DE1907669A1 - Logische Schaltung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz

Dr. Gertrud Hauser sooo München 6o, 12.Februar 1969

Dipl.-Ing. Gottfried Leiser _Ernsber_8ers,ro„_e,» 1 9 Q 7 6 6

Patentanwälte

Telegramme: Labyrinth München

Teiefom 83 15 10 Poitiditckkontoi München 117078

unser Zeichen; P 2010

IHE PLESSEY COMPANY LIMITED

56 Vicarage Lane, Ilford, Essex, Großbritannien

Logische Schaltung

Die Erfindung betrifft' eine logische Schaltung und insbesondere eine emittergekoppelte logische Schaltung.

Eine Art einer emittergekoppelten logischen Schaltung, auf die sich die Erfindung bezieht, besitzt ein emittergekoppeltes Gegentakttransistorpaar, das einen Stromschalter bildet, dessen Schaltpegel von einer Bezugsspannung an der Basis eines Transistors des Gegentakttransistorpaars bestimmt wird und dessen logisches Ausgaügssignal vom Kollektor jedes Transistors des Gegentakttransistorpaars über eine Emitterfolgerschaltung derart abgenommen wird, dass beim Auftreten eines oberen logischen Pegels an der Ausgangsklemme des einen Emitterfolger ein unterer logischer Pegel an der Ausgangsklemme des anderen Emitterfolgers auftritt. Das logische Ausgangssignal eines gegebenen Emitterfolgers hängt daher von der Beziehung zwischen der an die Basis des einen Transistors gelegten Bezugsspannung und einer an die Basis des anderen Transistors des Gegentakttransistorpaars gelegten Torspannung ab. Diese Art einer emittergekoppelten logischen Schaltung ist gut bekannt. Sie hat jedoch gewisse ihr eigene Nachteile, deren schwerwiegendster aus der ungünstigen Wirkung von Temperaturänderungen auf die logischen Ausgangssignale des Emitterfolgers besteht.Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine emittergekoppelte logische Schaltung zu

Schw/Ba

909838/1280

schaffen, bei der dieser Nachteil im wesentlichen _i:. beseitigt ist. _■'.--._ ;> V . :

Eine emittergekoppelte logische Schaltung besitzt nach der Erfindung einen Stromschalter, der auf. d^!ie Beziehung \ zwischen einem Torsignal und einem Betriebssignal so anspricht,; dass er von zwei logischen Pegeln den einen oder den-anderen "' an die Basis eines als Emitterfolger geschalteten Transistors '" zur Erzeugung logischer Ausgangspegel an dessen Emltie.r'legt, und eine Kompensationsanordnung;, die die Spannung-an "der Basis dieses Transistors mit der Temperatur so ändert, ". ' dass gleiche, an der Basis-Emitter-Diode dieses" Transistors;, auftretende . temperaturabhängige Spannungsänderungen korn- pensiert werden, wodurch am Emitter ein logisches Ausgangs-* signal erzeugt wird, da3 bei Temperaturänderungen im wesentlichen konstant bleibt. .""■■■".-" -/ - v/ .:■' '{'■■■-■

Der Stromschalter kann die Porm eines emlttergekoppeiten : Gegentakttransistorpaars besitzen, bei dem der Strom in'der gemeinsamen Emitterleitung von einer mit den Emittern der ." --:" Transistoren verbundenen Stromstabilisierungsanordnung '-■■"" konstant gehalten wird und bei dem eine an die Basis eines Transistors des Gegentakttransistorpaars gelegte Bezugs— , ; spannung, die die Schaltschwelle des Schalters festlegt, von einer Spannungsstabllisierungsanordnung hergeleitet wird.

Die Kompensationsanordnung kann mit einem hier Kompensa- -.";--tionstransistor genannten Transistor versehen sein, dessen . elektrische Eigenschaften gleich denen des Transistors:. sind_s,_Ä.-' der den Emitterfolger bildet. An die Basis dieses Kompensationstransistors ist eine konstante Spannung angesphlossenv/ die von der Spannungsstabilisierungsanordnung hergeleitet;- -. " wird, und der Kollektor dieses Kompensationstränsistörs ist, ;. mit einem Lastelement des Gegentakttransistorpaars verbunden* an dem die Basis des Emitterfolgers angeschlossen ist, damit

9098 38/1280

durch das Lastele'ment ein Strom· gezogen wird, der temperaturabhängig ist, und eine solche G-rösse hat, dass er mit der Temperatur auftretende Spannungsänderungen an der Basis-Emitter-Diode des Emitterfolgertransistors kompensiert. Die Stromstabilisierungsanordnung zur Erzeugung eines konstanten Stroms in der gemeinsamen Emitterleitung des G-egentakttransistorpaars kann einen hier Stabilisierungstransistor genannten Transistor enthalten, dessen Kollektor mit .den Emittern des Paares verbunden ist, während sein Emitter über einen Widerstand an einer Versorgungsleitung liegt, und seine Basis mit einer im wesentlichen konstanten Spannung aus der Spannungsstabilisierungsanordnung gespeist wird. . ·

Man erkennt also, dass unter der Voraussetzung, dass der Strom in der gemeinsamen Emitterleitühg des Gegehtakttransistorpaares unabhängig von Temperaturänderungen festgelegt wird, dass der an die. Basis eines Transistors des Paares gelegte Bezugsspannungspegel· ebenfalls unabhängig ■· von Temperaturänderungen ist, und dass darüberhinaus an den Basis- und Emitterklemraen jedes Ausgangsemitterfolgers auftretenden Spannungsänderungeh kompensiert werden, eine Anordnung geschaffen wird, die von Temperaturänderungen im wesentlichen unabhängig 'im wesentlichen konstante logische Pegel liefert.

Unter dem Ausdruck-Transistor sollen hier..Transistoranordnungen die einen "Teil eines integrierten logischen Schaltungsaufbaus bilden, sowie Transistoren verstanden werden, die als einzelnes Bauelement hergestellt und verkauft werden.

Id'e erfindungsgeaässen logischen Schaltungen eignen sich. besonders gut für- integrierte Schaltungen:, da. es in der Technik der integrierten Schaltungen einfach ist, gleichartige oder sehr ähnliche Transistoren herzustellen, die die Verwirklichung-eines wichtigen Ziels der Erfindung ermöglichen, wie später noch beschrieben wird.

909 8 38/ 12 80

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung _; dargestellt.Darin zeigen: . / . \ ., -_.. ' ..

Pig.Vein Schaltbild einer bekannten emittergekoppelten ";

logischen Schaltung, ' , " ;. ' . / ,

Pig.2 eine erfindungsgemässe logische 'Schaltung,- '-[ " ■■'■:-■ ■

Fig.3 eine "andere" Äusführungsform einer erf indüngsgemässe'n.

logischen Schaltung lind ' " . " ."·■"' ^;: ^ " ■ - · ■ --^ ■-

Pig.4 eine weitere Äusf'ührungsform einer' lQgisch£ü'SöhaVp\xUgl

Die Schaltung von Eig.1 ist eine eraittergekoppelt.e logische·. Schaltungsanordnung, die ait zwei gleiöhäT^lgeüf "in'gßstiiti'U.e ten Kästchen" T und'1ä enthaltenen Äbschhitten"SOwie mif-^:"'Ί: "" einer ebenfalls in einem gestrichelten Kästchen^eüthälteneri"; Spannungsbestiraräungs.sehältuhg'versehen"'is^;t. "Da die 'in"detf ■ "T' Kästchen "f and "IA" enthaltenen Schaltungen 'gie'föhart^Tig' ;ä^:uf—■':'"' gebaut s'ind,-betrifft die""falgende Erörterung -nur^die^ ^'.-■^v>i-Schaltung i'nr g-estrichel't ärf kästchen' i .' D-ie^e'Schaitung' ^" - ";:^: enthält-ein ■ ©egentakttrarisist'orpaar," 'das ^:_vö*iü- 'Transistor ■3"- \ und (-wie ' noch' beschriebeh ^: wird) v'on-^;d-en" paral-lel:geschalfeteή Transistoren- '4,' 4a, 4b o^;der 4c :geb fid e t^; Wird,"-Ein ^:i:n d^r- ■'-'= ■"-':■ ^: gemeins^;araen-'.Emit^;terieitu^rng^:-ilegender ■ Widerstand '5 £ h einer-negativen ¥ersorgung^:sl;eitung^!-und *den' Emit-t^:e^;rn· -d'er-;¹'-

Transistore-h '4a, '4b^ 4c ,·■'^; 4- urid '3 'dfes
eingeschaltet; und Las^widerBtändV'-ö^unä' ^ Kollektor 'des -Trans-is'tors^: 3- bzwv'-rait -d'em 'Vⁱerbi^d^:ung^;s'p^/im;k^:t--'"'^;- der Kollektoren der Transistoren 4a, 4b» 4c und 4 des G-egen-· takttTänsistor^paares;verbunden,. -Die- Bä'sis· aes^: Transi-sitTor-S' 3 ^;;>^ ist mit. detfSaltt.ei, des Tra'nsistors B verbund-en^.-der^&i-ne-^ ---V

die an. de'x- Basis-'des T^:ra-nBis1;ors,"3- lie'g^nd^e-Spännurig tes'iiiDic ist, so'dass .die Schaltsc&welle^de-s-'GegeÄtak^tiaiis-ist^o^asre^ festgelegt 'ist.:.Die..,an-den ias^widerS^ätideÄ^ :und·'^ d'eö- Hv-^h

909838/128Q ; .,, . - ,.-'^

-.-"■■ ■ ■ ..' γ.

Gegentakttransistorpaares auftretenden Spannungen werden so über als.Emitterfolger geschaltete Transistoren 9 und TO geführt, dass sie .NOR- bzw.OR-Ausgangssignale darstellen. Wenn also die Spannung, die an irgendeine der mit den Basisanschlüssen der Transistoren 4a> 4h,.4c und 4 verbundenen Eingangsklemmen A, B, C bzw. D angelegt ist, die am Transistor 3 liegende Bezugsspannung überschreitet, steigt die Spannung am OR-Ausgang zum oberen logischen Pegel an, da der Transistor 4a, 4b, 4c oder 4 leitend sein kann, während der NOR-Ausgang auf den unteren logischen Pegel absinkt, da der Transistor 3 gesperrt ist.

Die Wirkungsweise derartiger Schaltungen ist bekannt, so dass eine weitere Erklärung für das Verständnis der Erfindung nicht für notwendig gehalten wird. Diese bekannten Schaltungen weisen' jedoch ernste Krachteile auf. Einer dieser Kacht'eile, den die Erfindung- insbesondere beseitigen soll, besteht darin, dass die Spannung an den Basis-Emitter-Übergängen der als Emitterfolger geschalteten Transistoren 10 und 9 einer temperaturabhängigen Änderung von etwa 2 Millivolt pro Grad Celsius unterworfen, ist, so dass die logische Schaltfolie, wenn die-se in der Kitte des logischen Hubs bleiben soll, mit einem gleichartigen Koeffizienten behaftet ist. Wegen dieses Mach/teils müssen für verschiedene Temperaturen verschiedene logische Pegel angegeben werden, und bei hohen Temperaturen könnte der Eingangstransistor in den Sättigungsbereich'gelangen.

Ein weiterer Fachteil der in Pig.1 dargestellten-Schaltung besteht darin, dass sich bei der durch den Widerstand 5 erzielten einfachen ohmschen Emitterkopplung der Kopplungsstrorn mit der Eingangs spannung und der Temperatur ändern, kann. Dies bewirkt eine Abweichung vom -obere η logischen Pegel mit etwa 2 Millivolt pro Grad Celsius und eine Erniedrigung des unteren logischen Pegels, Aüsserdem wird es dadurch noch wahrscheinlicher, dass die Schaltungen

909838/1280

bei hohen Temperaturen in denSättigungsbereich gelangen.

In ϊig.2 ist das Beispiel einer erfindungssemässen Schaltung dargestellt, die die oben erwähnten Nachteile der . bekannten A_nordnung im wesentlichen beseitigt. Das emitter-/ gekoppelte G-egentakttransistorpaar dieser Schaltung wird von den Transistoren 12a, 12b, 1.2c und 12'und vam '. •Transistor 11 gebildet. Die Last der parallelgeschalteten. Transistoren 12a, 12b, 12c und 12 bildet ein Widerstand Der Emitterstrom It für den Emitterfolger wird den Emittern ■ der Transistoren 12, 12a, 12b, 12c und 1.1- über den Kollektor

^ eines Transistors 15 zugeführt, dessen Emitter über einen Widerstand 16 mit einer negativen Versorgungsleitung' in_; ^:... Verbindung steht und dessen Basis an eine konstante Span- ^ nung gelegt ist, die von einer Torspannungsschaltung aus in Serie geschalteten Dioden 17» 18, 19 und 20 und aus Wider—; ständen. 21 und 22 hergeleitet wird. EinTransistor 23 wird ; an seiner Basis vom" Verbindungspunkt der Dioden 18 und 19 mit einer konstanten Spannung gespeist. Zwischen den Kollektor und den Emitter des Transistors 23 fliesst - ., daher ein im wesentlichen konstanter Strom, damit an der Basis des Transistors 11 eine im wesentlichen konstante Spannung erzielt wird, die an dem Verbindungspunkt des Kollektors des TransistorsΛ23 und des Wider- .' ^r

|| stands 24 anliegt, der an seinem anderen Ende mit der an iiull liegenden Versorgungsleitung verbunden ist. -

Man erkennt, dass bis hierher eine Schaltung geschaffen ;." - worden ist, die im Gegentakttransistorpaar einen konstanten Emitterstrom und an der Basis des Transistors 11 eine._: konstante Bezugsspannung erzeugt, damit die Schaltschwelle festgelegt wird. ■ ; ";■"■;".

Damit die.nachteilige Änderung der .Spannung an den Basis- / Emitter-Übergängen der .als Emitterfolger geschalteten _r, . _: Transistoren 27 und 28 beseitigt wird, über die die logischen

909838/1280

Ausgangspegel, an die Klemm .j η 29. -bzw. 30 gelegt werden, -^ -.. sind -Transistoren 31 ^vünd 32 angebracht, an deren. Basis über den Verbindungspunkt; der Widerstände'25 -und 26 jeweils

eine koWtah'te'Spanliung liegt. Die Emitter der,:Transistoren -■ri&. <a I Jc ac!" no .;-■:.·. ;b"'; ·:: ·..-, -::-.·■:■-.= v. v/ -· ΐ/-^ >, -:/ ? -^r - ■:-.'. ν-·":' ;· .:^.' 31 und 32 sind jeweils über.Widerstände 33 bzw.- '34 mit der negativen Versorgungsleitung verbunden», während ihre EpI- lektorans'chlüsse mit den Kollektoren der Transistoren '12, bzw. 11 verbunden sind. . " ~ - [\ '

Man betrachte" nun die* Arbeitsweise des "-Transistors-. 3>2 und' dle'Art 'und Weise, in'der er Änderungen der Spannung atn Ba's'i s-E'mit'ter-Üb ergang des 'Transistors'' 27 kompensiert'. Vorausgesetzt,' dass sich"'die Spannung'am" Basis-Smxtter-" Übergangs des Transistors 32 in"gleicher" Weise*mit der " Temperatur'ändert wie"'Spannung am Bäsi's-Emittef-ÜbBrgahg ' . ■" " des Transistors "27 "und'dass'der Smitterwiderstand^; 34 " . "'" . ^l "■ de"s" Transistor's 32 gleich dem Eollektorwidef stand'14 " des' Transistors'11 ist, wird'jede mit der Temperatur ' ' ' erfolgende"" A'nderuhg der Spannung, am Baäis-Smitter- " " Übergang" d^;es'Transistors 27 kompensiert.Wenn"*beispielsweise eine konstante Spannung'von 0,8' Volt, an"'der Basis "des ""'-'" Transistors 3'2 liegt;" tritt an 'seinem Smittei' eiiie Spannung von 0,8 VoIt-VT₃-,' (wobei V-o-, gleich'der Spannung zwischen*"

Basis* und Emitter* ist) auf, und "da" die" Widerstände 34 ^:

und 14" gleich sind, erscheint "ah .'der Basis'"des "Transistors''"-27 d'er Spannungsabfall am "Widerntand" 14 von 0,8VoIt-V₁₅.^. ''" Man kann also' löi'cht erkennen; "~däss -die"Spädnuhg· ä'n;der Ausgangsklömme 29 einen Viert von 0,8 VoIo hat. Dies isx . tatsächlich 'd'er öb'ere ^: logische Pfeg'el, ^;wPbei"de'r untere ' ^iJ" · ibgisbhe^{; :}Pegel'gleich'-Q,3 Volt-plu's'de;ä'Pröduki; des" " . -'-*'"-Stuitterstrcms" It und"dem Wert -dös ^oile'lrcPrwiderstanas " 14 '

Teehnik"

der integrierten Schaltungen hergestellt v/erden;:. 'k:p'nrieh ·; " " sie im-v;esentlichen gleichartig "gemacht werden,- was die . Beseitlgiln^aei^Ahd-eruhg' der Spannung V^ mit 'de^:r;- TevEperatürerleichtert';" ""■■" "^:'-\ ' ·'■-■-''-" " * -V-' ^:- -■ - ' ^. '- '■· ■ -^:t . ■ ■ ' "" ·■ -■ ' -

9 09 83 8/Λ2| Ö VPi S 6

- s- 1907689

In Pig.3 ist ein Schaltbild einer anderen Ausführun'gsform"-'■ der erfindungsgemässen Anordnung dargestellt. Die genaue Wirkungsweise dieser Schaltung wird im einzelnen nicht . näher erläutert, da sie aus der Beschreibung der Figuren 1" _; und 2 ganz offensichtlich ist. Man erkennt, dass die wichtigvsten Merkmale der Erfindung enthalten sind. So wird insbesondere der Emitterstrom I des Von den Transistoren 34, 35, 35a, 35b sowie 35c gebildeten G-egentakttransistorpaares vom. Transistor 36 konstant gehalten, .dessen Basis-' spannung von einer Spannungsteilerschaltung aus den Wider-·; ständen 37 und 38 und den Transistoren 39 und 40 bestimmt -" wird, die in Serie geschaltet sind, wobei ihre Basis- und Kollektoranschlüsse miteinander verbunden sind, so dass sie Dioden bilden. ^-

Die Widerstände 41, 42 und 43 stellen eine weitere Spähnungs--, teilerschaltung dar,_tdie einerseits die Bezugsspannung an ·- der Basis des Transistors 34 des (xegentakttransistOrpaares ' und andererseits die an der Basis der Transistoren 44 und 45 liegende Spannung bestimmen. Die Transistoren 44 und 45 "haben die gleichen elektrischen Eigenschaften, wi.e die als Emitterfolgef geschalteten Ausgangstransistoren 46 und 47., und die Smitterwiderstände 48 und 49 der Transistoren 44 und 45 haben dieselben Werte wie die Lastwiderstände 50 und 51 des G.egentakttransistOrpaares.Man erkennt daher, dass die an den' Punkten 52 und 53 liegende Spannung den oberen logischen Pegel bildet, der an der einen oder der anderen Ausgangsklemme 54 und 55 erscheint. ■

In 'Pig.-4 ist eine Und/Oder-Schaltung darges1;el\Lt^ Id ei der ι zwei G-egentakttransistorpaare, die jeweils eine'- Oder- ",-:"■ · ,. Punktion besitzen, mit einem gemeinsamen laste'lement " ^Λ verbunden sind, so dass zusätzlich eine Und-Punktion ' ■ erzielt wird. . ■ ^; . ■ \\ :]_.:.: ':;,■/

90 9838/12 80

Die Schaltung enthält ein erstes emittergekoppeltes Gegentakttransistorpaar , das Transistoren 56, 57 und 58 enthält, deren jeweilige/Basisanschlüsse ,Oder-Eingänge Ü, V und W bilden, während ihre Kollefctoranschlüsse mit einem gemeinsamen Lastwiderstand 59 verbunden sind„Die Anordnung der Transistoren 56, 57 und 58 bildet die eine Hälfte des Gegentakttransistorpaares", und die andere Hälfte wird von einem Transistor 60 gebildet, dessenBasis an einer Bezugsspannung V-g-g liegt, und dessen Kollektor mit einem Lastwiderstand R verbunden ist. Die Emitter der' Transistoren 56, 57,, 58 und 60 sind mit einer Konstantstromquelle 61 verbunden. . ' ..

Ein zweites Gegentakttransistorpaar enthält die/Transistoren 62, 63 und 64, die den Transistoren 56, 57 und 58 ent- ' sprechen, und es besitzt Oder-Eingänge X, Y bzw,. Z. Mit den Kollektoren der Transistoren 62, 63 und 64.ist ein

Lastwiderstand 65 verbunden.. Die zweite Hälfte des Gegentakttransistorpaares wird von einem Transistor 66 gebildet,, dessen Emitter zusammen mit den Emitteranschlüssen der Transistoren 62, 63 und' 64 an eine Konstantstromquelle 67. angeschlossen ist.

An cLer Basis des Transistors ß^> liegt die Bezugsspannung V-g-g, die auch an der Basis, des Transistors 6,0 liegt* Der Kollektor des Transistor ε; 66 ist. mit.."demKollektor , des Transisto,rs 60 verbunden... . . . . .

Wie ZtU erkennen ist,, arbe-itet die. Schaltung als eine Und/ OderfSehaItung> Wenn also die Eißgangsklemmen U oder T oder V/ und X oder X oder Z positiver als die Bezugsspannung T-g-g gemacht wurden,, werden die Transistoren 60 und 66 gesperrt» und: .die-Spaünung: aft ihren KollektoBansehlüsaen steigt auf einen oberen logischen Pegel an. ... -

Da der Strom: für die Transistoren "60 und 66 über einen Widerstand R zugeführt wird, besitzt dbi negative logiscfre ' Pegel, der auftritt, wenn beide Transistoren leitend sind, /'' .in vielen Anwehdungsfallen- leicht' 'einen zu ri'egätiven WertY. · Daher ist in dieser Schaltung eine "Klemmschaltung' zum' ■ ■'-"■'.'■ Festhalten des.unteren logischen'Pegels enthalten, die ./ temperäturkompensiert ist und die später"noch beschrieben '; ; wird, . ' , ■ ■ ' ^v · -' ' '"":""

Das -logische Ausgängssignai der Schaltung wird der Aus- ^;' ' gangsklemmet 68 über einen als Emitterfolger"geschalteten ; ; / 'Transistor 69 zugeführt., an dessen Basis'"der a of Widerstand R- _■ abfallende logische Pegel angelegt wird. Die;Temperatur- ' ^: ' kOmpensätion, die im Zusammenhang mit Fig.2 und 3 besOhrieben worden ist', wird hier vom Transistor TO: erzielt, dessen ' -'^: .-Vv- ■ Kollektor mit der Basis des Transistors "69 verbunden ist, '^:. ■ wobei ein dem Widerstand R gleicher^ "Widerstand"RI "zwischen -'".-■-" dessen Emitt:er< und der negat ive nVersorgüngs leitung eingeschaltet ist» An der Basis des "Transistors 70.liegt eine konstante Bezugs spannung "Vr. Im. gesperrten Zustand des ■'"'.'■■■""'/ Transistors" 60' 'kann "der am V/iderstand R abfallende obere ^:;" : logisclde Pegel wie folgt berechnet werden. " ; -^:: , ... _;

Wenn die Bezugsspannung Yr einen ¥e:rt von 0,8ToIt hat, dann besitzt die am Widerstand H1 'abfallende"Spannung am""'''".'."'■ Emitter des .Widerstands 70 einen Wert von 0,8ToIt-ITg₂"- ':"^~"^:- (wobei Y-ng gleich der Basis-EfflitterrSpannung des Transistors ist). Die Spannung ^;am Widerstand R ist deshalb ebenfalls " OjSVolt-Y-g-g, da B. gleich R1 ist. Wenn äie. Spannung^Ygg ¹^ ^;'^:'' ".-" des Transistors 70 gleich der Spannung V-g-g des ."T.rä"nsis^:tÖrs"''-";""■ 69 ist» dann ist auch der obere log:isc'he Pegel an der'"*■""' ~~~'" Ausgangsklerame 68 gleich 0,8 Volt, und die Spannung; Y-ggWirä"■ el—.i.miniert*Auf diese Weise, ist der obere logische Pegel im wesentlic:h.en temperaturunabhängig. Die Temperattirkotnpens'ätx&n, wird also entsprechend "derBeschreibung voti. Fig.2' ui

909838/1280

- 11 - . 19G7669

Der ,untere, logische Pegel wird entsprechend dem obigen Hinweis festgehalten.. Die Klemmschaltung enthält den Transistor 71, dessen Emitter mit der Basis des Transistors 69 verbunden ist.D.er Kollektor des Transistors 71 ist' .direkt mit der auf-dem Potential KuIl liegenden Versorgungsleitung verbunden, und die Basis des Transistors 71 ist an den Verbindungspunkt eines Viider-Standes ·*■ und des Kollektors eines Transistors 72 angeschlossen. An der Basis.des Transistors 72 liegt die konstante Bezugsspannung Vr j mit der negativen Versorgungsleitung verbunden. Der negative logische Pegel, der am Widerstand R und an der Ausgangsfclemrae 68 auftritt, wird folgendermassen hergeleitet. Wenn die Bezugsspannung Vr an der Bqsis des Transistors 72 einen Wert von 0,8 Volt besitzt, dann ist auch die am Emitter des Transistors 72

•R - _

als Spannungsabfall am Widerstand j auftretende Spannung gleich 0,8 Volt-Vg-φ. Die Spannung am Widerstand 7> besitzt daher einen Wert von-· 1,6 Volt-2Vg_S (wobei V-nn gleich der Spannung am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 72 ist). Wenn die Basis-Emitter-Spannung Vg-^₁ des Transistors 71; gleich der Basis-Smitter-Spannung des Transistors 72 ist, dann ist die am Emitter des Transistors 71 als Spannungsabfall über den Widerstand R gemessene Spannung (d.h. der -untere logische Pegel an R) gleich 1,6 VoIt-Vg-.-·..

Es ist daher leicht zu erkennen, dass die Ba.sis-Emitter-Spannung V-g^ eliminiert wird, wenn der Transistors 69 eng an.die Transistoren 71 und 72 angepasst"ist, so dass der logische Ausgangspegel· an der Klemme 68 einen Viert von.1,6 Volt besitzt.

.Auf diese Weise wird der untere logische Pegel von einer temperaturkompensierten Schaltung festgehalten, die in deutlich'zu erkennender. 'Weise kei'nen"Einfluss auf den oben definierten oberen logischen Pegel hat.

909838/1280

.·■ ; ' ':■- 12 - 1907659

Im Rahmen der Erfindung können an diese Anordnung ohne weiteres noch weitere Eingangs- und Ausgangstorschaltungen hinzugefügt werden. --".. .-.:■· "ΐ-.^: ■ -""-■-.

Die Schaltungen, die im Zusammenhang,mit Pig.2,Pig,3 ~ und Pig.4 der Zeichnung beschrieben worden sind, eignen \ sich vorzüglich für eine Herstellung in integrierter Technik. Dia Schaltungen stellen in der Praxis eine . ^; ausgezeichnete Annäherung an eine ideale . logische --"'..·■?■ Schaltung dar, bei der alle logischen Pegel, die .; Schalt sehwellen, die Rauschuriempf indlichkeit usw.- im wesentlichen unabhängig von den Umweltbedingungen-■"■' sind. Dies ist für den· Benutzer von grossed Wert,~ ' aber es Isc auch für den Hersteller ein grosser Vorteil, \ da seine Ausführungs- und Testprobleme erleichtert -werden und da die Einhaltung der Toleranzen der Schaltungeh" einfacher ist und nicht von präzisen Werten .; der Basis-Emitter-Spannungen von Emitterfolgern "abhängt.

; Patentansprüche

909838/12 80

Claims (1)

1. ■ - - 13 - ■.-..·■

   Pat e η t a η s ρ r ü c h e

   Logische Schaltung,insbesondere emittergekOppelte logische Schaltung, gekennzeichnet durch einen Stromschalter, der auf die Beziehung zwischen einem Torsignal und einem Bezugssignal so anspricht, dass er von zwei logischen Pegeln den einen oder den anderen an der Basis eines als Smitterfolger geschalteten Transistors erzeugt, so dass ah seinem Emitter ein logisches Ausgahgssignal entsteht, und durch eine Kompensationsanordnung-zur Änderung der Basisspannung dieses Transistors mit der ". " Temperatur, so dass gleichartige temperaturbedingte..:?; Spannungsänderungen am Basis-Emitter-Übergang dieses,. Transistors-kompensiert werden, wodurch an diesem Emitter ein logisches Ausgangssignal erzeugt wird, das im wesentlichen unabhängig von der Temperatur ist. .

   lOgische^Schaltung'*nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromschalter die F_orm eines emittergekoppelten Gegentakttransistorpaares besitzt, dass der Emitterstrom des Gegentakttransistorpaares von einer"an die Emitter der Transistoren des Gegentakttransistorpaares angeschlossene Stromstabilisierungsanordnung im wesentlichen konstant gehalten wird, und dass an die Basis eines der Transistoren des Gegentakttransistorpaares eine Bezugsspannung angelegt ist, die die Schaltschwel.le des Schalters festlegt.

   Logische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,' dass die Kompensationsanordnung einen Kompensationstransistor enthält, dessen elektrische Eigenschaften gleich .denen des. Transistors sind, der den Emitterfolger bildet, dass die Basis des Kompensationstransistörs mit einer konstanten Spannungsq.uelle verbunden ist, und dass der Kollektor des Korapensatfonstransistors mit einem Lastelement des

   838/^128

   Gegentakttransistorpaare.s verbunden ist, mit dem äie Basis :- des als Emitterfolger geschalteten Transistors verbunden ist, so dass durch das Lastelement ein temperaturabhängiger Strom gezogen wird, der so gross ist, class er temperatär-; ^: abhängige Spannungsänderungen am Basis-EtDitter-Übergang: . des Transistors kompensiert, der den Emitterfolger bildet.

   4. Logische Schaltung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet,. dass die Stromstabilisierungsanordnung, die der Emitterleitung des GegentakttransistOrpaares. ''einen konstanten Strom zufuhrt, einen Stabilisierungstransistor enthält, des/s en Kollektor mit den Emitteranschlüssen des Gegentakttransistorpaares verbunden ist, dass der Emitter des Stabilisierungstransistors über einen Widerstand mit einer: Versorgungsleitung ' verbunden ist, und dass an der Basis des Stabilisierungstransistors eine im wesentlichen konstante Spannung aus einer Spannungsstabilisierungsanordnung liegt. .

   5* Logische Schaltung nach einem_der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmschaltung wenigstens einen der logischen Pegel auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. ■ ' i- \ .

   6. Logische Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die- Klemmschaltung eine Temperaturkompensationsanordnung enthält,. so dass der festgeklemmte logische Pegel bei Temperaturschwankungen im wesentlichen konstant bleibt.

   7. Logische Schaltung nach Anspruch 6, äadurch gekennzeichnet j dass die Klemmschaltung einen ersten Transistor enthält, dessen Emitter mit-einem Lastelement äesStromäehalters verbunden ist, dass die Basis dieses ersten Transistors mit einemYerbindungspunkt, zwischen einem JEride^ einesr ersten Widerstands und dem'Kollektor eines zweiten Tränsistbfä ;

   - verbunden ist, dass die Basis eiries zijeiteh, TräüsiätDrs

   909838/118 0

   an einer Bezugsspannung liegt, dass der Emitter des zweiten Transistors mit dem Ende eines zweiten Widerstands verbunden ist, dass der Kollektor des ersten Transistors und das andere Ende des ersten Widerstands mit einer 'Versorgungsleitung verbunden sind, und dass das andere Ende des zweiten Widerstands mit einer weiteren Versorgungsleitung mit entgegengesetzter Polarität verbunden

   ist. ;

   8. Logische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung in Form einer integrierten Schaltung angeordnet und aufgebaut ist.--

   909838/12 80 8ΐ"