitterwiderstandes der
Transistoren Q2 und Q, und damit zur Bildung eines geringeren
Widerstandes für den Strom I050 wurden für den Transistor 2N3439
berechnet. Zum Schalten von Hochspannungen sind die Teilerwider-,
stände und die Basiswiderstände sehr groß und die Spannungsbeanspruchung
der Transistoren Q2 und Q3 erreicht den zulässigen Wert 7OEO' der geringer ist als V0ER, wenn R ein Basis-Emitterwideretand
dee Transistors ist. Für den Transistor 2N34-39 beträgt die zulässige
Spannung V0ER 400 Volt, wobei Rgj, geringer oder gleich 1
Kiloohm 1st.
Für die in Pig.~1 dargestellte Schaltung wird im folgenden der Abschaltevorgang
beschrieben, wobei für alle Transistoren eine praktisch gleichzeitige Abschaltung vorausgesetzt wird.
Wie bereits erwähnt, ist es bei großen Unterschieden der Schaltzeiten
der verwendeten Transistoren günstig, den Transistor mit der längsten Abschaltezeit als Steuertransistor Q1 einzusetzen.
Befinden sich die Transistoren im leitfähigen Zustand, so liegen die Spannungen V^ und VQ, d.h. die Basisspannungen der Transistoren
Q2 und Q, auf dem Potential des Emitters des Transistors Q1, d.h.
auf Erdpotential. Die Spannung V» am Verbindungspunkt der Widerstände
Rp, R, und R. des Spannungsteilers beträgt durch die
Vco
Spannungsteilung 2^ und damit kann in den Transistoren Basisstrom fließen, wodurch die Ausgagsspannung VO auf dem Emitterpotential des Transistors Q1, d.h. auf Erdpotential gehalten wird,
Spannungsteilung 2^ und damit kann in den Transistoren Basisstrom fließen, wodurch die Ausgagsspannung VO auf dem Emitterpotential des Transistors Q1, d.h. auf Erdpotential gehalten wird,
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fs JLugenbliok dee .Abschalten·, d.h. an der Eüolcflanke dee am
Xingang 13 auftretenden Sohaltiavpulees wird die lasis dee Transistor* Q1 über den Widerstand H- wieder in Sperrichtung gepolt.
Soiait beginnt der Transistor Q1 'abniechalten und die Transistoren
Q2 TUiC Q« nÜBsen durch den abnehmenden Xollektoretrom dee ^ran-Bietor Q1 infolge ihrer Emittersteuerung diesem Torgang folgen.
Damit beginnt die Spannung T33 durch die BpannungBteilerwirlcung
ia Augenblick der Abschaltung des Transietore Q1 in Hiihtung auf
den Vert ■■ ■ ■ ■ anzuBteigen. J&nlich Bteigt Ale Spannung T. gegen '
dar Vert ^r- v&& die SpannuÄg T0 gegen den ¥ert an. Die
SpannungBänderungen T«(t), Tj(t) und T0(t) können folgendermaßen
dargestellt werden:
± _ 3t
3t
Bekanntlich folgt dlt Spannung T01 am Emitter des Transistors Q2
der Spannung T. an dar Baal· dieses Iraneietore und in ähnlicher
Vtise folgt die Spannung T02 am Emitter des Transistors Q, der
Spannung Tq an dessen Baeis. Da aus den Gleichungen 10 und 12
T0(t) ■ 2 TjXt) ist und die Spannung am Kollektor des Transistors
Q2, d.h. T029 dan Terlauf 70(t) hat, hat die Spannung am Kollektor
dee Translator» Q2 dan zweifachen Vert der Spannung T01 am Kollektor des Transistors Q4*
'' ' · BAD ORIGINAL
009821/0734 °°ργ "
Die Spannungsänderung der .Ausgangsspannung TT-. als !Funktion der
Zeit während des Abschaltens hat den folgenden Verlauf:
03)
Die Kurven für TQt V«.. und Y„2 während der Abschaltung sind in
Jj1Ig.4 dargestellt. Wie aus dfesen Kurven hervorgeht, sind die
Spannungen an den Transistoren, d.h. die Spannungen zwischen den verschiedenen Kurven nicht höher als die für den transistor
2H3439 zulässigen Spannungen. In ähnlicher Weise zeigt Pig.5»
daß die Spannungsänderungen an den Transistoren in einer in Pig.i
dargestellten Schaltung bei einer zu schaltenden Spannung von 1000 YoIt und einem Zeitkonstantenverhältnis von 2,36 innerhalb
des für den Transistor 2N3439 zulässigen Bereiches liegen, obwohl sie sich bemerkenswert unterscheiden.
Vorstehend wurde eine verbesserte transistorisierte Schaltungsanordnung
zum Schalten von Spannungen beschrieben, die größer sind, als die für die in Reihe geschalteten Transistoren jeweils zulässigen Werte. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung werden .
sichere Betriebsspannungen an den jeweiligen Transistoren einer,*
Reihenschaltung nicht nur während des'stationären Betriebes sondernk
was viel wichtiger ist, auch während der Schaltzeiten erzwungen'.
Die Erfindung wurde an Hand eines AusführungsbeiSpieles beschrieben.
Es sind vielo&ndere Ausführungsformen der Erfindung möglich, die
dur£h deren Grundgedanken umfaßt werden. Beispielsweise kann «i&-
stelle einer kapazitiven Last in gleicher Weise eine andere Laßt
verwendet werden· So sind viele weitere Abänderungen möglich, ohne
vom ü-rundßrinzip der Erfindung abzuweichen,
·:-... BADORiGSNAL
/ 009821/0714 - ^
Claims (1)
- -H-1. Transistorisierte Schaltungsanordnung zum Schalten hoher Spannungen, gekennzeichnet durch einen mit Schaltsignalen (+V) angesteuerten Steuertransistor (Q-), durch eine Anzahl vom Steuertransistor (Q1) gesteuerter Schalttransistor11 (Q2, Q,) mit einem Ausgangstransistör (Q^), die jeweils auf den leitfähigkeitszustand des Steuertransistors (Q-) ansprechen und mit diesem sowie mit einem Belastungswiderstand (Rt) in Reihe an eine auf eine last (Ct) zu schaltende Spannungsquelle (Tee,Erde) geschaltet sind, durch einen Spannungsteiler (R-,Rp,R.) an der Spannungsquelle (VcCjErde) zur Bildung bestimmter Zwischenspannungen (Y.J^), durch erste Schutzeinrichtungen (R- "bis Rr) zur Kopplung der Zwischenspannungen (V., Vg) als Vorspannungen auf die Schalttransistoren (Qp, Q-,) und zur Erzeugung gleicher stationärer Betriebsspannungen an den Transistoren (Q1 ,QpjQv) > unö· durch zweite Schutzeinrichtungen (C1 "bis C-,Cx) zur Haltung von Spannungsänderungen an den Transistoren (Q^QpjQ·^) im zulässigen Bereich.• Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die zweiten Schutzeinrichtungen (C1 "bis C,, Ct) im zulässigen Bereich gehaltenen Spannungswerte untereinander ungleich sind. ,• Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schutzeinrichtungen (R1 bis Rg) Kopplungswiderstände ^2» ^3) tunfaßen, die die Zwischenspannungen (Va,^) des Spannungsteiler» auf die Basiselektroden der Schalttransistoren (Q2, Qj) kopptln, und daß die zweiten Schutzeinrichtungen (C2,C5) den008821/0714 - C0PY(R2,R-) piirnllclee-nchnltrte 7ί·τ~ lcondennntoren Bind*-ί. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3» dedurch gekennzeichnet, daß ferner ein TerEOncrungelrondennntor (C1) dean unmittelbar an Berüge· •punkt (Erd*) der eu ochiiltniden Spannting (Tee) lieg&nden Viderettuid (K1) flee S^nnrrunreteller· p*ra3l<?l£efTChalt«1; lot.I M5« Schaltungsanordnung nach Anrrpruch 3r Jedureh gekenueeiehnet, daß das Tertiiltnie I « F^üT" der lei**'«*»**='*·11 der ·ρ·*·β tmd der fvcittn Selnitteinrichttm^a (R1JK2,E^,C1 ,C2,C,) unfi der Xaetviderett-sde (R^,C^) eine Irantant* kleitier oder gleich eine» rorbeetissBten Vert let, dtr rar Beibehaltung der OrCSt der Bpannungetnderungen «■ AuBfrangttraziPiBtoT (Q-) innerhalb dessen euläBnigeo Bereich für die loll^ktor-Baaieepeinirttng vnd lollettor-Eedttererforderlich i»t·6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, daduroh gekennzeichnet, dai die den ppennuncsteiler bildenden Iflderetände (R^ ,E2,^) untere ine der gleich Bind und daS radndeet ein Eopplvngtrvi&ar stand (R-) eiren Viii erstand des Spanatmgateilera bildet.7· Schaltun£βanOrdnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner zwischen Basis und Sadtter der Schalttransiatoren (Q2,Q-) Viderstände (R1^,Rg) «ur Terringerung des jeweiligen Basis-Batitter- -n Torgeeehen sind·- 16 -009821/0734 ' 'BADORiGiNAL8. Schaltungsanordnung nach Inspruch 3$ dadurch gekennzeichnet, daß ferner tin mit der Basis des Steuertransistors (Q1) verbundener Steuereingang (13) zur Zuführung der den Steuertransistor (Q1) entsperrenden Schaltsignale sowie eine mit der Baäs des Steuertransistore (Q1) verbundene Sperrspannungsquelle (-Yb"b) Torgesehen ist.009821/0734
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1588640A1 true DE1588640A1 (de) | 1970-05-21 |
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Country Status (3)
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---|---|
US (1) | US3496385A (de) |
DE (1) | DE1588640A1 (de) |
GB (1) | GB1181718A (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7208695A (de) * | 1971-08-27 | 1973-03-01 | ||
US3800166A (en) * | 1972-07-03 | 1974-03-26 | Motorola Inc | High voltage solid state switching techniques |
US4367421A (en) * | 1980-04-21 | 1983-01-04 | Reliance Electric Company | Biasing methods and circuits for series connected transistor switches |
DE3532758A1 (de) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | Graesslin Feinwerktech | Schaltungsanordnung zur stromversorgung fuer elektrische und elektronische steuer- oder regelgeraete |
US5510745A (en) * | 1987-07-29 | 1996-04-23 | Fujitsu Limited | High-speed electronic circuit having a cascode configuration |
WO1989001262A2 (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-09 | Fujitsu Limited | High-speed electronic circuit having a cascode configuration |
US4929855A (en) * | 1988-12-09 | 1990-05-29 | Grumman Corporation | High frequency switching device |
TW200306062A (en) * | 2002-03-11 | 2003-11-01 | California Inst Of Techn | Multi-cascode transistors |
US20040228056A1 (en) * | 2003-05-15 | 2004-11-18 | Vice Michael W. | Switching circuit with equity voltage division |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1020673B (de) * | 1955-10-06 | 1957-12-12 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur gemeinsamen Steuerung mehrerer in Reihe liegender Halbleiterschalter |
US3056043A (en) * | 1958-08-05 | 1962-09-25 | Allis Chalmers Mfg Co | Gate having voltage divider shunting series emitter-collector paths and individual base-bias level setting means equalizing transistor leakage currents |
US3007061A (en) * | 1959-05-08 | 1961-10-31 | Ibm | Transistor switching circuit |
US2997606A (en) * | 1959-11-27 | 1961-08-22 | Westinghouse Electric Corp | High speed switching circuit |
US3268776A (en) * | 1962-11-21 | 1966-08-23 | Western Electric Co | Driver for pulsing inductive loads |
US3244910A (en) * | 1963-04-18 | 1966-04-05 | Bendix Corp | Electric switching circuit |
-
1966
- 1966-02-28 US US530479A patent/US3496385A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-02-22 GB GB8587/67A patent/GB1181718A/en not_active Expired
- 1967-02-28 DE DE19671588640 patent/DE1588640A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3496385A (en) | 1970-02-17 |
GB1181718A (en) | 1970-02-18 |
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