DE1924782C3 - Elektronischer Zweipol mit einer pnpn-Transistorenkombin ation zum selbsttätigen Unterbrechen eines Stromkreises bei Überstrom - Google Patents
Elektronischer Zweipol mit einer pnpn-Transistorenkombin ation zum selbsttätigen Unterbrechen eines Stromkreises bei ÜberstromInfo
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- DE1924782C3 DE1924782C3 DE19691924782 DE1924782A DE1924782C3 DE 1924782 C3 DE1924782 C3 DE 1924782C3 DE 19691924782 DE19691924782 DE 19691924782 DE 1924782 A DE1924782 A DE 1924782A DE 1924782 C3 DE1924782 C3 DE 1924782C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Zweipol mit einer pnpn-Transistorenkombination zum
selbsttätigen Unterbrechen eines Stromkreises, wenn der diesen Kreis durchfließende Strom einen vorbestimmten
Wert überschreitet, d. h. auf ein abschaltendes Überstrom-Sicherungselement. Ein solcher Zweipol ist
z.B. durch die deutsche Auslegeschrift 12 34301 bekannt
Abschaltende Überstrom-Sicherungsvorrichtungen sind ferner z. B. aus der Zeitschrift »Electronics« vom
23. Dezember 1960, S. 56 bis 59, und der deutschen Auslegeschrift 11 37 776 bekannt geworden. Diese
Vorrichtungen enthalten als Schaltelement einen Reihentransistor eines Spannungs- und/oder Stromstabilisators,
einen Steuertransistor, von dem der Reihentransistor gesperrt wird, sobald der durch einen
Meßwiderstand fließende Belastungsstrom einen vorherbestimmten Wert überschreitet, und eine Rückkopplungsschleife,
die den Reihentransistor nach seiner Sperrung im gesperrten Zustand hält.
Wenn auf den Spannungs- und/oder Stromstabilisierungseffekt dieser bekannten Vorrichtungen verzichte!
wird, wird ihre Ausbildung als elektronischer Zweipol keine besondere Schwierigkeiten bereiten. Dabe
werden sie aber im eingeschalteten Zustand den Strorr nach wie vor begrenzen und im ausgeschalteten Zustanc
einen nicht vernachlässigbaren Strom durchlassen.
Bei dem Zweipol der eingangs genannten Art sine zwischen den beiden Anschlußpunkten dieses Zweipol·
und den Emitterzuführungen der Transistoren dei pnpn-Transistorkombination zwei Widerstände einge
schaltet. Zwischen den Anschlußpunklen des Zweipol: und den Basisanschlüssen der beiden Transistoren is
ferner jeweils eine Diode angeordnet, wobei di( Durchlaßrichtung jeder Diode dieselbe ist wie dii
Durchlaßrichtung des zugehörigen Transistors. Steig nun der Strom durch den Zweipol, dann steigt di<
cnannung an den Widerständen an und erreicht
chließlich den Wert der Spannung an den zugehörigen n'oden. So können die Emitterströme der Transistoren
ent weiter zunehmen, und es fließt in zunehmendem u'Se mehr Strom über die Dioden und nicht mehr
JmOh die Widerstände. Es wird schließlich ein Zustand
- eicht, bei dem der Hauptstrom von de.i Dioden
übernommen wird. Die Schaltungsanordnung kippt dann in den Sperrzustand.
Dieser bekannte Zweipol weist den Nachteil auf, daß, wenn die Schaltungsanordnung wieder in den leitenden
Zustand gebracht werden soll, dafür ein zusätzlicher Schalter notwendig ist, der zwischen den Kollektoren
der beiden Transistoren angeordnet ist
Die Erfindung bezweckt, einen derartigen Zweipol dahingehend zu verbessern, daß für die Rückführung in
den leitenden Zustand kein zusätzlicher Schalter benötigt wird.
Die Erfindung gründet sich auf eine geeignete F i g. 1 zeigt das Schaltbild eines Spannungs- und/ oder Stromstabilisators, der mit einer abschaltenden Überstrom-Sicherungsvomchuing nach der deutschen Auslegeschrift 1137 776 versehen ist Von zwei Gleichspannungseingangsklemmen 1 und 2 ist die positive Klemme 2 unmittelbar mit einer entsprechenden Aucgaugsklemme 4 verbunden, während die andere, negative Eingangsklemme 1 mit einer entsprechenden Ausgangsklemme 3 über die Koläektor-Emitter-Strecke eines mit einem kleinen Strommeßwiderstand 6 in Reihe geschalteten Reihen-Leistungstransistors 5 vom pnp-Typ verbunden ist Der Leistungstransistor 5 wird von einer (nicht dargestellten) auf die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom ansprechenden Vorrichtung über einen Widerstand 7 und einen pnp-Verstärkertransistor 8 in »geerdeter« Kollektorschaltung gesteuert
Die Erfindung gründet sich auf eine geeignete F i g. 1 zeigt das Schaltbild eines Spannungs- und/ oder Stromstabilisators, der mit einer abschaltenden Überstrom-Sicherungsvomchuing nach der deutschen Auslegeschrift 1137 776 versehen ist Von zwei Gleichspannungseingangsklemmen 1 und 2 ist die positive Klemme 2 unmittelbar mit einer entsprechenden Aucgaugsklemme 4 verbunden, während die andere, negative Eingangsklemme 1 mit einer entsprechenden Ausgangsklemme 3 über die Koläektor-Emitter-Strecke eines mit einem kleinen Strommeßwiderstand 6 in Reihe geschalteten Reihen-Leistungstransistors 5 vom pnp-Typ verbunden ist Der Leistungstransistor 5 wird von einer (nicht dargestellten) auf die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom ansprechenden Vorrichtung über einen Widerstand 7 und einen pnp-Verstärkertransistor 8 in »geerdeter« Kollektorschaltung gesteuert
Die Überstrom-Sicherungsvorrichtung enthält einen Steuertransistor 9 (wieder vom pnp-Typ), dessen
Verwendung einer z.B. aus der US-Patentschrift 20 Emitter an die Ausgangsklemme 3 und dessen Kollektor
0« 55 609 bekannten Transistorenkombin«tion als an die Basis des Verstärkertransistors 8 und über einen
schaltelement mit einem im leitenden Zustand vernach- Widerstand 10 an die Basis des Leistungstransistors 5
r-debar geringen Innenwiderstand und einer aus der angeschlossen ist Die Basis des Transistors 9 ist mit der
kritischen Patentschrift 10 39 915 bekannten Hilfselek- Anzapfung eines aus Widerständen Π und 12
> a* yum Steuern einer derartigen Transistorenkombi- 25 bestehenden Spannungsteilers verbunden, der zwischen
trode zum a ^ ^.^ ^ Transistors 5 und der positiven Leitung
Der elektronische Zweipol nach der Erfindung ist 2, 4 eingeschaltet ist, so daß der Transistor 9
^H,,rrh eekennzeichnet daß mit der pnpn-Transisto- normalerweise durch eine Rückwärts-Basisspannung
!^kombination ein Strommeßwiderstand in Reihe gesperrt gehalten wird. Die Basis dieses Transistors .st
erhaltet ist daß der vom Meßwiderstand abgekehrte 30 außerdem an die negative Eingangsklemme 1 über einen
?«tP Transistor dieser Kombination mit einem zusätzli- Widerstand 13 und einen normalerweise leitenden
,hen Kollektor versehen ist der derart angeordnet ist. Schalter 14 angeschlossen. Der Widerstand 13 hat
Je die sich zu seinem mit der Basis des anderen jedoch einen derart hohen Wert, daß unter üblichen
Transistors der Kombination verbundenen üblichen Betriebsbedingungen der Strom durch diesen W.der-IStor
bewegenden Minoritätsladungsträger durch 35 stand nicht genügend groß ist um die Anzapfung des
Z auTgefangen werden können, und daß dieser Spannungsteilers U, 12 in bezug auf die negat.ve
zusätzliche Kollektor an die von der Transistorenkombination abgekehrte Klemme des Meßwiderstandes
über ein Kopplungselement mit einer Spannungsschwelle angeschlossen ist, in der Weise, daß, wenn der 40
Spannungsabfall über dem Meßwiderstand zuzüglich
iEittSchwellwertspannung des zweiten
über ein Kopplungselement mit einer Spannungsschwelle angeschlossen ist, in der Weise, daß, wenn der 40
Spannungsabfall über dem Meßwiderstand zuzüglich
iEittSchwellwertspannung des zweiten
Spannungsabfall übe
der Basis-Emitter-Schwellwertspannung des zweiten
Transistors die Spannungsschwelle des Kopplungsele-
SS" und die pn.n-Transistoren^bination ao-"ST
wird nachstehend an Hand der
Ausgangsklemme 3 negativ zu machen.
Überschreitet bei Überlastung oder Kurzschluß der Ausgangsklemmen 3,4 der Strom durch den Transistor
5 einen vorbestimmten zulässigen Wert, so überschreitet auch der Spannungsabfall über dem Widerstand 6
den Spannungsabfall über den Widerstand 11 und überschreitet die dann vorwärts gerichtete Basis-Emitter-Spannung
des Transistors 9 dessen Schwellwert. Der Transistor 9 wird leitend und die »"'-»"■■"!"iiMni rW
ta dieses Transistors 9 und des
ι ,6. . Vorrichtung
nach der deutschen Auslegeschrift 11 37 776,
Fig.2 das Schaltbild eines von dieser Vorrichtung unter Verwendung einer in »Electronics« vom 23. Dezember
1960, S. 56 bis 59, beschriebenen Maßnahme hergeleiteten elektronischen Zweipols,
F i g. 3 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines elektronischen Zweipols nach der Erfindung,
Fig.4 die Strom-Spannungs-Kennlinie des Zweipols
nach F i g. 3,
Widerstandes 6 bezug auf den
o^aiiuuiigouWtuti %-~„. CiCr
Rückwärtsrichtung polarisiert Nahezu unabhängig von der über den Widerstand 7 der Basis des Transistors 8
zugeführten Spannung werden also diese Transistoren gesperrt, und die Verbindung zwischen den Klemmen 1
und 3 wird unterbrochen. Infolge dieser Sperrung nimmt die Spannung über der Koüektor-Emitter-Strecke des
Transistors 5 derart stark zu, daß der Transistor 9 nun über den Widerstand 13 leitend gehalten wird. Über den
ich F i g. 3, Widerstand 10 wird der Transistor 5 auch unmittelbar
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine monolitische 6o gesperrt, so daß er nur seinen Kollektor-Leckstrom und
Ausbildung des Zweipols nach F i g. 3, nicht den (verstärkten) Kollektor-Leckstrom des Tran-
Fig.6 das Schaltbild einer sich für Wechselstrom
eignenden Ausführungsform des Zweipols nach der
Erfindung und
Fig. 7 das Schaltbild einer anderen sich für Wechselstrom eignenden Ausführungsform, die als eine
integrierte monolitische Schaltung hergestellt werden nicht den (verstärkten) Kollektor-Leckstrom des Transistors
8 durchläßt.
Nach Beseitigung der Ursache der Überlastung kann der Transistor 9 wieder gesperrt werden, und die
Transistoren 5 und 8 können wieder leitend gemacht werden, indem der Kontakt des Schalters 14 kurzzeitig
unterbrochen wird.
In »Elektronics« vom 23. Dezember 1960, S. 56 bis 59
wird ein Spannungsstabilisator beschrieben (s. dort Fig.4), der mit einer der in der deutschen Auslegeschrift
11 37 776 beschriebenen Vorrichtung ähnlichen Überstrom-Sicherungsvorrichtung versehen ist. Nach
einer der in dieser Literaturstelle beschriebenen Abänderungen ist der aus den Widerständen 11 und 12
bestehende Spannungsteiler der F i g. 1 fortgelassen und eine Zenerdiode mit dem Widerstand 13 in Reihe
geschaltet.
Wenn von dem Spannungsstabilisator nach F i g. 1 ausgegangen und die in »Electronics« beschriebene
Rückkopplungsschleife mit einer Zenerdiode verwendet wird, wird der elektronische Überstrom-Sicherungszweipol
nach Fig.2 dadurch erhalten, daß die nicht dargestellte Steuervorrichtung und der Verstärkertransistor
8 fortgelassen werden und die Basis des Leistungstransistors 5 normalerweise in der Vorwärtsrichtung
polarisiert wird, indem das Ende des Widerstandes 7, an das die Steuervorrichtung angeschlossen
war, mit der negativen Eingangsklemme 1 verbunden wird.
Wenn der Spannungsabfall über dem Widerstand 6 zuzüglich des Spannungsabfalls über der Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistors 5 die Zenerspannung der Zenerdiode 15 zuzüglich der Basis-Emitter-Schwellwertspannung
des Transistors 9 überschreitet, wird dieser Transistor leitend und der Leistungstransistor 5
gesperrt Der Spannungsabfall über der Kollektor-Emitter-Strecke dieses Transistors wird dann nahezu gleich
der Ausgangsspannung, so daß der Transistor 9 leitend bleibt und den Transistor 5 im gesperrten Zustand hält.
In dem oben an Hand der Fig.2 beschriebenen
Zweipol ist der höchstverfügbare Belastungsstrom /„,„.
abgesehen von der Abschaltung zum Erzielen der beabsichtigten Stromsicherung, nahezu gleich:
Widerstand 6 beschränkt wird. /„» bleibt jedoch gleich
R7 + us · .R,, '
in welcher Formel « 5' den Emitter-Basis-Stromverstärkungsfaktor
des Transistors 5 und V1 die Eingangsspannung an der Klemme 1 darstellt- Andererseits ist der bei
gesperrtem Transistor 5 noch durchgelassene Strom Am
gleich:
V,
R-
V. - V,
15
■13
Wenn somit ein großer Strom /„» zur Verfugung
stehen soll wobei der Zweipol dennoch derart eingestellt werden kann, daß er bei einem /„„,
unterschreitenden Strom abschaltet soll der Widerstand 7 verhältnismäßig klein gewählt werden, weil A5'
nicht unbeschränkt groß gemacht werden kann, so daß Im schließlich noch ungünstig groß sein kann.
Durch die Anwendung einer der dem Spannungsstabilisator
nach F i g. I entsprechenden Transistorenkaskade 8, 5 wird der Preis des Zweipols gesteigert und
wird keine wesentliche Verbesserung erzielt weil der Widerstand tO unentbehrlich ist und nicht unbeschränkt
groß gewählt werden kann: Ann wird dann durch
Jl
r15
13
V<
wobei der Widerstand 13 nur kleiner sein soll, damit auch der Leistungstransistor 5 über den Widerstand 10
gesperrt gehalten werden kann.
F i g. 3 zeigt das Schaltbild einer ersten Ausführungsform des elektronischen Zweipols nach der Erfindung. Dieser Zweipol besteht aus der Reihenschaltung einer pnpn-Transistorenkombination 16,17 und eines Strommeßwiderstandes 6. Der von diesem Widerstand abgekehrte erste Transistor 16 der Transistorenkombination ist vom pnp-Leitfähigkeitstyp und enthält einen zusätzlichen Kollektor, der derart angebracht ist, daß, wie in der britischen Patentschrift 10 39 915 beschrieben wurde, die sich zu seinem mit der Basis des anderen Transistors 17 der Kombination verbundenen üblichen Kollektor bewegenden Minoritätsladungsträger durch ihn aufgefangen oder gesammelt werden können. Dieser zusätzliche Kollektor ist an die von der Transistorenkombination abgekehrte Klemme des Meßwiderstandes 6 über ein Kopplungselement 18 mit einer Spannungsschwelle angeschlossen, welches Element aus der Reihenschaltung zweier in der Vorwärtsrichtung geschalteter Dioden besteht.
F i g. 3 zeigt das Schaltbild einer ersten Ausführungsform des elektronischen Zweipols nach der Erfindung. Dieser Zweipol besteht aus der Reihenschaltung einer pnpn-Transistorenkombination 16,17 und eines Strommeßwiderstandes 6. Der von diesem Widerstand abgekehrte erste Transistor 16 der Transistorenkombination ist vom pnp-Leitfähigkeitstyp und enthält einen zusätzlichen Kollektor, der derart angebracht ist, daß, wie in der britischen Patentschrift 10 39 915 beschrieben wurde, die sich zu seinem mit der Basis des anderen Transistors 17 der Kombination verbundenen üblichen Kollektor bewegenden Minoritätsladungsträger durch ihn aufgefangen oder gesammelt werden können. Dieser zusätzliche Kollektor ist an die von der Transistorenkombination abgekehrte Klemme des Meßwiderstandes 6 über ein Kopplungselement 18 mit einer Spannungsschwelle angeschlossen, welches Element aus der Reihenschaltung zweier in der Vorwärtsrichtung geschalteter Dioden besteht.
Das Diagramm der F i g. 4 zeigt den Strom / durch den Zweipol nach F i g. 3 als Funktion der Spannung V
über diesem Zweipol.
Wäre die Klemme 1 negativ, so bliebe der Strom / nahezu gleich Null, bis die Spannung V den Wert der
Rückwärts-Durchschlagspannung (etwa 120 V) der Transistorenkombination 16, 17 erreichen würde,
wonach der Strom / in der negativen Richtung fließen und sein Wert mit großer Steilheit zunehmen würde.
Bei positiver Klemme 1 ist der Strom / anfänglich sehr klein und nimmt z. B. allmählich auf etwa 100 μ Α zu,
bis die Spannung V den Schwellwert von z. B. etwa 1 V der Transistorenkombination erreicht Von diesem
Schwellwert an nimmt der Strom / dann mit einer Steilheit zu, die dem Wert des Meßwiderstandes 6
nahezu entspricht Bei einem Wert det Spannung V von
z.B. 1,5V, bei dem der Spannungsabfall über dem
Meßwidersland 6 zuzüglich der Basis-Emitter-Schwellwertspannung
des zweiten Transistors 17 die Spannungsschwclle V,R des Kopplungselements 18 überschreitet
kann durch dieses Element ein Rückwärtsstrom aus dem zusätzlichen Kollektor des pnp-Transistors
16 fließen. Der zusätzliche Kollektor sammelt dann die sich zu den üblichen Kollektor des Transistors
16 bewegenden Minoritätsladungsträger. Diese sind zum Betreiben und Leiten der pnpn-Transistorenkombination
unentbehrlich, so daß der Gesamtstromdurchgang durch diese Kombination infolge der vorzeitiger
Abfuhr dieser Minoritätsladungsträger durch der zusätzlichen Kollektor unterbrochen wird weil keine
Minoritatsladungstrager mehr emittiert werden.
Der Vorwärtsstrom / wird somit unterbrochen unc kann einem vorher bestimmten Wert VWR* nich
Oberschreiten Nimmt V weiter to. so fließt noch eil
kleiner Strom
J.
dargestellt, so daß bei einem nicht zu hohen Wert des
Widerstandes 7 der Strom /m*. insbesondere durch den
wobei R7 den Wert des Widerstandes 7 darstellt, übe
den die Basis des ersten Transsiiors 16 der Kombinatio
in der Vorwärtsrichtung polarisiert ist. Wenn die Spannung V schließlich einen hohen Wert, z. B. 60 V
(gleich der Vorwärts-Durchschlagspannung der Transistorenkombination 16, 17), der nimmt der Strom /
wieder plötzlich zu.
Beim beschriebenen Zweipol ist der höchstverfügbare Strom
da der Widerstand der Transistorcnkombinaiion 16, 17
infolge der gegenseitigen regenerativen Rückkopplung der Transistoren 16, 17 nahe/u gleich Null ist.
Andererseits kann der Strom
im ausgeschalteten Zustand sehr klein gemacht werden. indem ein Widerstand 7 mit einem hohen Wert, z. B.
100 kn, gewählt wird. Tatsächlich beeinflußt dieser
Widerstand 7 den im eingeschalteten Zustand fließenden Strom nicht und dient nur dazu, das Leitendwerden
des Transistors 16 und somit der Transisiorenkombination beim Anlegen einer Vorwärtsspannung an seinen
Emitter dadurch zu sichern, daß er einen anfänglichen, wenn auch sehr kleinen Emitter-Basis-Anlaßstrom
durchläßt.
F i g. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Halbleiterplatte, die z. B. aus Silizium besteht, wobei in einer Insel
20 dieser Platte der elektronische Zweipol nach F i g. 3 in monolitischer Form integriert ist. Die Insel 20 ist vom
n-Leitfähigkeitstyp und ist durch epitaktischen Anwuchs auf einem nur zum Teil dargestellten Substrat 30
erhalten. Auf der freien Seite der Insel 20 sind (schraffiert dargestellte) p-leitende Gebiete 21 bis 26
durch Diffusion eines Akzeptors gebildet, während auf den Freien Seiten von drei dieser p-leitenden Gebiete
(23, 25 und 26) wieder n-Ieitende Gebiete 27, 28 und 29 durch Diffusion eines Donators gebildet sind. Die
Transistorenkombination 16, 17 besteht somit aus dem linken Teil der Insel; das p-U;ilende Gebiet 21 ist mit
einer positiven Eingangsklemme 1 verbunden und bildet den Emitter des pnp-Transistors 16. Das größte nach
wie vor unveränderte Gebiet der Insel 20 bildet die Basis dieses Transistors und den Kollektor des
npn-Transistors 17. Das p-leitende Gebiet 22 bildet den zusätzlichen Kollektor des pnp-Transistors 16, während
das p-leitende Gebiet 23 seinen üblichen Kollektor und zugleich die Basis des npn-Transistors 17 bildet; das
innerhalb des p-leitenden Gebietes 23 gebildete η-leitende Gebiet 27 ist der Emitter des npn-Transistors
17. Das p-leitende Gebiet 24 ist mit zwei Anschlüssen versehen und bildet den Meßwiderstand 6; die
p-leitenden Gebiete 25 und 26, die je ein n-leitendes Gebiet 28 bzw. 29 einschließen, bilden je eine der
Dioden 18. Schließlich kann der Anlaßwiderstand 7 auf verschiedene Weise verwirklicht werden: Wenn niedrige Spannungen angelegt werden, kann er z. B. durch
einen sogenannten »begrabenen« Widerstand in einem 6o diese Ausschaltperiode
Teil des n-Ieitenden Gebietes 20 gebildet werden: bei Kondensators 19 bzw. 19
höheren Spannungen kann er aufgedampft oder als zusätzlicher Außenwiderstand zugeordnet werden.
Fig.6 zeigt das Schaltbild einer Ausführungsfom
eines elektronischen Zweipols zum Unierbrechen eine« Wechselstroms. Dieser Zweipol enthält eine zweite
pnpn-Transistorenkombination 16', 17'. die zu der erster Kombination 16, 17 gegensinnig parallel geschaltet ist
Dabei ist der vom Meßwiderstand 6 abgekehrte Transistor 16' dieser zweiten Kombination von einendem
des ersten Transistors 16 der ersten Kombinatior entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp. Dieser Transistor
16' ist mit einem zusätzlichen Kollektor versehen, det über Dioden 18' mit der Ausgangsklemme 3 verbunder
ist. Dabei sind diese Dioden in einer der der Dioden Ii
entgegengesetzten Leitungsrichtung geschaltet. Dieser Zweipol spricht selbstverständlich auf den Spitzenwert
des ihn durchfließenden Wechselstroms an und schaltet am Anfang jeder neuen Halbperiode dieses Strome«
wieder ein. Wenn nach einmaligem Überschreiten de« durch den Widerstand 6 und die Dioden 18 und 18
bestimmten Wertes eine dauernde Unterbrechung de« Stromes verlangt wird, können die zusätzlicher
Kollektoren der Transistoren 16 und 16' zwischen der aufeinanderfolgenden Vorwärtsstromhalbperioder
durch Kondensatoren 19 und 19' in bezug auf ihre Baser nach wie vor "in der Rückwärlsrichtung polarisier!
werden.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel enthäli einen gemeinsamen Strommeßwiderstand 6 und einer
gemeinsamen Anlaßwiderstand 7 für die beider Transistorenkombinationen 16,17 und 16'. 17' und weis
also eine Mindestzahl von Einzelteilen auf. Diese Zweipol kann aber nicht in monolithischer Form in eine
einzigen Halbleiterinsel integriert werden.
Fig. 7 zeigt das Schaltbild einer anderen sich fü
Wechselstrom eignenden Ausführungsform des elektro nischen Zweipols nach der Erfindung, der wohl ir
monolithischer Form in einer einzigen Halbleiterinse integriert werden kann. Diese Ausführungsform enthäl
eine zweite mit der ersten Reihenschaltung 16, 17 6 identische und zu dieser gegensinnig parallel geschal
tete Reihenschaltung einer pnpn-Transistorcnkombina tion 16", 17" und eines Strommeßwiderstandes 6'
wobei die Basis-Elektroden der ersten Transistoren K und 16" und die Kollektoren der zweiten Transistorer
17 und 17" unmittelbar miteinander verbunden sind. Si( enthält ferner ein mit dem Element 18 der erster
Reihenschaltung identisches Kopplungselement 18" mi einer Spannungsschwelle und einen dem Anlaßwider
stand 7 für die erste Transistorenkombination entspre chenden Anlaßwiderstand 7", der jedoch über dei
Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors 16' der zweiten Transistorenkombination geschaltet ist. Be
dieser Ausführungsform können gleichfalls Kondensa toren, wie die Kondensatoren 19 und 19' der Fig.6
zugeordnet werden, so daß der Zweipol auch zwischer aufeinanderfolgenden Halbperioden derselben Polaritä
im gesperrten Zustand gehalten wird und nur beim Aus und Wiedereinschalten der Eingangs- oder Speisespan
nung V,durch erneutes Anlassen über die Widerstände i und 7" wieder leitend gemacht werden kann, wöbe
dann die mit Hilfe de; erhöhte Rückwärtszeitkon
stante des Teiles 16, 18, 19
Zweipols überschreiten soll.
bzw. 16". 18", 19" de;
609 653/1OC
Claims (13)
1. Elektronischer Zweipol mit einer pnpn-Transistorenkombination
zum selbsttätigen Unterbrechen eines Stromkreises, wenn der diesen Kreis durchfließende
Strom einen vorbestimmten Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß mit der
pnpn-Transistorenkombination (16, 17) ein Strommeßwiderstand
(6) in Reihe geschaltet ist, daß der vom Meßwiderstand (6) abgekehrte erste Transistor
(16) dieser Kombination mit einem zusätzlichen Kollektor versehen ist, der derart angeordnet ist,
daß die sich zu seinem mit der Basis des anderen Transistors (17) der Kombination verbundenen
üblichen Kollektor bewegenden Minoritätsladungsträger durch ihn aufgefangen werden können, und
daß dieser zusätzliche Kollektor an die von der Transistorenkombination abgekehrte Klemme (3)
des Meßwiderstandes (6) über ein Kopplungselement (18) mit einer Spannungsschwelle angeschlossen
ist, in der Weise, daß, wenn der Spannungsabfall ftber dem Meßwiderstand (6) zuzüglich der Basis-Emitter-Schwellwertspannung
des' zweiten Transistors (17) die Spannungsschwelle des Kopplungselements
(18) überschreitet, der zusätzliche Kollektor <len Strom zu dem üblichen Kollektor des ersten
Transistors (16) auffängt und die pnpn-Transistorenkombination (16,17) abschaltet.
2. Zweipol nach Anspruch 1, dadurch gekennfceichnet,
daß die Basis des ersten (16) und der Kollektor des zweiten (17) Transistors an die von der
Transistorenkombination abgekehrte Klemme (3) des Meßwiderstandes (6) über Anlaßwiderstand (7)
mit verhältnismäßig hohem Wert angeschlossen Sind.
3. Zweipol nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement (18) aus
der Reihenschaltung wenigstens zweier in der Vorwärtsrichtung geschalteter Dioden besteht.
4. Zweipol nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement (18)
durch eine Zenerdiode gebildet wird.
5. Zweipol nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Unterbrechen eines Wechselstromkreises,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite pnpn-Transistorenkombination (16', 17') zu der ersten
Transistorenkombination (16,17) gegensinnig parallel geschaltet ist, wobei der vom Meßwiderstand (6)
abgekehrte Transistor (16') dieser zweiten Kombination von einem dem des ersten Transistors (16) der
ersten Kombination entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp ist und einen zusätzlichen Kollektor enthält.
6. Zweipol nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Kollektor des ersten
Transistors (16') der zweiten Transistorenkombination (16', 17') an die von den Transistorenkombinationen
abgekehrte Klemme (3) des Meßwiderslandes (6) über ein zweites Kopplungselement (18') mit
einer Spannungsschwelle angeschlossen ist.
7. Zweipol nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten (16,16') und
der Kollektor des zweiten (17, 17') Transistors der beiden Transistorenkombinationen über einen gemeinsamen
Anlaßwiderstand (7) mit verhältnismä-Big hohem Wert an die von den Transistorenkombinationen
abgekehrte Klemme (3) des Meßwiderstandes (6) angeschlossen sind.
8. Zweipol nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zum Unterbrechen eines Wechselstromkreises, dadurch
gekennzeichnet, daß er eine zweite mit der ersten (16, 17) Reihenschaltung identische und zu dieser
gegensinnig parallel geschaltete Reihenschaltung einer pnpn-Transistorenkombination (16", 17") und
eines Strommeßwiderstandes (6") enthält, die mit einem zweiten Kopplungselement (18") mit einer
Spannungsschwelle versehen ist
9. Zweipol nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens
größtenteils aus einer einzigen integrierten Schaltung besteht
10. Zweipol nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens größtenteils aus einer
einzigen monolithischen Schaltung besteht
11. Zweipol nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet daß der Meßwiderstand (6) ein gesondertes, einstellbares Element ist
12. Zweipol nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistorenkombinationen mit den zugehörigen Kopplungselementen
in einer einzigen integrierten Schaltung aufgenommen sind.
13. Zweipol nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Strommeßwiderstände (6,
6") in der integrierten Schaltung aufgenommen sind.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6807092A NL6807092A (de) | 1968-05-18 | 1968-05-18 | |
NL6807092 | 1968-05-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1924782A1 DE1924782A1 (de) | 1969-11-27 |
DE1924782B2 DE1924782B2 (de) | 1976-05-13 |
DE1924782C3 true DE1924782C3 (de) | 1976-12-30 |
Family
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