DE1903625C3

DE1903625C3 - Widerstandsanordnung zur Umsetzung elektrischer Eingangssignale in jeweils eine bestimmte Stelle innerhalb eines Koordinatenfeldes festlegende Ausgangssignale

Info

Publication number: DE1903625C3
Application number: DE1903625A
Authority: DE
Inventors: Barrie Portland Oreg. Gilbert (V.St.A.)
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1968-01-26
Filing date: 1969-01-24
Publication date: 1978-11-02
Also published as: NL6901296A; DE1903625B2; US3524998A; NL172278B; FR2000833A1; DE1903625A1; GB1264491A; NL172278C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Widerstandsanordnung zur Umsetzung elektrischer Eingangssignale in jeweils eine bestimmte Stelle innerhalb eines Koordinate tenfeldes festlegende Ausgangssignale, mit einem Widerstandselement, das sich zumindest in zwei Dimensionen erstreckt und das einen Widerstandsbereich aufweist, in welchem ein Eingangsanschluß für die

Zuführung eines elektrischen Eingangssignals und von diesem Eingangsanschluß sowie voneinander getrennte Ausgangsanschlüsse zur Abgabe elektrischer Ausgangssignale enthalten sind und in welchem die Anschlüsse in dem Widerstandselement in solcher Lage angeordnet sind, daß die auf die Zuführung eines elektrischen Eingangssignals auftretenden elektrischen Ausgangssignale für die Lage einer Stelle innerhalb des Widerstandsbereiches charakteristisch sind.

Es ist bereits ein Telautograph-System bekannt (US-PS 25 27 835), bei dem ein elektrisch leitender Zeichiinstift über eine Widerstandsfläche bewegt wird, wobei die sich dadurch an den an der Widerstandsfläche anliegenden Elektroden ergebenden Poteniialänderungen mittels einer Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden. Auf diese Weise wird auf dem Anzeigeschirm der Kathodenstrahlröhre eine von dem Stift verfolgte Linie wiedergegeben. Der betreffende Stift ist dabei mechanisch zu bewegen.

Es ist ferner bekannt (US-PS 31 19 028), eine Widerstandsanordnung in Verbindung mit Transistoren in einer Multivibratorschahung zu verwcsden. Die betreffende Widerstandsanordnung weist dabei lediglich einen an einer Speisespannungsquelle liegenden Eingangsanschluß und eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen auf, an denen die Vorspannungen bzw. Speisespannungen für die erwähnten Transistoren abnehmbar sind. Über eine Umsetzung elektrischer Eingangssignale in jeweils eine bestimmt Stelle innerhalb eines Koordinalenfeldes festlegende Ausgangssignale ist in diesem Zusammenhang jedoch nichts bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie mit elektrischen Mitteln eine Linie wiedergegeben werden kann, die der Verbindungslinie zwischen wenigstens zwei Stellen auf einer Widerstandsschicht entspricht, um dadurch beispielsweise fest vorgegebene Buchstaben darstellen zu können.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe, ausgehend όπ einer Widerstandsanordnung der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch, daß in dem Widerstandsbereich in Abstand voneinander wenigstens zwei Eingangsanschlüsse fest angeordnet sind und daß elektrische Steuereinrichtungen vorgesehen sind, mittels derer die Potentiale der diesen Eingangsanschlüssen zugeführten Eingangssignal kontinuierlich von festen Werten auf andere feste Werte derart zu ändern sind, daß an den Ausgangsanschlüsseii für eine Verbindungslinie zwischen den jeweils durch die Steuereinrichtung^/ angesteuerten Eingangsanschlüssen charakteristische Spannungen abnehmbar sind. Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise mit elektrischen Mitteln eine Linie wiedergegeben werden kann, die der Verbindungslinie zwischen wenigstens zwei Stellen auf der Widerstandsschicht der Widerstandsanordnung entspricht.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält das Widerstandselement eine Halbleitermaterialschicht, die zumindest ein Element einer Halbleiteranordnung ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen Steuerung des Widerstandselements.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dient die zuvor erwähnte Halbleitermaterialschicht als Kollektor einer Halbleiteranordnung, die Eingangsanschlüsse biidrt, und zwischen dem Kollektor und den Emitteranschlüssen sind Basiselemente enthalten. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die genannte Halbleitermaierialschicht auf relativ einfache Weise zur Bildung von Transistoranordnungen mit ausgenutzt werden kann.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält das Widerstandselement eine planare Kollektorelektrode und eine über der Kollektorelektrode angeordnete planare Basiselektrode; die Eingangsanschlüsse sind dabei mit der Basiselektrode

ίο verbunden, und die Ausgangsanschlüsse sind mit der Kollektorelektrode verbunden. Ferner sind an einer Stromquelle angeschlossene Emitterelektroden vorgesehen, die über der Basiselektrode angeordnet sind, und schließlich sind Steuereinrichtungen vorgesehen, die an die Eingangsanschlüsse solche elektrische Eingangssignale anlegen, daß ein verstärkter Stromfluß im Bereich einer ausgewählten Emitterelektrode auftritt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen und wirksamen Steuerung des Widerstandselements.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausf faltung der zuvor betrachteten zweckmäßigen Ausgcstitii-sng der Erfindung dient die betreffende Anordnung als Multiplikator, bei dem ein von zwei Ausgangsanschlüssen abgeleitetes Differenzausgangssignal proportional ist dem Produkt aus einem wenigstens einem Emiueranschluß zugeführten Steuerstrom und aus einem einem Basisanschluß zugeführten Eingangssignal, welches als komplementäres Signal einem weiteren Basisanschluß zugeführt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, da'3 auf besonders

so einfache Weise die betreffende Anordnung als Multiplikator zu verwenden ist.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Ausgangsanschlüsse mit dem Widerstandselement verbundene und

S5 koordinatenmäßig angeordnete Elektroden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders umfassenden Anwendungsmöglichkeit der Erfindung.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind gleichzeitig mehreren Eingangsanschlüssen Eingangssignaie zuführbar. Hierdu·. ch lassen sich in vorteilhafter Weise gleichzeitig für Verbindungslinien zwischen den jeweils angesteuerten Eingangsanschlüssen charakteristische Spannungen gewinnen.

4> Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Widerstandselement nahezu halbkreisförmig ausgebildet und mit zwei Eingangsanschlüssen an diametral gegenüberliegenden Stellen versehen, und außerdem sind die Ausgangsan-Schlüsse räumlich voneinander getrennt nahe einer Seite des Widerstandselements zwischen den beiden Eingangsafischlüssen vorgesehen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines konstruktiv besonders einfach aufgebauten Widerstandselements.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind drei Eingangsanschlüsse vorgesehen, von denen zwei zur Aufnahme komplementärer Eingangssignale dienen, während der dritte Eingangsanschluß auf einem Potential liegt, das, bezogen auf die Potentiale an den beiden erstgenannten Eingangsanschlüssen, ein entgegengesetztes Vorzeichen besitzt. Hierdurch ergibt sich der Vurteil, daß auf besonders einfache Weise symmetrischen Kurven entsprechende Signale gewonnen werden können.

Gemäß einer not.fi weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist an den Ausgangsanschlüssen eine Vielzahl von Transistoren angeschlossen, die durch einen von einer eemeinsamen Strommielle abeeeebe-

ncn Eingangsstrom gespeist sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen Gewinnung von Ausgangsspannungen von den einzelnen Ausgangsanschlüssen der Anordnung.

Von Vorteil bei der zulct/t betrachteten zweckmäl.ligen Ausgestaltung der F.rfindung ist es genial.) einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Transistoren in der I lalblciterschichl des Widerstandselements nahe dessen einer Kante in einer gimeinsamen integrierten Halbleiterschaltung gebildet sind und wenn örtliche Bereiche des Widcrstnndsclcmcnts als Steuerelemente für die Transistoren dienen. Hierdurch ergibt sich nämlich der Vorteil einei besonders betriebssicheren und raumsparenden Anordnung für die Bildung der betreffenden Transistoren.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Transistor mit einer Rückkopplungsanordnung versehen. Hierdurch ergibi sich der Vorteil. daU auf relativ einfache weise eine schallungsmäßigc Beeinflussung des jeweiligen Transistors hinsichtlich seines Alisgangswiderstandes erzielt ist.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind Steuereinrichtungen zur Abgabe von Strömen an die Eingangsanschlüsse ties Widcrstandselemcnts vorgesehen, wobei diese Steuereinrichtungen ein /weites Widerstandselenient mil Eingangsansclilüssen und Ausgangsanschlüssen enthalten, die an die Eingangsansehlüsse des erstgenannten Widerstandselemcnts angeschlossen sind, und ferner erfolgt die Auswahl von Eingangsanschlüssen des erstgenannten Widerstandselemenis durch Zuführung von F.ingangssignalen zu zwei Eingangsanschlüssen des zweiten Widcrstandselcments. Hierdurch ergibi sich der Vorteil, daß auf relativ einfache Weise Ausgangssignale abgegeben werden können, die charakteristisch sind für eine Vielzahl von Zeichen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispielcn näher erläuten.

E ig. I zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine erste Widerstandsanordnung zur Umsetzung elektrischer Signale;

F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Halblcitcrkörpers eines Widerstandselements:

E i g. 3 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Halblciterkörpers eines Widerstandselements:

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines dritten Halbleiterkörpers eines Widerstandselements·.

F i g. 5 zeigt einen'Schaltplan einer weiteren Ausführungsform eines Zeichengenerators gemäß der F.rfindung:

Fig.b zeigt eine Draufsicht auf ein Widerstandselement mit dem in F i g. 4 dargestellten Querschnitt:

F i g. 7 zeigt schematisch eine Zeichengenerator-Ausführungsform des in F i g. 1 dargestellten Typs:

Fig. 8 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Zeichengenerators des in Fig. 1 dargestellten Typs:

Fig. 9 zeigt einen Schaltplan eines Teils eines komplizierteren Zeichengeneratorsystems zur Auswahl eines Zeichens aus einer Vielzahl von Zeichen:

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Widerstandselernents mit einem teilweise ausgebildeten Halbleiterkörper:

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf einen zweiten Teil eines Widerstandselements mit einem teilweise ausgebildeten Halbleiterkörper:

Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf einen dritten Teil

eines Widcrstandselemcnts mit einem teilweise ausgebildeten Halbleiterkörper;

F i g. IJ zeigt eine Draufsicht auf einen vierten Teil eines Widersiandsclenicnts mit einem teilweise ausgebildeten Halbleiterkörper:

Fig. 14 zeigt einen vervollständigten Halbleiterkörper eines Widerstandselements;

Fig. 15 zeigt einen Schaltplan einer Stromsteuereinrichtung:

Fig. Ib veranschaulicht anhand einer Vielzahl von Kurven die Wirkungsweise der in F i g. 1 5 dargestellten Einrichtung:

Fig. 17 veranschaulicht in einem Diagramm eine weitere Kennlinie der in Fig. 15 dargestellten Einrichtung:

F ig. ¹H zeigt in einem Schaltbild eine weitere Ausfiihrungsform einer Stannioliereinrichtung;

Fig. 19 zeigt einen Schaltplan einer noch weiteren

Ausfuhr 'UMgMiH Ml CiMfI Sei uiiiSiC-iicrCiin icliiüng ,

I i g. 20 zeigt einen Schaltplan einer noch weiteren Stromsteuercinriehtiing unter Verwendung \on signal formenden Transistoren, die zur Aufnahme von Ausgangssignalen der Stromsteuereinrichtung dienen:

I ig. 21 zeigt in einem Schaltbild eine weitere Stromsteuereinrichtung unter Verwendung von Einrichtungen zur Abgabe zusätzlicher Aiisgangsspannungen:

E ig. 22 zeigt ein Schallbild einer weiteren Stromsteuerciii. lohtung unter Verwendung von integrierten T ran si stör- Einrichtungen:

E ig. 23 zeigt schematisch eine Variante eines Teils der in I i g. 22 dargestellten Einrichtung;

I i g. 24 veranschaulicht die Anschlußweise der in I i g. 2 3 dargestellten Einrichtung in einer Dekodiermatrix;

E ig. 23 zeigt eine Draufsicht auf eine noch weitere Ausführungsform einer als Analog-Multiplikator \crw endbaren Stromsteucreinrichtung gemäß der Erfindung:

Fig. 26 veranschaulicht in einem Diagramm die Arbeitsweise der in Fi g. 25 dargestellten Einrichtung:

F i g. 27 zeigt eine Draufsicht zweier Stromsteuercinrichtungen gemäß F i g. 25 zur Durchführung eines Vicr-Quadranten-Multiplikatorbetriebes:

F i g. 28 zeigt ein Schaltbild eines vollständigen Vier-Quadranten-Multiplikators gemäß der Erfindung:

F i g. 29 veranschaulicht in einem Diagramm die Arbeitsweise des in F i g. 28 dargestellten Multiplikator* mit einem ersten Satz von Eingangswerten;

Fig. 30 veranschaulicht in einem Diagramm die Arbeitsweise des in F i g. 28 dargestellten Multiplikator* mit einem zweiten Satz von zugeführten Eingangs.ver ten:

Fig. 31 veranschaulicht in einem Diagramm die Arbeitsweise des in F i g. 28 dargestellten Multiplikator« mit einem dritten Paar von zugeführten Eingangswerten:

F i g. 32 zeigt in einer Draufsicht eine noch weitere Steuereinrichtung;

F i g. 33 zeigt in einer Draufsicht einen Funktionsge ber bzw. -generator;

F i g. 34 zeigt schematisch einen weiteren Funktions generator:

F i g. 35 zeigt eine Draufsicht einer zur Verwendung als Speichereinrichtung geeigneten Stromsteuereinrich tung gemäß der Erfindung:

F i g. 36 zeigt eine Variante der Einrichtung gemäf. Fig.35:

F i g. 37 zeigt schematisch einen mit Hilfe einei

Stromsteuereinrichliing gemäß der Erfindung betriebe nen Zeichengenerator;

f i g. 38 zeigt S''hematisch einen zweiten Zeichengenerator gemäß der Erfindung, der ebenfalls mit Hilfe einer Slromsteucrcinrichtung gemäß der Erfindung betrieben ist:

F-" i g. '.9 veranschaulicht im einzelnen einen Teil des /eichenginerators gemäß I i g. 38:

F-" ig. 40 veranschaulicht in einem Diagramm eine Spannungsverteilung auf einem halbkreisförmigen Slromsteuer-Widerstandselemenl gemäß der Erlin dung:

I" ig. 41 zeigt eine zweite derartige Spannungsverteilung:

I ig. 42 zeigt eine dritte derartige Spannungsverteilung;

F-'ig. 4 3 zeigl eine vierte derartige Spannungsverteilung:

I i g. 44 veranschaulicht die .Spannungsverteilung bei einem dreieck formigen SI romsl euer· Widerst undselemein gemäß der Ei findung:

l'ig. 45 zeigt eine zweite Spannungsverteilung bei einem dreieckförmigen Stromsteller-Widerst a ndsclement gemäß der Erfindung.

Die Anordnung icmaß der [Erfindung kann entweder dazu benutzt werden, eine räumliche Veränderung in der Eingangswert Verbindung herzustellen, um eine elektrische Ausgangssignal-Ändcrung zu bewirken, oder dazu, eine Änderung in den Eingangswcrtcn für eine räumliche Auswahl eines Ausgangs heranzuziehen. Die Anordnung der erstgenannten Art wirkt als Zeichengenerator. Es sei jedoch bemerkt, daß durch diese Anordnung auch andere Funktionen ausgeführt werden können.

In Fig. 1 ist eine einen Zeichengenerator bzw. Zeichengeber darstellende Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Dieser Zeichengenerator enthält zweckmäßigerweise ein ebenes Widcrstandselcmcnt 10 mit vier Kantenelektroden 12, 14, 16 und 18. von denen jeweils benachbarte in rechtem Winkel angeordnet sind. Das Widerstandsclement erstreckt sich grundsätzlich in zwei Dimensionen; es besitzt notwendigerweise auch eine gewisse Dicke. Der spezifische Widerstand des Widerstandselemenis ist zweckmäßigerweise an allen Stellen des Widerstandselements gleichmäßig groß. Das Widerstandselement 10 kann in einer einfachen Form ein Blatt aus Widerstandspapicr oder ähnlichem Material enthalten, das mit den zuvor erwähnten Kantenelektroden verbunden ist. Vorzugsweise wird das Widerstandselement jedoch aus einer Halbleiterschicht gebildet, die den Vorteil der leichten Miniaturisierung und Verbindung mit integrierten Schaltungselementen unterstützt, wie dies weiter unten noch näher erläutert werden wird. Das Widerstandselement 10 ist rechteckförmig ausgebildet, und zwar vorzugsweise im wesentlichen quadratisch. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Ecken des Widerstandselements 10 zwischen den Elektroden in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise zu beseitigen.

Die beiden nachstehend auch als Vertikal-Elektroden bezeichneten Elektroden 12 und 14 sind über Operationsverstärker 20 und 22 in geeigneter Weise an Vertikal-Ablenkeinrichtungen bzw. an Ablenkplatten 24 und 26 einer X/V-Anzeigeeinrichtung angeschlossen. Als derartige Anzeigeeinrichtung dient hier eine Kathodenstrahlröhre 28. In entsprechender Weise sind die anderen beiden, nachstehend auch als Horizontal-Elektroden bezeichneten Elektroden 16 und 18 über

Operationsverstärker 30 und 32 an I lorizontal-Ablenk platten 34 und 36 der Kathodenstrahlröhre 2i angeschlossen. Die Operationsverstärker werden hiei als Siroin-Spannungs-Wandlcr verwendet.

Über eine Verbindungscinrichtung 38 wird an einer Punkt Pi eine erste Eingangsspannung - F.\ angelegt Der ('unkt P₁ besitzt in bezug auf die Elektroden 12,14 16 und 18 — und zwar innerhalb der durch diese Elektroden gegebenen Grenzen — die Koordinaten x, und y\ auf dem Widerstandselemeni 10. Zwischen dci die Spannung - l:\ abgebenden Spannungsquclle unc dem Punkt P\ ist ein Widerstand R\ geschaltet. Durch diesen Widerstand Ri fließt von dem Punkt l\ zu der die Spannung - /:i abgebenden .Spannungsquelle hin eil Strom Λ. An einem /weiten Punkt P₂ auf den Widerstandsclement 10 ist über eine Vcrbindungscin richtung 40 eine eine zweite Spannung - 1.₂ abgebende Spannungsquellc angeschlossen. Der Punkt Pj bcsit/i die Koordinaten v> und y₂. Zwischen dem Punkt Pi unc der die Spannung - l'₂ führenden Spannungsquelle isi ein Widerstand R₂ geschaltet. Mit Anlegen dei Spannung - l:₂ fließt durch den Widerstand R₂ eir Strom />. Es sei bemerkt, daß die Verstärker 20, 30 unc 22, 32 bestimmte und vorzugsweise niedrige Eingangs widerstände besitzen, über welche die jeweiliger Stromkreise für die Eingangsströme verlaufen.

Mit Anlegen der Eingangsspannung - L\ findet eini Aufteilung des Stromes /ι zwischen den Elektroden 12 14, 16 und 18 statt, und zwar entsprechend dci Koordinatenlage des Punktes P₁. Die Folge hiervon ist daß ein Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre 2f /u einem der Koordinatcnlagc des Punktes P entsprechenden Punkt 42 hin abgelenkt wird. Daraufhir wird die Spannung - F.\ allmählich verringert und die Spannung - Ii₁ allmählich erhöht, und zwar so lange, bii lediglich ein Strom den Widerstand R₂ von dem Punki P₂ auf dem Widcrstandselement 10 durchfließt. Zi diesem Zeitpunkt ist der Elektronenstrahl der Katho einstrahlröhre zu einem Punkt 44 hin abgelenkt, der dei Koordinatenposition P₂ entspricht. Mit allmählichen" Übergang eines Stromflusses vom Punkt P\ zum Punki P₂ schreibt der Elektronenstrahl der Kathodenstrahl röhre ein Liniensegment 46. dessen Endpunkte der Punkten P, und P₂ entsprechen. Bei diesem Vorgang wird eine allmähliche Änderung der Widerstandskopp lung durch allmähliche Änderung der Stromzufuhi zwischen den Punkten P₁ und P₂ erreicht. Dabei wire durch den Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre ein durchgehendes Liniensegment gezeichnet. Dei allmähliche Übergang der Ansteuerung von einerr Pu;:kt zu einem anderen Punkt erfolgt zweckmäßiger weise durch Verwendung einer Vorrichtung, die dreieckförmige Ausgangssignale abgibt.

Der Zeichengenerator kann erweitert werden unc eine Vielzahl von auF der Oberfläche eines einer gleichmäßigen spezifischen Widerstand besitzendei Widerstandselements 10 verteilten Punkten, wie di( Punkte P\ und P₂, erhalten, so daß der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre in geeigneter Weise der Font eines alphanumerischen Zeichens oder sonstigen Sym bols entsprechend auslenkbar ist. Ein Zeichengeneratoi dieses Typs ist in Fig. 7 dargestellt. Gemäß Fig. 7 is eine Schaltanordnung 48 vorgesehen, die nacheinandei auf eine dreieckförmige Abtast-Eingangsspannung 5( hin eine Vielzahl von Ausgangsströmen l\ bis /g abgibt Die Ausgangssignale besitzen zweckmäßigerweise eii dreieckförmiges Aussehen, wobei die Anordnung se getroffen ist, daß der Beginn jedes Signalstromes mi

dem Maximum des jeweils vorangehenden Signalsirnmes zusammenfällt und seinen Maximalwert erreicht, wenn der zuvor abgegebene .Signalstrom auf den Wert Null abgesunken ist. Die Summe der Ströme Λ bis /„ isl zweckmäßigerweise insgesamt konsiiant. Bei dem -, dargestellten Beispiel werden diese .Ströme den entsprechend bezeichneten Punkten auf dem Widerstandselement 10' zugeführt. Dadurch werden die betreffenden '\inkte nacheinander angesteuert, was zur Folge hat, daß Ablenkströme X₁, X₂ und Vi. V. zur m Darstellung der Ziffer 2 auf einer X/K-Abtasteinrichlung, wie einem Oszillographen, auftreten.

Das Widcrstandsclcmerit 10' gemäß Cig. 7 isl als ebenes Halbleiterelement dargestellt, das bei der in I'ig. 7 dargestellten Alisführungsform den Kollektor r. eines Halbleiter- Transisiorgcbildes darslelll. Die Strom/.iifiihrungspiinkte 52 fiir die Zuführung der Ströme /_t bis /„ bilden die (Emitterelektroden des betreffenden Transistors. Zwischen dem Kollektor und den !'!mitterclcktrodcn isl eine liasisschichl 54 vorgese- »o hen. Die Basisschicht 54 isl mil einem Eingangsanschluß 56 versehen; sie bewirkt eine Gesamtstcuerung der Eingangsstiöme. Das zuvor erwähnte Halbleitergebilde bringt nicht nur den Vorleil der Reproduzierbarkeit mil sich, sondern führt ferner zu einer Minialurisierung. .·"> indem Verfahrenstechniken beireffend integrierte Schaltungen angewendet werden können, demgemäß ein kleines Halbleilerplältchen als Einrichtung /iir Erzeugung eines oder mehrerer Zeicihen verwendet werden kann. m

F i g. 2 bis 4 veranschaulichen in .Schnittansichten den Aufbau verschiedener Halbleiter-WiderstandsclenienIe. Gemäß f i g. 2 enthalt eine Halbleiteranordnung einen p-leilcnden Träger 58, der eine n-lcilendc cpitaxiale Schicht 60 trägt. An beiden Enden der Anordnung ist π hier eine p-leitcnde Diffusions-Trennschieht 62 vorgesehen. Eine η-leitende Diffusions-Emittcrsehicht 64 stellt an bestimmten Stellen einen ohmsehen Kontakt zu der Schicht 60 her. Diese Stellen entsprechen den gewünschten .Stromzuführungspunkten auf der Wider- -in Standsschicht 60. Fig. 3 veranschaulicht eine Variante der gerade erläuterten Anordnung. Dabei sind p-leitende Diffusions-Basisschichten 66 zwischen der Diffusions-Emitterschicht 64 und der epitaxialen Schicht 60 vorgesehen. Eine Verbindung zu diesen p-leitenden 4"> Diffusions-Basisschichten kann zur Steuerung des über die verschiedenen Diffusions-Emittersehichten zugeführten Stromes dienen.

F i g. 4 veranschaulicht eine der in Verbindung mit Fig. 7 erläuterten Anordnung entsprechende Anord- V) nung, bei der z. B. eine gemeinsame Basisschicht 54 zwischen einer Vielzahl von Diffusions-Emitterzonen 64 und der epitaxialen Schicht 60 vorgesehen ist. Hierbei können Diffusions-Emitterzonen 64' in geeigneter Weise verlängert sein, um Kantenkontakte bzw. Elektroden für den Kollektor zu bilden.

F i g. 6 veranschaulicht eine Variante der betrachteten Anordnung. Gemäß F i g. 6 sind Emitterkontakte ei. ei, ej und e» über einer Basiselektrode 68 angeordnet. Die Basiselektrode ist mit Seitenkontakten 70 und 72 M) versehen. Die Emitterkontakte ei und e^ sind miteinander verbunden, um einen Strom /i aufzunehmen: die Emitterelektroden ej und e« sind miteinander verbunden, um einen Strom /2 aufzunehmen. Wenn der Strom /1 abnimmt und der Strom I₂ zunimmt, erfolgt eine bs Bewegung der Stromzufuhr in der K-Richlung. Eine Stromaufteilung zwischen den BasiskontaktenTO und 72 kann den effektiven Stromzuführungspunkt in der A"-Riehiiing verschieben. Demgemäß kann der Stromz.uführimgspunl ' effektiv innerhalb der schraffierten !■"lache 74 verschoben werden. Durch die Kanten-AnschluUelektrodcn 12, 14, 16 und 18 fließen demgemäß proportionale Ströme.

Fig. 8 veranschaulicht die Anordnung des in !·" i g. b dargestellten Typs mit Basiskontakten 70' und 72' und mit doppelten Gruppen von Lmitlerkontiiklen I bis 8. Ein Signale mit drcieckförmigem Verlauf abgebender Signalgenerator 76 gibt ein drcicckförmigcs Signal 78 an die Schaltanordnung 48 ab, die daraufhin nacheinander in der in Verbindung mit I 1 g. 7 erläuterten Weise Ströme /1 bis /« abgibt. Im Anschluß daran läuft der umgekehrte Vorgang ab. Dies bedeutet, daß die Ströme in der Reihenfolge /« bis h auftreten. Die Ströme /1 bis I* werden den entsprechend bezeichneten Emittern zugeführt.

Gleich/eilig wird ein voti einer Klemme 82 di_ > Signalgcncralors 76 abgegebenes Kechtecksignal 80 zwischen dem Basisanschluß 72' und dem Anschluß 70' angelegt. Mit der nacheinander erfolgten Abgabe der Ströme l\ bis I» wird dem Anschluß 72' in bezug auf den Anschluß 70' ein Eingangssignal zugeführt, so daß die unlere Gruppe der Kontakte I bis 8 eine Stromzufuhr in das Widerstandselement b/w. in den Kollektor 10' bewirkt. Wie dargestellt, wird zu diesem Zeitpunkt der untere Teil des Buchstabens »ß« geschrieben. Sodann werden die Eingangssignale ;in den Anschlüssen 70' und 72' derart geändert, daß die obere Gruppe der ["miller I bis 8 wirksam ist. In dem Augenblick, in dem die Stromzufuhr sich zum Emitier 8 hin verlagert, ist die Slromzufuhrstellung. wie F i g. 8 zeigt, nach oben verschoben. Sodann wird der obere Teile des Buchstabens »ö« geschrieben.

Fig.9 zeigt ein System mit einer Vielzahl von Zeichengencratorcn 84 bis 89, deren auf orthogonale Koordinaten bezogene Ausgangsklemmen an gemeinsamen Leitungen ΑΊ. X₂. Y-, und Y₂ angeschlossen sind. Auch diese Anordnungen besitzen einen gemeinsamen Abtasi-Emitiereingang 92. An entsprechende Basisanschlüssc der Anordnungen 84 bis 89 sind Leitungen 94 bis 99 angeschlossen. Über diese Leitungen Kann jeweils eine bestimmte Anordnung der vorgesehenen Anordnungen ausgewählt werden, um jeweils ein gewünschtes Zeichen auf den Leitungen Xi, X₂. Y\ und Y₂ elektrisch darzustellen. Die Anordnungen weisen bei dem Beispiel Emitterformen entsprechend den Ziffern »I«, »2«, »3« und »4« auf. Ferner sind zwei Anordnungen vorgesehen, deren Emitter den Buchstabenfolgen »G O« und »O K« entsprechend geformt sind. Eine Leitung 100 führt zu zwei weiteren Basisanschlüssen hin, die in den Anordnungen 88 und 89 enthalten sind. Über diese Leitung 100 können die Buchstaben »G« und »O« aufeinanderfolgend abgetastet werden; die Buchstaben »O« und »K« können in der in Verbindung mit Fig.8 erläuterten Weise des Abtastens des oberen und unteren Teils des Buchstabens »B« aufeinanderfolgend abgetastet werden.

In F i g. 10 bis 14 sind voneinander getrennte Bereiche einer Halbleiter-Zeichengeneratoranordnung des zuvor beschriebenen Typs dargestellt. Im Unterschied zu den zuvor betrachteten Fällen werden Masken verwendet, um derartige Bereiche durch herkömmliche Verfahrensschritte herzustellen. Fig. 10 zeigt dabei eine p-leiiende Diffusions-Trennzone, die eine Insel aus epitaxialem η-leitenden Koüektormaterial J03 umgibt. Diese Maierialzone bildet das Widertandselement. Die Kollektorschicht eines npn-Planartransistors besitzt einon Wider-

staue), dessen Größe bei einem typischen Verfahrensschritt 500 Ohm pro Flächeneinheit beträgt. Dieser Wert kann durch entsprechende Änderung des Verfahrens geändert werden. Fig. IO zeigt in entsprechender Weise eine Hasis-Diffusionszone 104, die ebenfalls p-leitend ist. Die betreffenden Basis-Diffusions/onen erstrecken sich dabei nicht zu einer gemeinsamen Trägerschicht hinab, wie dies bei der zuvor erwähnten Isolations-Diffusionszone der Fall ist. Die Masken für die Elemente 102 und 104 werden getrennt benutzt.

F i g. 11 zeigt die F.mitterbereiche 106 und die Anschlüsse oder Elektroden 108 für clic Kante des epiliixiiilen Kollektors. Fig. 12 zeigt ohmsche Verbindungen zu den F.iniltem, zur Basis und /um Kollektor hin. I'ig.; J zeigt schließlich zu den verschiedenen !■!lementen hinführende Aliiminiumanschlüsse. Bei diesem besonderen Beispiel bestehen lediglich acht Verbindungen /u den F.mittern hin. Die Auswahl der Gruppe an I-.niiltcrn ist rein willkürlich; es dürfte somit einzusehen sein, d.iß auch einige andere Gruppen von Emittern bcnut/i werden könnten, um ein gewünschtes /eichen oder Symbol darzustellen. Fig. 14 zeigt die gesamte Anordnung. Wie ersichtlich ist. kann eine besondere Halbleiteranordnung dieses Typs dazu benutzt werden, gegebenenfalls mehr als ein /eichen /u erzeugen.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild eines Widerstarids-Analo gons eines /eichengeneralors gemäß der Erfindung. Gemäß I i g. 5 ist wieder eine Schaltanordnung 48 vorgesehen, die durch ein ihr zu^eführtes drcieckförmi gcs Eingangssignal 50 abgetastet wird und nacheinander dreieckförniige Stromsignalc I]. /_>. Λ und h abgibt. Diese Stromsignaie werden jeweils einer Gruppe von V'-Widersständen 110 bis 113 und einer Gruppe von X-Widerständen 114 bis 117 zugeführt. »Dämpfungs«- Widcrstände 118 bis 121 leiten einen Überstrom nach Frdc ab. Die V-Widerstände sind miteinander verbunden und führen zum Eingang des Operationsverstärkers 20 hin. der mit seinem Ausgang an der V Ablenkplatte 24 der Kathodenstrahlröhre 28 angeschlossen ist. In entsprechender Weise sind die A'-Widerstände über den Operationsverstärker 30 an der X-Ablenkplatte 34 angeschlossen. Die übrigen Ablenkplatten sind geerdet. Wie bei dem zuvor betrachteten Ausführungsbeispiel bewirkt auch hier der Strom eine Abtastung der verschiedenen Widerstandselcniente zwecks Abtastung eines Zeichens. So kann z. B. die Ziffernfolgc 122 dargestellt werden. Dabei werden nicht nur die Endpunkte derartiger Segmente abgetastet, sondern vielmehr Segmente. Die Anordnung nach Fig. 5 ist zwar für viele Anwendungsfälle geeignet: sie ist jedoch aufgrund des normalerweise für eine große Anzahl an Widerständen erforderlichen Raumbedarfs relativ platzraubend. Dies ist dabei dann der Fall, wenn ein darzustellendes Zeichen mit einiger Genauigkeit dargestellt werden soll. Den Widerstandsnetzwerken haftet ferner der Mangel der Reproduzierbarkeit an. Dadurch müssen die Widerstände normalerweise unter Aufwendung erheblicher Sorgfalt unter Zugrundelegung enger Toleranzen ausgewählt werden, um die gewünschte Genauigkeit bei der Zeichendarstellung zu erzielen. Demgemäß wird ein durchgehendes Widerstandselement bevorzugt, da es ausgezeichnet reproduzierbar ist und Fehler bei einer derartigen Anordnung zur Ausgleichung neigen. Darüber hinaus kann ein durchgehendes Widerstandselement in höchstem Maße miniaturisiert werden, und zwar durch Anwendung der obenerwähnten Verfahrenstechniken betreffend die Herstellung integrierter Schaltungen.

Eine Stromsleueranordnung gemäß der Erfindung enthält ein Widerstandselement, bei dem die Werte von Eingangssignalen die räumliche oder physikalische Stellung eines bestimmten Ausgangssignals bestimmen. F i g. 15 zeigt eine derartige Anordnung.

Gemäß Fig. 15 ist ein Widers!andselemcnl 124 vorgesehen, das zwei Eingangsanschlüsse 126 und 128 und einen zwischen diesen Eingangsanschlüssen vorgesehencn dritten Anschluß 130 aufweist. Nahe einer Kante des Widerstandselements ist hier eine Vielzahl von Aiisgangsanschlüsscn 132 vorgesehen. Das Widcrstandsclemcnt 124 erstreckt sich zumindest in zwei Dimensionen; es besitzt selbstverständlich eine gewisse endliche Dicke. Das Widerstandselcment besitzt vorzugsweise einen konstanten spezifischen Widersland pro Flächeneinheit. Das Widerstandsclenicnt kann z. Ii. eben ausgebildet sein und aus irgendeinem Widerstandsstoff bestehen, wie .ms mit einem Widerstandsüberzug versehenem Papier. Eine iiaibieiterschichi wird jedoch bevorzugt, da diese minialurisicrbar ist und Teil einer integrierten Halbleiterschaltung od. dgl. sein kann.

Bei dem in F i g. 15 dargestellten Ausführungsbeispii I besitzt das Widerstandseleinenl 124 vorzugsweise die Form eines ebenen Halbkreises. Dabei sind die Eingangsklemmcn 126 und 128 an den Enden des betreffenden Halbkreises nahe des Durchmessers vorgesehen. Der Eingangsanschluß 130 liegt vorzugsweise nahe der Mitte des halbkreisförmigen Wider siandselements. Er liegt auf einem ein gemeinsames Bezugspotential oder Erdpotential führenden Schal tuiigspunkl. Die Ausgangsanschlüsse 132 sind in geeigneter Weise entlang des gekrümmten Bereiches des I lalbkreises angeordnet.

leder der Ausgangsanschlüsse 132 ist mit dem Slcueranschluß einer Verstärker- oder Steuereinrichtung verbunden, wie mit einem Transistor. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Anschlüsse 132 mit entsprechenden Bl' iselektroden von Transistoren 134 bis 138 verbunden. Die Emitter der Transistoren 134 bis 138 sind miteinander verbunden und werden von einer Stromquelle 139 her mit Strom gespeist.

Den Eingangsanschlüssen 126 und 128 .»erden komplementäre Eingangsspannungen bzw. Eingangsströme zugeführt, beispielsweise in der Form \ V und (I — x)V oder v/ und (I — x)l. Dabei ist der Faktor ν als ein der Anordnung zugeführtes Eingangssignal zu betrachten. Sind beide den Anschlüssen 126 und 128 zugeführte Eingangssignal z. B. positiv, so liegt der Eingangsanschluß 130 auf einem solchen Potential, das. bezogen auf das Potential an den Anschlüssen 126 und 128, negativ ist. Dieser Fall kann, sofern erwünscht. umgekehrt werden, so daß dann beide Anschlüsse 126 und 128, bezogen auf den Anschluß 130. negatives Potential führen. Wird der Faktor ν geändert, was bedeutet, daß der Anteii der bzw. des den Anschlüssen 126 und 128 zugeführten Eingangsspannung bzw. Eingangsstromes geändert wird, so tritt auf dem Widerstandselement 124 eine abweichende Spannungsverteilung auf. Derartige Spannungsverteiiungen sind für zwei typische Fälle in Fig.40 und 41 veranschaulicht. Gemäß Fig.40 wird eine Spannung von -5 V z. B. an diametral gegenüberliegenden Enden des halbkreisförmigen Widerstandselements angelegt. Damit treten auf dem Widerstandselement ÄquipotentiaHinien mit den jeweils bezeichneten Spannungen auf. Die dem höchsten positiven Potential entsprechende Äqui-

potcntiallinic tritl dabei in dem Spannungsverteilungsfeld direkt gegenüber dem geerdeten Eingangsanschluß auf. Zurückkommend auf Fig. 15 sei bemerkt, daß der Ausgangsanschluß 132 direkt gegenüber dem Eingangsanschluß 130 lie^t und somit die höchste Spannung führt. Dies hat zur Folge, daß der an diesem Anschluß angeschlossene Transistor 136 leitend gesteuert wird. Die Transistoren und die Spannungswerte sind dabei so gewählt, daß die anderen Transistoren zu diesem Zeitpunkt im nichtleitenden Zustand sind. Bezugnehmend auf Fig. 41 sei bemerkt, daß dort die an diametral gegenüberliegenden Eingangsanschlüssen angelegten Spannungen — 4 V und —6 V betragen. Mit Auftreten dieser Eingangsspannungen verschiebt sich der positivste Punkt in dem Spannungsvertcilungsfeld zu der Stelle 133 hin. an welcher der Transistor 137 gemäß Fig. 15 mit seiner Basis angeschlossen ist. Der Transistor 137 gelangt dadurch in den leitenden Zustand. Durch Ändern des Wertes .v. der die komplementären Eingangswerte bestimmt, erfolgt eine einfache Steuerung des von der Stromquelle 139 abgehenden Stromes zwischen den Kollektoren der Transistoren 134 bis 138. Die Kreisform bei dem Widcrslandsclemcnt hat sich als vorteilhaft erwiesen, da sie bei Änderungen des Wertes ν eine nahezu konstante Trennung der ausgewählten 2> Ausgangsanschlüsse bewirkt.

Fig. 16 zeigt in einem Kurvendiagranim die Abhängigkeit des Logarithmus der Spannung entlang der kreisförmigen Kante des Widerstandsclemcnts 124 von verschiedenen Kombinationen von den Anschlüssen 126 J" und 128 zugeführten positiven komplementären Spannungen. In diesem Beispiel ist festzustellen, daß der negativste I'unkt an einer Stelle entlang der kreisförmigen Kante des Widerstandselements 124 auftritt. Die Lage dieses Punktes wird durch den Winkel θ bestimmt. ' > Fig. 17 zeigt die Änderung der minimalen Spannung gemäß Fig. 16 in Abhängigkeit von Änderungen des Wertes x. Dabei zeigt sich, daß bei relativ großen bzw. relativ kleinen Werten * die betreffende Spannung einen niedrigen Wert besitzt. Die Transistoren können ·»<> jedoch durch die Änderung des Vorspannungswertes χ entsprechend geschaltet werden, und in vorteilhafter Weise kann eine Stromsteuerung erfolgen. Dabei kann der von der Stromquelle 139 abgegebene Strom nahezu vollständig durch einen ausgewählten Transistor hin- ·*"> durchfließen. Wenn der Wert Ar allmählich geändert wird, geht die Abgabe eines Ausgangsstroms allmählich vom Kollektor eines Transistors /um Kollektor eines anderen Transistors über.

Fig. 18 zeigt eine Stromsteuereinrichtung mit zwei >" Transistoren 140 und 141. die gemeinsam an den Stellen vorgesehen sind, an denen sich die Eingangsanschlüsse befinden. Jm Zusammenhang mit diesen Transistoranordnungen ist ferner schematisch deren Verbindung mit dem Widerstandselement 124 dargestellt. Jeder der ■» beiden Transistoren enthält einen Emitter 142 und eine zwischen dem Widerstandselement 124 und dem Emitter vorgesehene Basis 144. Das Widerstandsclcmcnt 124 kann z. B. ein n-lcitcndcs Halbleitermaterial enthalten Die Basis 144 und der Emitter 142 enthalten w dabei p-lcitendes bzw. n-lcitcndcs Halbleitermaterial. Das Widerstandselement gemäß Fig. 18 ist somit ein durch die Transistoren 140 und 141 stromgesleucrtes Element.

Fig. 19 zeigt in ähnlicher Weise ein Halbleiter- ^h'> Widcrstandselemcnt 124'. das an Eingangsanschlüssen 126' und 128' durch Transistoren 146 und 148 slromgcsteucrl ist. Dabei werden den Hasen der Transistoren 146 und 148 Spannungen entgegengesetzten Vorzeichens zugeführt. Die Emitter dieser Transistoren sind über Widerstände 150 bzw. 152 an einer Stromquelle angeschlossen- Das Widerstandselement 124' besitzt wie die zuvor betrachteten Ausführungsbeispiele in wünschenswerter Weise eine Halbkreisforni. Beim vorliegenden Beispiel ist jedoch ein dritter Eingangsanschluß 130' nahe der Mitte des Bogenumfangs vorgesehen. Die Ausgangsanschlüsse 132' sind hier entlang der geraden Durchmesserkante des Widerstandselements vorgesehen. An diesen Ausgangsanschlüssen sind die Basiselektroden der Transistoren 134' bis 138' angeschlossen. Die Emitter dieser Transistoren sind an einer gemeinsamen Stromquelle angeschlossen.

Fig.42 veranschaulicht die Spannungsverteilung für eine Anordnung, wie sie in Fig. 19 dargestellt ist. und zwar für den Fall, daß die an diametral gegenüberliegenden Stellen des Widcrstandsclements zugcführten Eingangsspannungen gleich groß sind. Fig.43 veranschaulicht im Unterschied dazu einen Fall, bei dem verschieden große Spannungen an die betreffenden Stellen des Widerstandsclcmcnts angelegt sind. In diesem Fall tritt an einer Stelle 284 eine eindeutige Spannung auf.

Die in Fig. 19 dargestellte Anordnung kann in entsprechender Weise wie die in Fig. 15 dargestellte Anordnung verwendet werden. So kann die betreffende Anordnung z. B. eine Schaltanordnung besitzen, die auf die Zuführung eines Analog-Eingangssignals hin jeweils einen von fünf Schaltern einschaltet. Dabei wird der den Emitterelektroden der zuvor erwähnten Transistoren /ugeführtc Strom selektiv an eine Kollekiorelektrode der vorhandenen Kollektorelektrodcn abgegeben. Ein anderer bedeutender Anwendungsbereich für die Anordnung des in Fig. 15 und 19 dargestellten allgemeinen Typs besteht in der Verwendung als Eingangs-Schaltanordnung für einen weiter unten noch näher zu beschreibenden Zeichengenerator.

Ein Widerstandsclement kann natürlich auch andere Formen als die eines Halbkreises besitzen. Die Halbkrcisform hat sich jedoch als diejenige Form herausgestellt, die wesentlich praktische Vorteile mit sich bringt. In Fig.44 und 45 sind Spannungsverteilungen auf einem dreieckförmigen Widerstandsclcmcnt unter Zugrundelegung der in den betreffenden Figuren angegebenen Spannungen veranschaulicht.

Wie ersichtlich, sind die Spannungsverteilungen auf den Widerstandselementen 124 und 124' z. B. derart, daß die Ausgangsanschlüssc 132 und 132' nicht zu dicht beieinanderstehen dürfen. Ist der Abstand zu gering, so bereitet das selektive Leitendwerden eines Transistors in bezug auf seinen Nachbartransistor Schwierigkeiten. Deshalb ist es erwünscht, weitere Signalformungsstufen vorzusehen, wie dies F i g. 20 veranschaulicht. Die in Fig.20 vorgesehenen Transistoren 134' und 138' entsprechen den in Fig. 19 vorgesehenen und entsprechend bezeichneten npn-Transistoren. Diese Transistoren können, wie nachstehend noch näher erläutert werden wird, in derselben integrierten Schaltung enthalten sein, in der das Widerstandsclcment 124' enthalten ist. Die Kollcktoranschlüsse der Transistoren 134' und 138' sind mit den Basen der pnp-Transistoren 154 und 156 verbunden. Diese Transistoren steuern ihrerseits npn-Transistoren 158 und 160. Die Transistoren 158 und 160 sind mit einer gemeinsamen Kmitterstromquelle verbunden. Es dürfte einzusehen sein, daß entsprechende Reihenschaltungen auch an

anderen Ausgangspnschlussen 132' des Widersiand-sclements 124' angeschlossen sind. Der letzte Transistor jeder dieser Reibenschaltungen ist mit seinem Emitter an der erwähnten Emitterstromquelle angeschlossen. In einer integrierten Schaltungsausführung können die Transistoren 154 und 156 pnp-Lateraltransistoren enthalten. Mit der zusätzlichen Verstärkung ist eine leichtere Auswahl von Spannungspegeln möglich, was zur leichteren Auswahl eines bestimmten Ausgangstransistors führt Demgemäß kann eine größere Anzahl an Ausgangsanschlüssen 132' auf dem Widerstandselement vorgesehen sein. Diese Schaltung ermöglicht ferner, die Ausgangstransistoren bei einem anderen Gleichspannungspegel zu betreiben als die erste Reihe der npn-Transistoren.

Fig.21 zeigt eine weitere Anordnung zur Erhöhung der Anzahl an auf dem Widerstandselement 124' vorzusehenden Ausgangsanschlüssen 132'. Bei dieser Anordnung wird ein erhöhter Steuerstrom für eine stärkere und gleichmäßige Spannungstrennung zwischen den Ausgangsanschlüssen benutzt. An den Ausgangsanschlüssen 132' sind die Basen der Transistoren 161 bis 168 angeschlossen. Die Emitter dieser Transistoren sind an einer gemeinsamen Stromquelle angeschlossen. Zwischen jeweils zwei Ausgangsanschlüssen 132' und zwischen den äußersten Ausgangsanschlössen und den Eingangsanschlüssen 126' und 128' sind jeweils zwei aniiparallelgeschaltetc Dioden 170 und 172 geschaltet. Somit werden die Spannungen zwischen jeweils zwei Ausgangsanschlüssen auf der Größe des Durchlaßspannungsabfalls einer Diode gehalten. Demgemäß ist dir an den Steuerpunkten auftretende Gesamtschwingung ebenfalls verringert. Es kann jedoch auch ein höherer Steuerstrom benutzt werden, ohne dabei Gefahr zu laufen, daß bei einem oder mehreren der Transistoren ein Emitterdurchbruch auftritt. Es hat sich daher gezeigt, daß mit Hilfe dieser Schaltung eine verbesserte Auswahl einer Ausgangssteuereinrichtung aus einer größeren Anzahl von Ausgangssteuereinrichtungen möglich ist. Auch hier wird durch den jeweils ausgewählten Transistor der gemeinsame Emitter-Eingangsstrom zu der Kollektorelektrode des betreffenden Transistors hingeleitet.

F i g. 22 zeigt eine kompliziertere Anordnung, die eine erste halbkreisförmige η-leitende Halbleiterschichi 174 enthält, über welcher eine halbkreisförmige p-leitende Halbleiterschicht 176 liegt. Bei dieser Anordnung bildet die Schicht 176 das Widerstandselement und stellt die Basis eines Transistors dar. Die Anordnung ist dabei so ausgelegt, daß sie einen nahezu gleichmäßigen spezifischen Widerstand besitzt. Um die halbkreisförmige Kante der Schicht 176 herum ist eine Vielzahl von n-leilenden Emittern 178 vorgesehen. Diese Emitter liegen über der Schicht 176: sie sind miteinander verbunden und an einer einen Strom h abgebenden Stromquelle angeschlossen. Der Schicht 176 werden ferner über Kontakte 180 und 182 komplementäre Steuer-Eingangssignale zugeführt. Ein hier vorgesehener Mittelkonlakt 184 ist geerdet. Die beiden Kontakte 180 und 182 führen in bezug auf Erde positives Potential. Ein Kontakt i86 verbindet die η-leitende Schicht 174 mit einer eine positive Spannung abgebenden Spanniingsquelle. Wie ersichtlich, sind die Ausgangstransistoren dieser Anordnung und das Widerstandselemeni in ein und demselben Gebilde enthalten. Dabei ist jeder Transistor mit einem Emitter 178 an einer gemeinsamen Stromquelle angeschlossen. Ein Bereich der Schicht 176 bildet die jeweilige Transistor-Basiselektrode. Ein entsprechender Bereich der Schicht 174 bildet jewejl: eine Kollektorelektrode,

In der Anordnung gemäß Fig,22 ist eine weiten Verstärkerstufe vorgesehen. Um die kreisförmig! ί Kantenschicht 176 herum sind von der Kante beabstan det nahe der Emitter 178 p-|eitende Elemente 188 ar eine gemeinsame Stromquelle angeschlossen. Um dif Elemente 188 herum sind C-förmige p-leitende Diffu sionszonen 190 vorgesehen, die mit entsprechender

ίο Ausgangselementen verbunden sind. Die zusätzlicher Elemente 188 und 190 bilden zusammen mit der Schichi 174 zusätzliche pnp-Transistoren, entsprechend der Transistoren 154 und 156 gemäß F i g. 20.

Der Transistorteil der in Fig.22 dargestellter

is Anordnung arbeitet wie folgt. Zunächst sei untei Außerachtlassung der durch die Elemente 188,174 und 190 gebildeten pnp-Bereiche die Schicht 176 als eir Element betrachtet, das über die Kontakte 180 und 182 von Komplementär-Stromquellen her angesteuert wird Die Kontakte 180 und 182 führen in bezug auf den Kontakt 186 negatives Potential. Demgemäß tritt auf der Schicht 176 eine solche Spannungsverteilung auf, daß einer der Emitter 178 einen größeren Anteil des Stromes /> führt als die übrigen Emitter. Dieser Strom

2Ί fließt in die Schicht 174 und über deren Widerstand zum Kontakt 186 hin. Dabei tritt ein Spannungsabfall auf, der bewirkt, daß der Bereich der Schicht 174 unter dem am stärksten leitenden Emitter negativer wird als alle übrigen Bereiche der betreffenden Schicht. Es sei angenommen, daß der Emitter 178 um 10 mV positiver ist als die benachbarten Emitterelektroden und daß die diese benachbarten Emitterelektroden enthaltenden Transistoren vollständig im nichtleitenden Zustand sind. Es hat sich dabei gezeigt, daß der den ausgewählten

η Emitter durchfließende Strom bei einer Temperatur von 25°C etwa l,5mal so hoch ist wie der die benachbarten Emitter durchfließende Strom.

Dies genügt, um zwischen benachbarten Bereichen der Schicht 174 einen gut über 100 mV liegenden Spannungsunterschied hervorzurufen. Nunmehr bewirkt der negativere Bereich der Schicht 174 das Fließen eines Stromes Λ durch einen pnp-Transistor, der durch die Elemente 188 und 190 sowie durch einen derartigen Bereich gebildet ist. Der betreffende

4> pnp-Transistor gibt tatsächlich den gesamten Strom /j an eine der jeweils an eines der Elemente 190 angeschlossenen Ausgangsklemmen ab.

Die Anordnung gemäß F i g. 22 ist ferner so ausgebildet, daß weitere pnp-Lateraltran-istoren gebil-

>o det sind, die einen Strom zu der Schicht 176 zurückführen. Auf diese Weise wird der in einem ausgewählten Berexh der Schicht 174 hervorgerufene Spannungsunterschied noch vergrößert. Die Diffusionszonen 190 liegen dicht bei der Schicht 176; ein gewisser Betrag des Stromes wird von dem ausgewählten Ausgangsbereich zu der Schicht 176 zurückgeleitet. Zufolge der erläuterten Maßnahmen genügen die um die Schicht 176 herum auftretenden schmalen Spannungsprofile, um eine vollständige und schnelle Durchschaltung eines Ausgangs zu bewirken,

Fig. 23 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Anordnung nach Fig.22. Dabei ist die Kollektor-Diffusionszone 190 eines pnp-Transistors in eine Vielzahl einzelner Elemente 190a bis 190rf aufgeteilt. Diese Lösung ist in der Schaltung gemäß Fig. 24 dann brauchbar, wenn aufeinanderfolgend derartige pnp-Gebilde verwendet werden, wie sie hier mit 192 bezeichnet sind. Die nno-Gebilde sind an

gesonderte npn-Transisioren 194 in einem speziellen Muster angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren 194 sind an verschiedene Kollektorleitungen 196 angeschlossen, um auf diesen Leitungen ausgewählte Ausgangssignale auftreten zu lassen. So kann z. B. an die Leitungen 196 entsprechend einem Binärkode Spannung angeschaltet werden. Der Binärkode bezeichnet dabei in binärer Darstellung diejenige Stelle, die durch ein Widerstandselement ausgewählt ist, das durch die Schicht 176 gemäß Fig.22 gebildet sein kann. Nicht benutzte Kollektorelemente eines Transistors 192 sind geerdet. Die Verbindungen 193 bilden Rückkopplungswege zur Schicht 176 hin.

In Fig.25 ist eine Anordnung dargestellt, die zur Multiplizierung und für ähnliche Zwecke brauchbar ist. Diese Anordnung kann auch als elektrisches Analogon eines mechanischen Potentiometers angesehen werden. Die in Fig.25 dargestellte Anordnung enthält einen planaren epitaxialen η-leitenden Kollektor 198, der einen gleichmäßigen spezifischen Widerstand besitzt und der mit länglichen Endkontakten 200 versehen ist. Zwischen den Endkontakten ist eine p-leitende Basisschicht 202 vorgesehen, die die Kollektorschicht 198 überlagert. Dadurch ist ein Widerstandselement gebildet. Die Basisschicht besitzt einen gleichmäßigen spezifischen Widerstand; sie ist zweckmäßigerweise halbkreisförmig ausgebildet, wobei die Durchmesserseite dieser Halbkreisform längs einer Seite des Kollektors 198 zwischen den Kontakten 200 liegt. Entlang und oberhalb der gekrümmten Seite der Basisschicht 202 ist ein durchgehender Emitter 204 vorgesehen. An den Enden und in der Mitte dtr Basis;jhicht sind Kontakte 206,208 und 210 vorgesehen.

Ein komplementäres Eingangssi vial, d. h. ein Eingangssignal der Form xl und (1 —x)l, wird den Kontakten 206 und 208 zugeführt. Die durchgehende Emitterzone 204 ist in geeigneter Weise an eine Stromquelle angeschlossen. Der Kontakt 210 ist geerdet. Auf der Basisschicht 204 tritt eine solche Spannungsverteilung auf, daß die Spannung entlang und unterhalb des Emitters 204 sich ändert. So können z. B. gemäß der Erfindung die den Kontakten 206 und 20ό zugeführten komplementären Spannungen, bezogen auf die Spannung am Kontakt 210, negativ sein. Dadurch tritt ein relativ positives Maximum unterhalb eines ausgewählten Bereiches des Emitters 204 auf. Ein dem Emitter 204 zugeführter Strom fließt zu dem Kollektor 198 hin, und zwar im wesentlichen an der Stelle, an der ein derartiges Maximum auftritt. Der betreffende Strom wird dann auf die Kontakte 200 entsprechend den relativen Abständen zwischen dem betreffenden Punkt, an dem das positive Spannungsmaximum herrscht, und den betreffenden Kontakten aufgeteilt. Auf diese Weise ist ein elektrisches Potentiometer mit einer wirksamen Verbindung zwischen Emitter 204 und Kollektor 198 geschaffen, die entsprechend den den Kontakten 206 und 208 zugeführten komplementären Eingangssignalen entlang des Emitters 204 verschiebbar ist.

Die Anordnung gemäß Fig.25 eignet sich als Multiplikator, dessen eine veränderliche Multiplikatorgröße der dem Emitter 204 zugeführte Strom ist und deren andere Multiplikatorgröße ein Faktor χ ist, der die den Kontakten 206 und 208 zugeführten komplementären Ströme steuert. Derartige Ströme besitzen die Größe */und (I — x)l. Das zwischen den Kontakten 200 abnehmbare Differenz-Ausgangssignal hai sich als ein Ausgangssignal erwiesen, das linear proportional dem Produkt der Eingangsgrößen ist. Nachstehend sei F i g. 26 näher betrachtet, in der die Wirkungsweise der in Fig.25 dargestellten Anordnung veranschaulicht ist. Der an einem der Kontakte 200 auftretende Strom /ι ist gleich

und der an dem anderen Kontakt 200 auftretende Strom h ist gleich

In diesen Ausdrucken bedeutet a den Abstand eines Kontaktes 200 von der Mitte der Anordnung, r ist der Radius des Emitters von der Mitte der Anordnung aus betrachtet, / ist der Emitterstrom, und θ ist der Winkel desjenigen ausgewählten Bereiches der Anordnung, in welchem eine Verbindung vom Emitter zum Kollektor 198 hergestellt ist. Damit ändern sich die Ausgangsströme mit dem Kosinus des Winkels Θ. Der Winkel Θ, der diejenige Stelle angibt, an der eine Stromübertragung vom Emitter zum Kollektor stattfindet, ändert sich mit der zuvor genannten Größe x, und zwar entsprechend einer entgegengesetzten Kosinusbeziehung. Dadurch bewirkt die vorliegerJe Anordnung eine nahezu lineare Multiplikation der zuvor erwähnten Eingangswerte. Die Multiplikationseinrichtung zeichnet sich durch kurze Anstiegszeiten, extrem geringe Verzerrung und einen weiten Dynamikbereich aus. Die betreffende Einrichtung kann ferner sehr kompakt sein, womit sie für integrierte Halbleiterschaltungsanordnungen geeignet ist.

Fi g. 27 zeigt eine Doppei-Multiplikationseinrichlung des in Fig. 25 dargestellten Typs. Die Einrichtung gemäß F i g. 27 enthält neben den zuvor betrachteten Elementen eine weitere Basissschicht 202', deren geradliniger Durchmesserbereich dem geradlinigen Durchmesserbereich der Basisschicht 202 benachbart ist. Die betreffende Basisschicht 202' liegt oberhalb derselben Kollektorschicht 198. Ein Kontakt 206' der Basisschicht 202' ist mit dem Kontakt 208 verbunden; ein Kontakt 208' der Basisschicht 202' ist mit dem Kontakt 206 verbunden. Dadurch ist ein Vier-Quadranten-Multiplikator geschaffen, wie dies anhand von F i g. 28 näher erläutert werden wird. In F i g. 28 sind den bisher betrachteten Elementen entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 28 erfolgt die Steuerung der Emitter 204' und 204 durch zwei zu einer Differenzschaltung gehörende Transistoren 212 und 214, deren Basen ein V-Eingangssignal zugeführt wird und deren Emitter einen gemeinsamen Emitterstrom l_y aufnehmen. Der dem Emitter 204'zugeführte Emitterstrom ist gleich V7„ und der dem Emitter 204 zugeführte Emitterstrom ist gleich (\ — Y)ly. In entsprechender Weise werden die miteinander verbundenen Kontakte 206', 208 und 206, 208' von zwei in einer Differenzschaltung enthaltenen Transistoren 216 und 218 gesteuert, die an ihren Basen ein Eingangssignal X aufnehmen. Der Kontakt 210 ist geerdet. Die erste Gruppe der miteinander verbundenen Kontakte nimmt einen Strom Xl_x auf, und die andere Gruppe der miteinander verbundenen Kontakte nimmt einen Strom (I -X)I_x auf. Dabei ist /, derjenige Strom, der den Emittern der Transistoren 216 und 218 zugeführt wird. Zwischen den Kontakten 200 tritt sicher ein Ausgangs-Differenzsignal auf, das das Produkt der Größen X und V in vier Quadranten ist. Dies bedeutet.

daß das Vor/eichen der Eingangsgrößen mil berücksichtigt wird.

In Fig,29, 30 und 31 ist die Wirkungsweise des in Fig.28 dargestellien Multiplikators veranschaulicht. |ede dieser Figuren zeigt die Konfiguration von Doppel-Widerstands-Basisbereichen des in Fig.28 dargestellten Multiplikators. Während des Betriebes der in Fig.28 dargestellten Anordnung sind an den beiden Emittern zwei um 180° gegeneinander versetzte Stromzuführungszonen vorhanden, wie dies durch die in Fig.29, 30 und 31 eingetragenen Doppelpfeile 220 angedeutet ist. Wenn die Emitterströme gleich groß sind, spielt die Größe der .Siromzuführungszonenwinkel keine Rolle, da jeweils derselbe Anteil des Gesamtstromes, nämlich eine Hälfte, den jeweiligen Kollektorkontakt 200 erreicht. Fig.29 veranschaulicht diesen Zustand. Wenn im Unterschied dazu zwischen den Stromzuführungszonen und den Kollektorkontakten jeweils ein Winkel von 90° vorhanden ist, spielt die Größe der beiden Emitterströme ebenfalls keine Rolle, da jeder Kollektorkontakt von jeweils einer Hälfte des Stromes erreicht wird. Dieser Fall ist in Fig.30 veranschaulicht. Lediglich in dem Fall, daß die beiden Emitterströme und die Winkel ungleich groß sind, triit ein Differenz-Ausgangssignal auf. Dabei zeigt sich, daP das so erzeugte Ausgangssignal gleich dem Produkt der Eingangssignale ist. Der letzte Fall ist in Fig.31 veranschaulicht. Der Multiplikator gemäß der Erfindung ist in typischer Weise als Modulator, Frequenzverdoppler, Rechteckwellenumformer oder als Breitband-Verstärkungsregelungseinrichtung verwendbar.

Fig.32 zeigt eine Anordnung des gleichen Typs wie sie F i g. 25 zeigt. Fabei sind den in F i g. 25 vorgesehenen Elementen hier entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Anordnung gemäß Fig. 32 unterscheidet sich von der Anordnung gemäß F i g. 25 darin, daß der Emitter 204 sich entlang der geraden Durchmesserkante des Kollektors 198 erstreckt, während der Eingangskontakt 210 in der Mitte des gekrümmten Umfangsteiles des Kollektors vorgesehen ist. Die Anordnung funktioniert im übrigen in nahezu gleicher Weise wie die oben betrachtete Anordnung; sie kann als ein elektrisch betätigtes Potentiometer betrachtet werden. Die betreffende Anordnung ist ferner für die Darstellung einer umgekehrten Kosinusfunktion zwischen den Kontakten 200 aut eine lineare Änderung der den Eingangskontakten 206 und 208 zugeführten Eingangssignale hin verwendbar. Diese Ar; der Anordnung stellt in geeigneter Weise einen Funktionsgenerator dar.

Ein weiterer Funktionsgenerator ist in Fig. 33 dargestellt. Die auch hier vorgesehene Kollektorschicht 198 ist mit einem geformten Kollektorkontakt 222 versehen, der gegenüber der geraden Seite der Basisschicht 202 liegt. Mit Zuführung von sich ändernden komplementären Eingangssignalen zu den Kontakten 206 und 208 zwecks Verschiebung der Stromzuführungszone entlang des Emitters 204 ändert sich der Abstand zu dem Kollektorkontakt 222. Damit ändert sich das von dem Kontakt 222 abnehmbare Ausgangssignal entsprechend der Form dieses Kontakts 222. Eine andere Anordnung zur Darstellung einer beliebigen Funktion benutzt einen geradlinigen Kollektorkontakt 224 und eine geformte vergrabene Halbleiterschicht 226, die in entsprechender Weise den Widerstand zwischen dem Kontakt 224 und der Stelle, an der sich der Emitter 204 befindet, beeinflußt. Die vergrabene Schicht besitzt im Vergleich zu dem Kollektor nahe/u den Widerstand Null. Damit besieht die Wirkung dieser Schicht darin, den Kollektorkontakt dichter oder weiter an den bzw, von dem Emitter anzuordnen. Durch Ändern der Form bzw. durch wirksame Formung des Kollekiorkoniakis oder der Kollektorkontakte kann nahezu jede Funktion realisiert werden.

F i g. 34 zeigt eine weitere Form eines Funktionsgenerators zur Erzeugung eines Sinus-Ausgangssignals.

to Gemäß Fig.23 ist das Widerstandselement 228 mit diametral gegenüberliegenden Kontakten 230 und 232 und mit einem Mittelkontakt 234 versehen. Entlang der gekrümmten Kante des Widerstandselements ist eine Vielzahl von Ausgangs-Anschlußelementen 236 vorgesehen. Diese Ausgangs-Anschlußelemenie steuern jeweils einen Transistor 238. Die Emitter sämtlicher Transistoren 238 sind an eine gemeinsame Stromquelle angeschlossen. Von den Transistoren 238 sind unter Zugrundelegung der Reihenfolge des Anschlusses an

2ö den Anschlüssen 236 jeweils alle geradzahligen und alle ungeradzahligen Transistoren mit ihrerv Kollektoren verbunden. An den gemeinsamen Kollektorverbindungen ist das Ausgangssignal abnehmbar. Die Koniakte 230 und 232 werden von in einer Differenzverstärkerschaltung angeordneten Eingangstransistoren 240 und 242 angesteuert. Die beiden Transistoren 240 und 242 sind mit ihren Emittern an einer gemeinsamen Emitterstromquelle angeschlossen. Der Basis des Transistors 240 wird eine Sägezahnspannung zugeführt:

die Basis des Transistors 242 ist an einem Phasenwinkel-Einstellpotentiometer 244 angeschlossen. Der den Emittern der Transistoren 240 und 242 zugeführte Strom ist niedrig genug, um sicherzustellen, daß nur eine teilweise Durchschaltung der Ausgangstransistoren 238

j'j erfolgt, wenn die Sägezahneingangsspannung zwischen den Eingangsklemmen wirksam wird. Das so erzeugte Ausgangssignal stellt eine Sinusspannung dar, deren Phasenlage durch das Potentiometer 244 um ±90' oder um einen noch größeren Winkel geändert werden kann.

4« Es sei bemerkt, daß die zuvor beschriebenen Zeitnengeneratoren auch als Funktionsgeneratoren angesehen werden können. Ferner sei bemerkt, daß noch viele weitere Funktionsgeneratoren möglich sind, die ein Widerstandselement gemäß der Erfindung benutzen.

Die in F i g. 35 dargestellte Anordnung eignet sich für Speicherzwecke; sie entspricht der in Fig.22 dargestellten Anordnung. Bei der Anordnung gemäß F i g. 22 vorgesehenen Elementen hier entsprechende Elemente

5Ii sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Gemäß Fig.35 ist eine η-leitende Schicht 174 auf einer p-leitenden Trägerschicht 246 aufgebracht. Zusammen m^:t d. η Emittern 188 und der Schicht 174 sind somit pnp-Transistoren gebildet. Die p-leitende Trägerschicht

5) 246 ist mit länglichen Endkontakten 248 vergehen. Ist der irgendeinem Emitter 188 während des Betriebs der Anordnung zugeführte Strom niedrig, so ist eine vernachlässigbare positive Rückkopplung zu der Schicht 176 hin vorhanden. Wenn jedoch ein geeignetes

«) analoges komplementäres Eingangssignal an die Klemmen 180 und 182 angelegt wird, dann wird, wie oben erläutert, einem der Emitter 188 eine Spannung zugeführt, die einen Stromfluß in die Schicht 174 hervorruft. Besteht der Wunsch, ein derartiges Ein-

6ii gangssignal festzuhalten bzw. zu speichern, so wird der zu den Emittern 188 hinfließende Emitterstrom auf einen solchen Wert erhöht, daß die Rückkopplung, die oben in Verbindung mit Fig. 22 erwähnt worden ist,

verstärkt wird. Die Rückkopplung erfolgt bei der Anordnung gemäß Γ i g. 35 über die Schichten 174 und 176. Damil ist das Eingangssignal nicht mehr imstande, den ausgewählten Ausgang zu steuern. Der ausgewählte Emillcr 188 setzt die Stromzufuhr auch dann fort, wenn > das Eingangssignal von den Eingangsklemmen 180 und 182 weggenommen wird. Im Unterschied dazu kann das Eingangssignal eine Änderung entsprechend einem Abtastsignal o. dgl. ausführen; der zuvor ausgewählte Emitter setzt dabei die Stromführung fort. Die einzige Voraussetzung hierfür besteht darin, daß die durch die lüngangssigna !änderung hervorgerufene Spannungsänderung niedriger zu sein hat als die durch den licn Widerstand der Schicht 176 durchfließenden Riickkopplungsstrom erzeugte Spannung. Die zuletzt genannte η Bedingung kann ohne weiteres erfüllt werden, indem die Emitter 178 auf Kleininseln 250 gebildet sind, wie dies E ig. 36 veranschaulicht. Dies führt zu einem zahnradüiinuLnL-ii AusSclicii. IJUi uci Aiioiuriung gemäß F i g. JD ist der Widerstand des Bereichs 176 somit in 2» beabsichtigter Weise derart erhöht, daß ein geringer Kollektorstrom erforderlich ist, um die Verriegelung der Anordnung zu gewährleisten. Das Ausgangssignal der Anordnung kann als Differenz bestimmt werden, z. B. in analoger Form /wischen den Kontakten 248. r> oder als Positions-Signal von der jeweils leitenden pnp-Anordung.

Die zuvor erläuterten Zcichcngeneratoranordnungen sind in geeigneter Weise durch Stromsteucreinrichtungen gesteuert, die ebenfalls zuvor erläutert worden sind, in Sowohl die Zeichengencratoranordnungen als auch die Stronisteuercinrichtungcn können in geeigneter Weise in einem integrierten Halblcitergebilde enthalten sein. F i g. 37 zeigt schematisch eine Schaltung dieses Typs. Dabei steilt ein erstes Widerstands-Halbleiterelemeni >ί 252 einen Kollektor dar, der mit V-Kantenanschlüssen 254 und 256 und rechtwinklig dazu stehenden X-Kantenmschlüssen 258 und 260 versehen ist. An diese Kantenanüchlüsse ist in geeigneter Weise eine AVV-Anzeigeeinrichtung, wie ein Oszilloskop o. dgl., angeschlossen. An verschiedenen ausgewählten Punkten auf dem Widerstandselement 252 sind Basisbereiche 262 vorgesehen, die Emitter 264 tragen. Die Emitter 264 sind miteinander verbunden und an einer Auswahl-Anschlußklemme 266 angeschlossen. Diese Auswahl-An- -r> schlußklemme dient zur Auswahl jeweils eines bestimmten Zeichens. Die Basisbereiche sind an Ausgangsanschlüsse 268 eines zweiten Halbleiter-Widerstandselements 270 angeschlossen. Das zweite Widerstandselenient 270 ist mit Eingangsanschlüssen 272 und 274 versehen, an weiche komplementäre Eingangssignale der Form v/ und (I — x)l angelegt werden. Der Eingangsanschluß 276 ist zweckmäßigerweise geerdet. Mit Abtasten der Eingangsanschlüsse 272 und 274. z. B. durch eine dreieckförmige Eingangsspannung, liefern die Ausgangsanschlüsse -268 eine Aktivierungsspannung nacheinander jeweils an einen Basisbereich 262. Der jeweils ausgewählte Basisbereich ermöglicht einen Emitterstromfluß von der Klemme 266 zu dem Widerstandselement 252 hin. Es sei bemerkt, daß die Kombination der Elemente 262 und 264 mit dem Halbleiterjrebilde 250 Ausgangstransistoren für das Widerstandselement 270 darstellt. Das Widerstandselement 270 wird dabei in der Weise betrieben, daß ein allmählicher Stromübergang von einem Bereich des Widerstandselements 252 auf einen anderen Bereich dieses Widerstandselements erfolgt. Damit sind an den Anschlüssen 254, 256, 258 und 260 um 90° gegeneinander verschobene Spannungen abnehmbar, die charakteristisch für geradlinige Segmente eines bestimmter Zeichens oder Symbols sind, das einsprechend da Konfiguralion der Emitter 264 erzeugt wird. Für dii Darstellung eines ausgewählten Zeichens auf ilen Anzeigeschirm eines Oszilloskops od. dgl. erfolgt somi eine nahezu vollständige Abtastung der Segmente de: betreffenden Zeichens. Die betreffende Anzcigeeinrich tung ist dabei mit den Kantenanschlüssen 254, 256, 25t und 2§0 verbunden.

Die in F i g. 37 dargestellte Anordnung kann /. B. da/.i benutzt werden, ein Ausgangssignal für die Abtastung mehrerer Zeichen abzugeben. Andere Konfigurationer eines Widerstandselements 252 sind jedoch aucl möglich, und zwar solche Konfigurationen, bei dcnci die Stromzuführungsclementc nicht notwendigerweist der Außcnlinie des jeweiligen Zeichens entsprechen Eine Anordnung dieses Typs ist in Eig. 38 dargestellt Dabei sind den bereits erläuterten Elementen hiei entsprechende Elemente mit entsprechenden Bezugs zeichen versehen. Bei der Anordnung gemäß Fig. 3> enthält das Widerstandselcment 252 einen Halbleiter Kollektorbereich, der von acht Basisbereichen 27t überlagert ist. Diese Basisbereiche sind zweckmäßiger weise rechteckförmig ausgebildet und in gewissen Abstand parallel zueinander angeordnet, leder diesel B.isisbereiche ist an einem Ausgangsanschluß det Ausgaii^anschlüsse 268 des Widerstandselements 27t angeschlossen. Zwischen den Widerstandsbereichen 27f ist eine Vielzahl von Kollektoranschlüssen 280 vorgese hen. Diese Kollektoranschlüsse sind hier in gleichmäßigen Reihen zwischen den Basisbereichen angeordnet sie sind in Fig. 39 näher dargestellt. Wie auch au« Fig. 39 hervorgeht, befindet sich ein Emitter auf derr Basisbereich 278 zwischen einer Reihe von viel derartigen Anschlüssen. Der Emitter ist damit in geeigneter Weise innerhalb eines rechteckförmigen Bereiches angeordnet, der durch die vier Kollektoranschlüsse festgelegt ist. Von diesen Kollektoranschlüssen ist einer durch den Buchstaben X bezeichnet und mit den anderen, entsprechend bezeichneten Kollektoranschlüssen verbunden, während ein anderer der vier Anschlüsse innerhalb des rechteckförmigen Bereiches mit Vbezeichnet ist. Die anderen Anschlüsse sind mit C bezeichnet. Die Anschlüsse Y und D sind in entsprechender Weise an andere entsprechend bezeichnete Anschlüsse angeschlossen. Es dürfte ersichtlich sein, daß der Emitter 282 damit in einem bestimmten Abstand, bezogen auf die Anschlüsse X und Y. angeordnet ist Dieser Abstand legt einen bestimmten Widerstand in dem Widerstandselement 252 fest.

Zurückkommend auf Fig.38 sei bemerkt, daß ein bestimmter ausgewählter Ausgangsanschluß 268 des zweiten Widerstandselements 270 ausgezeichnet jeweils einen Basisbereich 278 nach dem anderen auswählt, wenn an die Klemmen 272 und 274 eine Abtast-Eingangsspannung angelegt ist. Gleichzeitig wird eine Emitterleitung 284 gespeist und zwar entsprechend einem bestimmten Zeichen, dessen Koordinaten zu erzeugen sind. Da die Basisbereiche 278 nacheinander gespeist werden, bewirken die Emitter über die Leitung 284 eine Stromzufuhr zu dem Widerstandselement 252. Dieser Strom wird auf die X- und Y-Anschlußklemmen entsprechend dem Abstand des Emitters in bezug auf diese Klemmen aufgeteilt, wie dies in Fig.39 verdeutlicht ist. Ein auftretender Überstrom wird über Saügelektrodenanschlüsse »D« abgeleitet, die über einen Widerstand od. dgl. geerdet

sein können. Sämtliche X- und K-Ansehlüssc sind miteinander und in geeigneter Weise mit Λ- und V-Ablenkeinriehtungen einer AVV-Abtasleinriehtimg verbunden. Da die Hasisbcreiche nacheinander ausgewählt werden, rufen die X- und K-Ausgangssignale eine allmähliche Änderung hervor, der/.ufolge elektrische Zeichen'x'gmenie festgelegt werden, die durch die Positionen der nacheinander ausgewählten Emitter 282 in bezug auf die X- und V-Kollektoranschlüsse gegeben sind. Die in Fig. 38 dargestellte Anordnung besitzt den Vorteil, dal! sie eine größere Anzahl an /.eichen innerhalb eines gegebenen llalbleiierbereichs darzustellen erlaubt, ohne daL) dabei viele Qucrverbindungs-Probleme u.dgl. auftreten. Die in Γ ig. 37 und 38 dargestellten Anordnungen besitzen eine minimale Anzahl an l'ingangsanschlüsscn für die Erzeugung von Ablenkspannungen für die Abtastung eines Zeichens oder Symbols.

Vorstehend sind somit Widerstandsanordnungen zur Umsetzung von eine physikalische Stellung angebenden Werten in elektrische Koordinatenwerte bzw. Anordnungen zur ständigen physikalischen Abtastung oder Slromstcuerung erläutert worden. Die Stromsieueranordniingen können als Anordnungen betrachtet werden, die einen Wanderbezirk benutzen, dessen Wirkung zwischen der von Feldeffekttransistoren und herkömmlichen Hipolar-Transisioren liegt. Die Widerstandsanordnung gemäß der F'rfindung kann neben den oben betrachteten Formen und Anwendungsbereichen in \ ielen weiteren Formen und Anwendungsbereichen ■ingewendet u erden. Die crfindungsgemiiUe Widerstandsanordnung kann z. U. als Schrittschalter oiler als Zähler oder als schnellarbeitcndcr Analog-Digital-Umsetzer verwendet werden.

Hierzu I I Hlatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Widerstandsanordnung zur Umsetzung elektrischer Eingangssignale in jeweils eine bestimmte Stelle innerhalb eines Koordinatenfeldes festlegende Ausgangssignale, mit einem Widerstandselement, das sich zumindest in zwei Dimensionen erstreckt und das einen Widerstandsbereich aufweist, in welchem ein Eingangsanschluß für die Zuführung eines elektrischen Eingangssignals und von diesem Eingangsanschluß sowie voneinander getrennte Ausgangsanschlüsse zur Abgabe elektrischer Ausgangssignale enthalten sind und in welchem die Anschlüsse in dem Widerstandseletnent in solcher Lage angeordnet sind, daß die auf die Zuführung eines elektrischen Eingangssignals auftretenden elektrischen Ausgangssignale für die Lage einer Stelle innerhalb des Widerstandsbereiches charakteristisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wiaerstandsbereich in Abstand voneinander wenigstens zwei Eingangsanschlüsse (Pi, Pi) fest angeordnet sind und daß elektrische Steuereinrichtungen (-Eu — £2) vorgesehen sind, mittels denen die Potentiale der diesen Eingangsanschlüssen (P\, P₂) zugeführten Eingangssignale kontinuierlich von festen Werten auf andere feste Werte derart zu ändern sind, daß an den Ausgangsanschlüssen (12, 14, 16, 18) für eine Verbindungslinie zwischen den jeweils durch die Steuereinrichtungen (-Fi, —£2) angesteuerten Eingangsanschlüssen charakteristische Spannungen abnehmbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstanuselerr.ient eine Halbleitermaterialschicht (58) enthält, die zumindest ein Element einer Halbleiteranordnung ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitermaterialschicht (58) als Kollektor einer Halbleiteranordnung dient, daß die Eingangsanschlüsse Emitteranschlüsse (64) bilden und daß zwischen dem Kollektor (58) und den Emitteranschlüssen (64) Basiselcmente (54) enthalten sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement eine planare Kollektorelektrode (58) und eine über der Kollektorelektrode (58) angeordnete planare Basiselektrode (54) enthält, daß die Eingangsanschlüsse mit der Basiselektrode (54) und die Ausgangsanschlüsse mit der Kollektorelektrode (58) verbunden sind, daß an einer Stromquelle angeschlossene Emitterelektroden (64) vorgesehen sind, die über der Basiselektrode (54) angeordnet sind, und daß Steuereinrichtungen vorgesehen sind, die an die Eingangsanschlüsse solche elektrische Eingangssignale anlegen, daß ein verstärkter Stromfluß im Bereich einer ausgewählten Emitterelektrode (54) auftritt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung als Multiplikator, bei dem ein von zwei Ausgangsanschlüssen (200) abgeleitetes Differenzausgangssignal proportional ist dem Produkt aus einem wenigstens einem Emitteranschluß zugeführten Steuerstrom (Ix: Iy) und aus einem einem Basisanschluß zugeführten Eingangssignal (X bzw. X-I), welches als komplementäres Signal (1-A^- bzw. X) einem weiteren Basisanschluß zugeführt ist (F ig. 28).

6. Anordnung nach einem der Anüpriiche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsanschlüsse mit dem Widerstandselement (10) verbundene und koordinatenmäßig angeordnete Elektroden (12, 14,16,18) umfassen.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 6, ί dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehreren Eingangsanschlüssen (P\, P2) Eingangssignale zuführbar sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (124) nahezu halbkreisförmig ausgebildet und mit zwei Eingangsanschlüssen (126, 128) an diametral gegenüberliegenden Stellen versehen ist und daß die Ausgangsanschlüsse (132) räumlich voneinander getrennt nahe einer Seite des Widerstandselemems (124) zwischen den beiden Eingangsanschlüssen (126,128) vorgesehen sind (F i g. 15).

9. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei Eingangsanschlüsse (126, 128, 130) vorgesehen sind, von denen zwei zur Aufnahme komplementärer Eingangssignale dienen, während der dritte Eingangsanschluß (130) auf einem Potential liegt, das, bezogen auf die Potentiale an den beiden erstgenannten Eingangsanschlüssen (126, 128), ein entgegengesetztes Vorzeichen besitzt

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgangsanschlüssen (132) eine Vielzahl vor. Transistoren (134 bis 138) angeschlossen ist, die durch einen von einer gemeinsamen Stromquelle (139) abgegebenen Eingangsstrom gespeist sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren in der Halbleiterschicht des Widerstandselements (174)

3> nahe dessen einer Kante in einer gemeinsamen integrierten Halbleiterschaltung gebildet sind und daß örtliche Bereiche des Widerstandselements (174) als Steuerelemente für die Transistoren dienen (Fig. 22).

•to

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch

gekennzeichnet, daß jeder Transistor mit einer Rückkopplungsanordnung versehen ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinrichtungen zur Abgabe von Strömen an die Eingangsanschlüsse (262) des Widerstandselements (252) vorgesehen sind, daß diese Steuereinrichtungen ein zweites Widerstandselement (270) mit Eingangsanschlüssen (272,274) und Ausgangsanschlüssen (268) enthalten,

V) die an die Eingangsanschlüsse (262) des erstgenannten Widerstandselements (252) angeschlossen sind, und daß die Auswahl von Eingangsanschlüssen (262) des erstgenannten Widerstandselements (252) durch Zuführung von Eingangssignalen zu zwei Eingangsanschlüssen (272, 274) des zweiten Widerstandselements (270) erfolgt (F i g. 37).