DE1802406A1 - Schaltungsanordnung zum Schliessen und OEffnen einer Verbindung mittels Vier- oder Mehrschicht-Halbleiterbauelementen - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Schliessen und OEffnen einer Verbindung mittels Vier- oder Mehrschicht-Halbleiterbauelementen

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DE1802406A1
DE1802406A1 DE19681802406 DE1802406A DE1802406A1 DE 1802406 A1 DE1802406 A1 DE 1802406A1 DE 19681802406 DE19681802406 DE 19681802406 DE 1802406 A DE1802406 A DE 1802406A DE 1802406 A1 DE1802406 A1 DE 1802406A1
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Rall Dipl-Ing Bernhard
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
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    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
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    • H03K17/72Electronic 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 having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region

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Description

  • "Schaltungsanordnung zum Schließen und Öffnen einer Verbindung mittels Vier- oder Mehrschicht-Halbleiterbauelementen" Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schließen und Offnen einer Verbindung mittels Vier- oder Mehrschicht-Halbleiterbauelementen, die durch Ansteuersignale entsprechend deren Polarität in den leitenden oder gesperrten Zustand versetzt werden.
  • Die Funktion einer solchen Schaltungsanordnung ist diejenige eines elektrischen Schalters. Der Kürze halber wird im folgenden nur noch die Bezeichnung "Schalter" im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendet.
  • Elektrische Schalter mechanischer Bauweise waren in der Gestalt von Relais, Wählern usw. die klassischen Elemente der Fernmeldetechnik. Erst in neuerer Zeit wurde damit begonnen, sie durch Elemente einer neuen Technologie wie Transistoren, Dioden, Magnetkernspeicher und ähnliches zu ersetzen. In allen Fällen, in denen etwa ein Relais reine Steuerfunktionen ausführt, war sein Ersatz durch Halbleiterbauelemente einfach, Für die Durchschaltung von Sprach-, Ruf- und Gleich.Stromsignalen in der Vermittlungstechnik hat sich aber der mechanische Schalter bisher gegenüber dem elektronischen Schalter behaupten können. Die Gründe dafür sind, von der Frage der Wirtschaftlichkeit einmal abgesehen, folgende technische Vorzüge des mechanischen Schalters gewesen: Spannungsfestigkeit, Durchschalteverhältnis ( Verhältnis des Durchschaltwiderstandes um Sperr widerstand ) und Isolation von Steuerkreis und Arbeitsstromkreis sind beim mechanischen Schalter günstiger.
  • Ferner bietet sich die Möglichkeit, ein bistabiles Verhalten des Schalters mit verhältnismäßig einfachen Mitteln zu erzielen, beispielsweise mit Hilfe von Dauernagneten, bei deren Verwendung ein Energieverbrauch nur während des Umschaltens auftritt.
  • In diesem Zusammenhang ist der Schutzrohrkontakt besonders erwähnenswert. Speziell genannt sei die als "Ferreed" in "Bell System, Technical Journal" 39, 1960 Heft 1, Seite 1-30 bezeichnete Kombination von Schutzrohrkontakten, Dauermagneten und Spulen. Das Ferreed wird durch Koinzidenz zweier Stromimpulse dauernd einige schaltet, bei Anliegen eines einzelnen Stromimpulses jedoch abgeschaltet Die Impulse werden dabei einmal über Zeilenleitungen und einmal über Spaltenleitungen übertragen, so daß sich ein Koppelfeld ergibt9 in dessen Kreuzungspunkten die Ferreeds eingebaut werden0 Obgleich der Schutzrohrkontakt häufig für ein sehr zukunftträchtiges Durchschalteelement gehalten wird, weist er doch einige Nachteile auf, die zur Suche nach anderen Lösungen ermuntern. Diese Nachteile sind im wesentlichen die folgenden. Die Kontaktkraft liegt mit weniger als 10 bis 20 p niedriger als bei Relais, Die Kontaktoberfläche kann aus magnetischen Gründen nur mit einer sehr dünnen Edelmetallschicht versehen werden1 Dieses und Unreinheiten der Schutzgasatmosphäret'die bei den gebräuchlichen Fertigungsverfahren unvermeidlich sind, haben zur Folge, daß der Schutzrohrkontakt bei Balastung mit hohen Strömen, etwa in der Größenordnung von 100 mA, besonders bei der Abschaltung induktiver Kreise mit der Zeit Veränderungen der Kontaktoberfläche erleidet, die zum berüchtigten Verhaken des Kontaktes führen, Die Folge sind dann Doppelverbindungen. Die räumliche Größe des Schutzrohrkontaktes kann in manchen Fällen ebenfalls von Nachteil sein.
  • zur Durchschaltung der Sprechwege einer Vermittlungseinrichtung sind mehrere Arten von elektronischen Schaltern bekannt geworden. Diese können Dioden, Flächentransistoren, Feldeffekttransistoren, Vi er schichtdioden, Vierschichttrioden oder Vierschichttetroden sein. Gemeinsam ist ihnen allen eine geringe Spannungsfestigkeit, die eine Abtrennung der geschalteten Stromkreise von den höher liegenden Betriebs- und Störspannungen führenden Anschlußleitungen erforderlich macht, etwa durch Verwendung von Übertragern. Es fehlt also die Anpassung, an die vorhandene Vermittlungstechntk, so daß der baldige Einsatz dieser elektronischen Schalter von vornherein unwahrscheinlich war.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Schalter anzugeben, der die aufgeführten Nachteile vermeidet und sich insbesondere durch einen serin gen Energieverbrauch auszeichnet.
  • Die Erfindung besteht darin, daß die Ansteuersignale für einen an sich bekannten Vierschichtschalter die Form wenigstens einer Impulsreihe aufweisen und daß als Koppelglieder zur Ankopplung der Impulsreihe an den Schalter Ubertrager vorgesehen sind, deren Kerne jeweils dauermagnetische Teile hoher Koerzitivkraft und t;erromagnetische Teile geringer Koerzitivkraft derart aufweisen, daß durch Steuerung des magnetischen Flusses in den Kernen mittels zusätzlicher auf die Kerne aufgebrachter Steuerwicklungen die Übertragungseigenschaften der Übertrager wahlweise zwei Extremlagen einnehmen, die zur Beeinflussung der angekoppelten Impulsreihe hinsichtlich ihrer Steuerwirkung ausgenutzt werden.
  • Die Beschreibung wird anhand der Abbildungen näher erläutert, Ein günstiges Halbleiterbauelement zum Durchschalten größerer Ströme bei hoher Spannungsfestigkeit ist dank der Fortschritte der Halbleitertechnologie in der Form eines gesteuerten Gleichrichters verfügbar, wie er schematisch in Figur 1 dargestellt ist. Die Figur 1 zeigt die Kennlinie eines solchen Gleichrichters, wobei zu bemerken ist, daß dann, wenn eine Spannung an 1 angelegt wird, die gegenüber der Klemme 3 negativ ist, der Gleichrichter durch'einen positiven Impuls in der Größenordnung von 1 V gegen 1, der der Steuerelektrode 2 zugeführt wird, "gezündet " und durch einen negativen Impuls an die Steuerelektrode 2 gelöscht wird. Die folgenden Betrachtungen gehen von einem Bauelement dieses Verhaltens aus.
  • Figur 2 zeigt die Zusammenschaltung zweier komplementärer Schaltelemente der genannten Art. Die resultierende Kennlinie ist daneben dargestellt. Im gezündeten Zustand verhält sich der Schalter nach Fig. 2 etwa wie ein Paar antiparallelgeschalteter Dioden, im gelöschten Zustand wie zwei gegeneinander in Serie geschaltete Dioden Wenn nicht komplementäre Schaltelemente verwendet werden sollen, müssen die Ansteuerpfade potentialmäßig getrennt werden.
  • Da es nicht im Rahmen der Erfindung liegt, besonders günstige Halbleiter-Schaltelemente anzugeben, kann außer Betracht bleiben, ob neben den beschriebenen Vierschaltelementen andere geeignete Bauteile Verwendung finden.
  • Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Schalters gilt somit grundsätzlich für alle Halbleiteranordnungen, die oberhalb eines bestimmten absoluten Wertes des geschalteten Stromes (Haltestrom) ein bistabiles Verhalten zeigen, d.h. ohne dauernde Einwirkung einer Zünd- oder Löschspannung auf die entsprechenden Elektroden ihren Strom führenden oder gesperrten Zustand beibehalten, wenn sie ihn einmal angenommen haben.
  • Figur 3a und b zeigt die Polarität der an die Steuerelektroden 2 der Schaltelemente anzulegenden Steuerspannung, um ein Zünden ( d.h. Stromdurchgang ) oder Löschen ( d.h. kein Stromfluß ) zu bewirken.
  • Obwohl, wie vorausgesetzt, die verwendeten Schaltelemente ein bistabiles Verhalten zeigen, ist es möglich, daß durch kurze Störimpulse oder durch übergroße Fresdspannungen ( beispielsweise bei Erdschlüssen benachbarter Starkstromleitungen ) die Schaltelemente fälschlich gelöscht werden, wenn der Haltestrom für länger als etwa 10,u sek. unterschritten wird. Entsprechend ist eine fälschliche Zündung durch von außen einwirkende Störimpulse oder durch schnelle Spannungsänderungen im Signalweg möglich. Auch bei der in der Vermittlungstechnik in manchen Fällen notwendigen Messung des Isolationswiderstandes von Kabeln treten Arbeitsströme bis herab zu 5Q ZuA auf, die den Haltestrom unterschreiten.
  • Urn Störungen, die auf solchen Fehlreaktionen beruhen, auszuschließen, ist es erforderiteh, den Schaltzustand der Schaltelemente immer wieder zu prüfen und gegebenenfalls zu korrigieren.
  • brfindungsgemäß werden hierzu Impulsreihen verwendet, Eine solche Impulsreihe muß nicht notwendigerweise periodisch sein, sondern kann von äußeren und inneren Parametern des Systems abhängen, so daß der Störabstand im Signalweg innerhalb der zulässigen Grenzen gehalten werden kann. Im besonderen Falle der Isolationsmessung wird eine hohe Impulsfrequenz nötig sein.
  • Figur 4 zeigt eine Schaltung, bei der eine einzige bipolare Impulsreihe die gewünschten Wirkungen erzielt, indem durch vorgeschaltete Dioden die j jeweils benötigten Impulse für jedes bchaltelement ausgewählt werden und zwar in Figur 4a zur Cberprüfung auf den Zustand " Schalter geschlossen " in Figur 4b für die überprüfung auf den Zustand " Schalter geöffnet ".
  • Figur 5 zeigt eine einfache Realisierung der beiden Funktionen von Figur 4a und b, die durch einen Hilfsschalter S geXennzeichnet ist, der den jeweils richtigen Diodenpfad auswählt, Dieser Hilfsschalter S bestimmt also den Zustand des gesamten Schalters. Für den Fall der Isolationsmessung wäre kurzfristig eine Steuergleichspannung in Durchlaßrichtung erforderlich. Duroh Ladungsspeicherung im Vierschichtschalter genügt eine hohe Impulsfrequenz von z.B. 50 KHz. Die in Bild 5 angedeuteten äuBeren Kapazitäten können bei Bedarf als Impulsverlängerer wirken.Figur6 zeigt eine anders geartete Auswahl des Pfades für die Ansteuerimpulse, bei der durch die Verwendung von Transistorverstärkern die Realieierung des Hilfsschalters S weniger strengen Anforderungen an Stromergiebigkeit und Schaltverhältnis gehorchen darf.
  • Das zweite Merkmal der Erfindung betrifft die Ausbildung dieses Hilfsschalters S.
  • Eine galvanische Trennung von Sprechweg und Steuerkreis ist bei allen elektromechanischen Relais von vornherein gegeben und grundsätzlich zur Erzielung von geringster Durchlaßdänpfung, größter Symmetrie und Langsspannungsunempfindlichkeit äußerst wünschenswert, Bei herkömmlichen elektronischen Schaltern ist die Durchführung einer solchen Trennung nicht einfach, Die erfindungsgemäße Verwendung von Impulsreihen ermöglicht die Anwendung von übertragern, die eine Potentialtrennung in bekannter Weise verwirklichen. Figur 7 zeigt eine an sich geeignete S¢haltungsanordnung (Impulsreihe a dient zum Schließen, Impulsreihe 4 zum Öffnen des Schalters). Ein Schalterverhalten ist mit dieser Anordnung nicht verwirklicht.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die verwendeten Übertrager möglichst geringe Verluste haben, um den Leistungsverbrauch bei großen Koppelfeldern in vernünftigen Grenzen zu halten. Dies ist besonders bei Vorfeldeinrichtungen der Vermittlungstechnik erforderlich, die keine eigene Stromversorgung haben dürfen. Wenngleich der erfindungsgemäße elektronische Schalter grundsätzlich für Schaltaufgaben der verschiedensten Art eingesetzt werden kann, so ist doch sein Hauptanwendungdgebiet die Wahlvermittlungstechnik.
  • Eine für Fernsprechvermittlungen übliche Anordnung für Schalter zum Durchschalten von Sprach- und Steuersignalen ist das matrixförmige Koppelfeld wie es in Figur 8 in einpoliger Darstellung gezeigt ist. Hierzu ist zu sagen, daß in Fernmeldeanlagen stets die erdsymmetrischen Sprechadern a + b sowie häufig eraunsymmetrlsche Steueradern c + d vorgesehen sind. Hierfür erforderliche mehrpolige Schalter lassen sich durch zusätzliche Wicklungen auf den Obertragerkernen realisieren. Figur 9 zeigt -einen dreipolig ausgeführten Koppelpunkt innerhalb der Matrix, für den sinngemäß die Betrachtungen gelten, die im folgenden fur die -einpolige Ausführung aus Gründen der größeren Ubersichtlichkeit angestellt werden.
  • Für die einwandfreie Funktion eines Koppelfeldes ist es wichtig, daß in jeder Spalte und in jeder Zeile jeweils nur ein Schalter geschlossen' werden darf, wenn keine Doppelverbindungen auftreten sollen. Die jeweilige Zeile und Spalte ist dann belegt. Beim Aufbau einer neuen Verbindung muß sichergestellt werden, daß zunächst alle in dieser Zeile bzw Spalte vorhandenen Schalter geöffnet werden. Dieser-Arbeitsgang ist wegen der Größe der Koppelfelder sehr lästig und muß bei zentral gesteuerten Systemen zum Auslösen der Verbindung noch einmal die ganze zentrale Steuerung bemühen. Schon bei den bekannten Anordnungen wird daher angestrebt, die Schalter in der Weise anzusteuern, daß beim Markieren eines- Koppelpunktes alle übrigen auf der gleichen Zeile bzw. Spalte liegenden Koppelpunkte ausgelöst werden, d.h. stromlos gemacht werden.
  • Die@Lösung dieser Aufgabe liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung.
  • Im folgenden wird auf die erfindungsgemäße Ansteuerung der Halbleiterschaltelemente näher eingegangen, die den genannten Forderungen genügt. Figur 10 zeigt einen bbertragerkern, der aus einem äußeren dauermagnetischen Joch J und einem weichmagnetischen Ringkern R aufgebaut ist. Die Herstellung eines solchen Gebildes kann in einfacher Weise z.B. durch Einkleben des Ringkernes in eine entsprechend vorbereitete Lücke des mittleren Jochschenkels erfolgen. Die Polung des Joches J kann nun Konfigurationen entsprechend Figur 10a + b annehmen.
  • Die Pfeile deuten den daraus resultierenden magnetischen Fluß an. Die dritte Möglichkeit, nämlich daß der linke Teil des Joches entgegengesetzt der in Figur 10s ausgestellten Folungsrichtung magnetisiert ist, ist äquivalenz zu der Konfiguration nach Figur 10b, so d dieser Fall nicht gesondert dargestellt zu werden braucht.
  • Aus dem eingezeichneten magnetischen Fluß ergibt sich, daß nach Figur 10a der weichmagnetische Ringkern unesättigt, nach Figur 10b jedoch gesättigt ist, Der Sättigungszustand mu@ durch eine entsprechende Wahl des dauermagnetischen Materials bewirkt werden.
  • Wegen der gekrümmten Hysteresisschleife des weichmagnetischen Materials ergibt sich eine Abhängigkeit der relativen Permeabilität des Ringkernes von dem Sättigungszustand. Für die relative Permeabilität /ur gilt nämlich wobei die Induktion, die magnetische Feldstärke ist. Aus dieser Veränderung der relativen Permeabilität ergibt sich eine Variation der bbertragungseigenschaften des Fbertrager, dessen Wicklunten der weichmagnetiscHe Ringkern R trägt. Ist nämlich /ur infolge des nichtgesättigten Zustandes des Ringkernes hoch, so besteht eine gute Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung, d.h. der übertrager arbetet Ist /Ur infolge der Sättigung des Ringkernes dagegen klein, so ist der Nebenschluß des Primärstromes durch die Querinduktivität so groß, daß der übertrager praktisch nicht arbeitet In der Praxis läßt sich die Querinduktivität des Übertragers um zwei Größenordnungen verändern.
  • Werden nun auf die außerhalb des Ringkernes liegenden Schenkel des Joches J Wicklungen aufgebracht und von Strömen durchflossen, die die Polung innerhalb der Jochschenkel umkehren, so läßt sich in Abhängigkeit von der Magnetisierungsrichtung in den Jochschenkein, wie sie in Figur 10c schematisch dargestellt ist, die Übertratung "einschalten" oder "ausschalten", d.h. praktisch, wenn die Impulsreihe, die die Halbleiterschaltelemente schaltet oder überprüft, über Übertrager der geschilderten Art den Halbleiterschaltelementen zugeführt wird, so läßt sich aus zwei übertragern der Hilfsschalter S nachbilden, Die Forderungen an diesen Hilfsschalter S werden durch die beschrieb-ne Anordnung erfüllt.
  • Für die Dimensionierung der Wicklungen auf den Jochschenkeln gilt wie üblich: # = 1 . w, venn 0 die Durchflutung, i der Strom und w die Windungszahl ist.
  • Der Jochquerschnitt ist so zu bemessen, daß mit einer Erregung -l bereits eine Unmagnetisierung und vollständige Sättigung des Magnetflusses eintritt, um das Gebilde gegen ungleiche Erregung unempfindlich zu machen sofern diese nur oberhalb eines festgelegten Mindestwertes liegen. In diesem Fall ist nur die Richtung der Durchflutung entscheidend.
  • Für die Wicklung des Ringkernes ist es günstig, alle Übertragungswicklungen aufzuteilen und je zur Hälfte auf die den freien Jochschenkeln zugewandten Ringkerne Teile zu verteilen, um Rückwirkungen auf den magnetischen Steuerkreis zu vermeiden. Figur 11 zeigt nun einem vollständigen erfindungsgemäßen Schalter,für einen zweipolig ausgeführten Koppelpunkt. Der Figur 11 ist zu entnehmen, daß zwei iie beschrieben ausgeführte Ringkernübertrager erforderlich sind, wobei der eine dem Spalten-, der anderendem Zeilenkriterium (x bzw.-y) zugeordnet ist. Die freien Jochschenkel sind mit den Bezugszeichen 1 -4 versehen, die als Ubertragerkern dienenden Teile des Ringkernes mit den Bezugszeichen 5 - 8, Die Erregung der Jochschenkel 1 - 4 erfolgt über Wicklungen, die auf die Joche aufgeteilt sind und einerseits bei allen Koppelpunkten einer Zeile, andererseits bei allen Koppelpunkten einer Spalte in Reihe geschaltet sind. Figur 12 zeigt dies schematisch für eine Koppelfe ldmatrix.
  • Die x-bzw. y-Kriterien liegen beispielsweise in der Form von Rechteckimpulsen an. Die die Halbleiterschaltelemente schaltenden bzw prüfenden Impulse werden als bipolare Impulsreihe den Klemmen E zugeführt. Die Ealbleiterschaltelemente schalten jeweils eine Linie a und b. Zur Verdeutlichung ist noch angegeben, welcher Schaltungszweig ein "Zunden" oder "Löschen" der jeweiligen Schaltelemente bewirkt. (Z bzw. L).
  • Zur weiteren Verdeutlichung der Funktion ist in Figur 13 noch einmal ein Schaltschema angegeben. Die dauermagnetischen Jochschenkel sind wieder mit 1 - 4 bezeichnet.
  • Die Pfeile deuten sowohl Größe als auch Richtung der Erregung an. Der schraffierte Kreis bedeutet, daß im Ringkern ein magnetischer Fluß # vorliegt, dessen Größe dem Remanenzfluß #rem entspricht, dessen Richtun jedoch gleichgültig ist. Die Wirkung der Kriterien fitr die x- und die y-Leitung ist untereinander dargestellt. In der untersten Zeile ist schließlich die Überlagerung der beiden Kriterien dargestellt. Die den Pfeilen zugeordneten Zahlenwerte deuten Größe und Richtung der jeweiligen Erregung an.
  • Der Ablauf, der sich dabei ergibt, ist der folgcnde.
  • DiE Ausgangswicklung des linken Übertragers ist an den Löscheingang L der Schaltelemente angeschlossen. So bereitet ein einzelner Stromstoß der x- oder y-Leitungen ds Sperren des Schalters vor. Nur wenn Ströme in den x- y-Wicklungen gleichzeitig fließen und insbesondere @l ichzeitig enden, stellt sich ein magnetischer Zustand ein, der aus der Summo der Erregung resultiert. In diesem Fall ist der linke Ringkern gesättigt, der rechte unmagnetisiert, so daß die über den rechten Übertrager in den Zündeingang Z der Schaltelemente fließenden Zündimpulse diese ein- bzw. wieder einschalten können, Wird ein derart betriebener Koppelpunkt zu einem späteren Zeitpunkt von einem Strom in der x- oder y-Richtung allein durchflossen, so werden durch die genügend großen Erregungen die entsprechenden neuen Magnetflüsse unabhängig von dem bisherigen Zustand aufgeprägt.
  • Hinsichtlich der erforderlichen gemeinsamen Wicklungen der Jochschenkel 2 und 3 gemäß Figur 11 ist es günstig, die Anordnung der Erregungen derart auszuwählen, daß sich für die Joche 2 und 3 gleichgerichtete und gleich große Erregungen ergeben. Eine Treiberwicklung, deren Enden E die bipolare Impulsreihe zugeführt wird, ist mit beiden Rinrncn verkettet. Wenn die beiden Magnetkernanordnungen die Wicklungen fiir die Leitungen L und Z sowie x und y auf Joch 1 und 4 einzeln erhalten haben, können sie wie die Seiten eines Buches um die Grenzlinie der Jochechenkel 2 und 3 zusammengeklappt werden und die Treiberwicklung erhalten. Die Jochschenkel 2 und 3 werd:n ebenfalls gemeinsam gewickelt. Bei der Bestimmung des Wicklungssinnes für die zu den Leitungen L und Z zugehörigen Wicklungen ist darauf zu achten, daß die Zünd- oder Löschimpulse stets gleichphasig auf die Schaltelemente an den Leitungen a und b gelangen, damit sie im Signalkreis als nichthörbare Gleichtaktspannungen auftreten.
  • Eine Möglichkeit, die zwei Ringkernübertrager pro Koppelpunkt einzusparen, bietet sich in der Verwendung von sogenannten Feldplatten. Feldp@@tten sind durch ein Magnetfeld veränderbare Widerstände, die anstelle der Ringkerne in die dauermagnetischen Joche eingesetzt und durch den sich ergebenden magnetischen Gleichfluß in ihrem Widerstandswert um den Faktor 2 - 3 variiert werden. Figur 14 zeigt eine sich ergebende Schaltung mit den Feldplatten F1 und F2, wobei die übrige Bewxcklung entsprechend Figur 11 ausgeführt ist und in Figur 14 nicht gezeigt wird. Ein für alle Koppelpunkte gemeinsamer Übertrager t" weist für jede Spalte in der Koppelmatrix eine Sekundarwicklung auf ( z.B. in Form eines gestanzten offenen Ringes, der auf dem rund ausgeführten Übertrangerkern geschoben werden kann). Die an dieser Wicklung induzierte alternierende Impulsspannung, die durch die an den Klemmen E eingespeiste Impulsreihe bewirkt, gelangt über Spannungsteile F1, R1 und F2, R2 an die Baisanschlüsse der Transistoren, die gemäß der Figur, die zum Ziinden oder LöschenATierschichtschaltelemente bestimmten Impulspolaritäten durchlassen oder sperren. Die Spannungsteiler sind derart bemessen, daß bei der durch das Magnetfeld bewirkten Widerstandsveränderung der Feldplatten die Spannungen an den Basisa1lschlüssen ein Durchschalten der Transistoren jeweils sicher ermöglichen oder verhindern.
  • Bei einer Verwendung von Feldplatten ergibt sich als Vorteil eine Einsparung an Übertragerwicklungen.
  • Abschließend sei auf eine Möglichkeit verwiesen, bei der Verwendung symmetrischer Halbleiterschaltelemente durch eine kapazitive Neutralisierung das Nebensprechen zu verringern. Gerade das Nebensprechen war bisher ein wesentlicher Einwand gegen die Verwendung elektronischer Schalter in der Vermittlungstechnik. Figur 15 zeigt die Anordnung der Neutralisierungskapazitäten cn1 und cn2 gegenüber den Schalterkapazitäten cs1 und cs2, die jedem einzelnen Vierschichtschaltelement zugeordnet sind. Die Neutralisierung ist erreicht für ( cs1 + cn1 ) - ( cs2 + cn2

Claims (9)

  1. Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zum Schließen und Öffnen eier Verbindung mittels Vier- oder Mehrschicht-Halbleiterbauelementen, die durch Ansteuersignale entsprechend deren Polarität in den leitenden oder gesperrte Zustand versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuersignale die Form wenigstens einer Impulsreihe aufweisen und daß als Koppelglieder zur Ankopplung der Impulsreihe an den Schalter Übertrager vorgesehen sind, deren Kerne jeweils dauermagnetische Teile hoher Koerzitivkraft und ferromagnetische Teile geringer Koerzitivkraft derart aufweisen, daß durch Streuerung der magnetischen Flusse in den Kernen mittels zusätzlicher auf die Kerre aufgebrachter Streuerwicklungen die Übertragungseigenschaften der Übertrager wahlweise zwei Extremlagen einnehmen, die zur Beeinflussung der angekoppelten Impulsreihe hinsichtlich ihrer Steuerwirkung ausgenutzt werden.
  2. 2. Schaltungsanordnung mit Vier- oder Mehrschicht-Halbleiterbauelementen, die durch Ansteuersignale entsprechend deren Polarität in den leitenden oder gesperrten Zustand versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuersignale die Form wenigstens einer Impulsreihe aufweisen und daß als Koppelglieder zur Ankopplung der Impulsreihe an den Schalter Winderstände vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von einem äußeren MagnetSeld ihren Widerstandswert derart ändern, daß durch.Steuerung des äußeren Magnetfeldes die Widerstünde in ihrem Widerstandswert wahlweise zwei Extremlagen einnehmen, die zur Beeinflussung der angekoppelten Impuls reihe hinsichtlich ihrer Steuerwirkung ausgenutzt werden.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuersignale die Form .einer'bipolaren Impulsreihe aufweisen.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsreihe durch Systemparameter in ihrer Folgefrequenz gesteuert ist.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiterbauelemente gesteuerte Gleichrichter vorgesehen sind.
  6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in einem matrixartigen Koppelfeld zum Zwecke der Fernsprechvermittlung.
  7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine derartige Beeinflussung der angekoppelten bipolaren .Impulsreihe, daß in Abhängigkeit von dem Anliegen mindestens einer Schaltgröße jeweils nur Impulse einer Polarität an die Halbleiterbauelemente angelegt werden
  8. 8, Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne daß zwei Ubertrager für jeden Schalter derart vorgesehen sind, daß bei Anliegen der Schaltgröße auf je einer Zeilen- und Spaltenleitung des Eoppelfeldes der den Er. euzungspunkt dieser Leitungen bildende Schalter geschlossen wird, wahrend alle Schalter, denen nur auf der Zeilen- oder Spaltenleitung die Schaltgröße zugeführt wird, geöffnet werden.
  9. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die e Ubertrager oder Widerstände und die Halbleiterbauelemente Transistorverstärker eingeschaltet sind.
    1Q, Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Kapazitäten derart vorgesehen sind, daß bei Anliegen einer hochfrequenten Impulsreihe die Schaltelemente auch bei Unterschreiten des Haltestroms in geöffnetem Zustand gehalten werden.
    L e e r s e i t e
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2558178A1 (de) * 1974-12-27 1976-07-01 Hitachi Ltd Halbleiter-sprechweg-schalter

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DE2558178A1 (de) * 1974-12-27 1976-07-01 Hitachi Ltd Halbleiter-sprechweg-schalter

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