DE2006166A1 - Schaltungsanordnung eines integrier baren Auswahlschalters fur Magnetdraht speicher - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT - München 2, ι '■ ^:'-- -·

Wittelsbacherplatz

Schaltungsanordnung eines integrierbaren Auswahlschalters

Pur die wirtschaftliche Organisation eines Magnetdrahtspeichers ist ein elektronischer Schalter notv/endig, der aus einer Gruppe von Speicherdrähten nur einen einzigen mit den Signal- und Ansteuerkreisen verbindet. Dieser Schalter muß Ansteuerströme beider Polarität von einem sogenannten Bittreiber auf einen Speicherdraht und Signälspannungen vom Speicherdraht auf einen sogenannten Leseverstärker mit Anstiegszeiten im Bereich von 1o ns zu übertragen gestatten, während die übrigen Schalter, die jeweils mit einem der übrigen Speicherdrähte der Gruppe verbunden sind, total sperren müssen. Es soll eine Schalterfrequenz bis zu 1o MHz möglich sein. Das räumliche Volumen eines solchen Schalters soll eng begrenzt bleiben, nicht nur damit möglichst viele Schalter in einem Gehäuse untergebracht werden können, sondern auch damit keine störenden Leitungslängen auftreten. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, einen solchen Auswahlschalter in integrierter Bauweise auszuführen.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung eines integrierbaren Ausv/ahlschalters für Magnetdrahtspeicher, wobei der eigentliche Schalter zwischen zwei Polklemmen liegt und aus zwei Schalt transistoren besteht, die derart zusammen-.geschaltet sind, daß Ströme in beiden Richtungen zwischen den Polklemmen fließen können, die mit einem Speicherdraht bzw. mit einem Bittreiber und einem Leseverstärker verbunden sind.

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Es ist beispielsweise aus "Electronics" vom 11. Nov. 1968, Seite 124 bis 128 ein solcher Auswahlschalter mit zwei Transistoren bekannt. Diese Transistoren sind jedoch von verschiedenem Leitfähigkeitstyp und verbieten dadurch eine einfache Integration ohne großen technischen Aufwand.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen leicht integrierbaren Ausv/ahls ehalt er anzugeben, die nur Transistoren vom gleichen Leitfähigkeitstyp enthält; ebenso allenfalls ohrnsche Widerstände, an die keine groiSen Toleranzforderurigen gestellt werden, d.h., die nicht strom- oder spannungsbestimmend sind. Darüberhinaus sollen die Polklemmen in ihrem Potential von Steuerströmen des Auswahlschalters möglichst unbeeinflußt sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Emitter-Kollektor-Strecken der beiden Schalttransistoren zueinander entgegengesetzt parallel zwischen den Polklemmen liegen und daß die Basen jeweils mit einer Steuerschaltung verbunden sind, die aufgrund eines Ansteuersignals gleichzeitig beiden Schalttransistoren eingeprägte Basisströme liefern und vorzugsweise aus je einem Steuertransistor, aus je einem ohmschen 'Viderstand und aus je einer Diode bestehen, wobei die Basen der Schalttransistoren am Emitter des entsprechenden Steuertransistors und über je eine der Dioden an einer Klemme für das Ansteuersignal liegen, während die Kollektoren der Steuertransistoren jeweils mit einer Kollektorklemme verbunden sind, die jeweils über einen sich außerhalb der Integrierten Schaltung befindlichen ohmschen Widerstand auf positivem Potential liegen, und die Basen der Steuertransistoren über je einen ohmschen Widerstand gemeinsam zu einer weiteren Klemme mit positivem

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Potential führen? daß außerdem eine Absaugschaltung für die eingeprägten Basisströme vorgesehen ist, die mit mindestens einer der beiden Polklemmen verbunden ist, und daß weiterhin alle Transistoren vorn gleichen Leitfähigkeit sty ρ sind.

"üin solcher erfindungsgemäßer Auswahl schalt er erfüllt nicht nur die gestellte Aufgabe für die leichte Integrierbarkeit, sondern weist auch den Vorteil auf, daß er nur einer minimalen leistung su::i öffnen und Schließen bedarf. Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Steuerschaltungen stehen offen, erhöhen aber unter Umstunden den Aufwand.

Die prinzipielle Funktionsweise eines erfindungsgemäß aufgebauten Auswahl schalters soll anhand zweier Außführungsbeispiele näher erläutert werden. DIeBt= beiden Ausführungsbeispiele - in den beiden Figuren der Zeichnung dargestellt sind mit der bevorzugten Steuerschaltung ausgestattet, sind aber unterschiedlich in der Absaugschaltung.

Die Absaugschaltung des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 1 ist lediglich prinzipieller Art und dementsprechend einfach. Sie besteht darin, daß an die eine Polklemme über einen ohmsehen "Viderstand ein negatives Potential gelegt ist, wodurch die in den Schalttransistoren fließenden Basisströme von der anderen Polklemme abgehalten werden. Das Vorzeichen dieses Potentials ist durch den Leitfähigkeitstyp der Transistoren bedingt.

In beiden Figuren ist der integrierte Teil der Schaltungsanordnung gestrichelt umrandet. Extern sind außer dem an den Polklemmen angeschlossenen und durch den Auswahlschalter su verbindenden Auswahldraht, Bittreiber und Leseverstärker ohmsehe Widerstände angeschlossen, die bei den Steuerschaltungen die eingeprägten Ströme bestimmen und bei den Absaugschaltungen deren Wirksamkeit. Zu diesem Zweck müssen an

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diese ohmschen Widerstände höhere Tolerahzforderurigen gestellt werden, die kaum erfüllt werden könnten* wenn die ohmschen Widerstände in den integrierten Teil einbezogen wurden. Dieser durch die Forderung nach einer einwandfreien Funktion bedingte Nachteil, der beim Einzelschalter im zusätzlichen Schaltungsaufwand besteht, erweist sich dann als tragbar, wenn mehrere Schalter zu einer ganzen Gruppe zusammengestellt werden. Von dieser Gruppe mit beispielsweise neun Schaltern ist jeweils nur ein einziger geschlossen, während die anderen acht gesperrt sind. Aus diesem Grunde können sämtliche sich entsprechenden Klemmen der einzelnen neun Schalter, über die konstante Potentiale

' angelegt sind, zusammengefaßt werden. Dadurch werden für die gesamte Gruppe jeweils nur einmal die ohmschen '.Viderstände benötigt* Sämtliche Ströme, die den Schalttransistoren als Basisströme eingeprägt werden - im folgenden Vorbereitungsströme genannt - v/erden von derselben Quelle geliefert und sind also für jeden Schalter gleichmäßig. Das ergibt für eine ganze Gruppe von Schaltern einen entscheidenden Vorteil. Die übrigen ohmschen Widerstände sind in den integrierten Teil einbezogen. Inre Toleranzen beeinflussen nur unwesentlich die Funktionsgenauigkeit,des Aus-'vah! ε cha ^Ί t ■-. r ζ . In Figur 1 besitzt der integrierte Teil die äußeren Klemmen 11 bis 14 und die Polklemmen 3 und 4. Die Polklemmen 3 und begrenzen die zu schaltende Strecke. An der Polklemme 3 ist ein Speicherdraht angeschlossen, der einen sehr geringen ohmschen Widerstand aufweist. Er ist an dem einen Ende auf Masse gelegt, so daß die Polklemme 3 praktisch ein Potential von der Größe Null (d.i. das Potential der Masse) führt. Die Polklemme 4 ist mit einem Bittreiber und mit einem Leseverstärker verbunden, in der Zeichnung durch einen Innenwiderstand R.. symbolisiert. Die Klemme 11 ist.mit einem ■ Eingang für ein lAnnteuersignal für den Auswahlschalter verbunden. An die Klemme 14 wird ein positives Potential

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direkt und an die Klemme 12 und 13 jeweils über einen ohmschen Widerstand 16 bzw. 17 gelegt. Dabei sind die ohmschen V/iderstände 16 und 17 von gleichem Wert.

Bis dahin stimmen die Ausführungsbeispiele nach Figur 1 und Figur 2 außerhalb des integrierten Teils miteinander überein.

In Figur 1 ist auf3erdem an die Polklemme 4 über einen ohmschen V/i der st and 18 von demselben Wert wie der des ohmschen V/i der st and es 16 bzw. 17 ein negatives Potential gelegt.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 besitzt der integrierte Seil außerdem eine weitere äußere Klemme 15» an die über einen ohmschen Widerstand 24 ebenfalls von demselben Wert wie der des ohmschen Widerstandes 16 bzv/. 17 ein negatives Potential gelegt ist.

Der eigentliche Schalter besteht aus den Schalttransistoren 1 und 2. Die Polklemme 3 ist mit dem Emitter des Schalttransistors 1 und mit dem Kollektor des Schalttransistors 2, die Polklemme 4 mit dem Kollektor des Schalt transistors I und mit dem Emitter des Schalttransistors 2 verbunden. An den Basen der Schalttransistoren 1 und 2 liegt jeweils eine Steuerschaltung, von denen die eine aus dem Steuertransistor 5» aus der Diode 9 und aus dem ohmschen Widerstand 7, die andere aus dem Steuertransistor 6, aus der Diode 1o und aus dem ohmschen Widerstand 8 besteht. Der Kollektor des Steuertransistors 5 liegt an der Klemme 12, der des Steuertransistors 6 an der Klemme 13. Der Emitter des Steuertransistors 5 liegt an der Basis des Schalttransistors 1 und über die Diode 9 an der Klemme 11; dementsprechend der Emitter des Steuertransistors 6 an der Basis des Schalttransistors 2 und über die Diode 1o an

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der Klemme 11. Die Basis des Steuertransistors 5 ist über den ohms ehe η \7ider stand 7 mit der Klemme 14 verbunden, die Basis des Steuertransistors 6 über den ohmschen Widerstand 8 ebenfalls mit der Klemme 14. Beide Basen liegen außerdem ebenfalls an der Klemme 11. Sämtliche Transistoren sind vom gleichen Leitfähigkeitstyp. Insoweit stimmen die integrierten Teile beider Ausführungsbeispiele überein.

V/ird ein positives Ansteuersignal an die Klemme 11 gegeben, so werden über den Steuertransistor 5 und über den Steuertransistor 6 den Schalttransistoren 1 und 2 Basisströme die Vorbereitungsströme - eingeprägt, so daß sie leitend werden und die Strecke zwischen den beiden Polklemmen 3 und 4 für Ströme in beiden Richtungen freigeben. Die Schalttransistoren 1 und 2 bzw. der Auswahlschalter ist damit "vorbereitet" und es können zwischen den Polklemmen 3 und 4 Ströme und Spannungen beider Polarität übertragen werden. Der durch den Schalttransistor 2 fließende Vorbereitungsstrom fließt über das an die Polklemme 4 gelegte negative Potential ab, der durch den Schalttransistor 1 fließende Vorbereitungsstrom über den Schalt transistor 2 ebenfalls zur Polklemme 4. Dadurch entsteht zwar eine leichte Unsymmetrie im Betrieb der beiden Schalttransistoren 1 und 2, aber im großen und ganzen bleibt die Polklemme 3 in bezug auf die Vorbereitungsströme potentialfrei.

Die Potentialfreiheit der Polklemme 3 v/ird noch besser erreicht bei dem Ausführungsbeispiel, das in Figur 2 dargestellt ist und eine symmetrische Absaugschaltung auf v/eist. Der etwas erhöhte Aufwand ist dadurch gerechtfertigt, daß die Potentialfreiheit der Polklemme 3 für ein einwandfreies Funktionieren des Auswahlschalters für Magnetdrahtspeicher von äußerster Wichtigkeit ist. Dessenungeachtet ist der gesamte integrierte Teil des Ausführungsbeispieles nach Figur 2 leicht zu integrieren, v/as die Verfahrensschritte bei der Integration betrifft.

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Ji-i einzelnen "bestellt die Αϊ)saugsehaltung nach Figur 2 aus zwei symmetrischen Teilen* deren einer Teil einen Transistors IS, eine Diode 2ö und einen oMschen Widerstand 22 und deren anderer Teil einen Transistor 19 ? eine Bi ode 21 und einen ohmschen V/ider stand 23 enthält« Die Emitter beider Transistoren 18 und 19 sind mit der Klemme 15 verbunden.,. an die ein negatives Potential gelegt ist. Der Kollektor des Transistors t# ist mit dem Emitter des Schalttransistors 1, der Kollektor des •Transistors 19 mit dem Emitter des Schalttränsistdrs 2 verbunden. Die Basen der Transistoren 18 und 19 liegen über die Diode 2o bzv.^f. 21 an der Klemme 11 und über den ohmschen Vf'iderstand 22 bzw. 2? an der Klemme 14. Der Auswahl schalter ist gesperrt, wenn an. der Klemme 11 ein negatives Potential steht und somit alle Basen auf Sperrpotential liegen» In diesem Sperrsustand fließen durch! die Transistoren nur die Sperrströme. Bei Anlegen eines positiven Potentials an die Klemme 11 werden sämtliche Transistoren leitend. Das bedeutet* daß durch die SchalttransistOren 1 und 2 die Vorbereitungsströme fließen* die über die Transistoren 18 und 19 vollständig wieder abgesaugt werden. Die Polklemmen 3 und 4 sind damit für Ströme und Spannungen beider Polarität miteinander verbunden^ ohne daß die diesen Sustand "hervorrufenden Hilfsströme bzw. Spannungen ■■ einen Einfluß auf die Potentiale an den Pölldemmen 3 und selbst haben.

Durch die günstige Kombination von leicht zu integrierenden Schaltungen mit einer äußeren Beschallung von einer minimalen Anzahl an Bauelementen sowie durch die gering -gehaltene Anzahl der Klemmen pro Schalter erreicht man insbesondere bei Schältergrtippen mit Hilfe der vorliegenden Erfindung eine äußerste .Vfirtschaftlichkeit, bei . der ein allgemeiner günstiger Einsatz in Multiplexsystemen. denkbar £&&■.. ."■ ,

3 Patentanspruche⁵¹¹
2 Figuren

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Schaltungsanordnung eines integrier "baren Auswahlschalters für Magnetdrahtspeicher, wobei der eigentliche Schalter zwischen zwei Polklemmen liegt und aus zwei ochalttransistor.en besteht, die derart zusammengeschaltet sind, daß Ströme in beiden Richtungen zwischen den Polklemmen fließen können, die mit einem Speicherdraht bzw. mit ein em Bittreiber und einem Leseverstärker verbunden sind, dadurch gekennzeichnet., daß die Srnitter-Kollektor-Streekcn. der beiden Schalttransistoren (1 und 2) zueinander entgegengesetzt parallel zwischen den Polklemmen (3 und 4) liegen und daß die Basen jeweils mit einer Steuerschaltung verbunden sind, die aufgrund eines Ansteuersignals gleichzeitig beiden Schalttransistoren (1 und 2) eingeprägte Basisströme liefern und vorzugsweise aus je einem Steuertransistor (5 bzw. 6), aus je einem phmschen Widerstand (7 bzw. 8) und aus je einer Diode (9 bzw. 1o) bestehen, wobei die Basen der Schalttransistoren (1 und 2) am Emitter des entsprechenden Steuertranoistors (5 bzv/. 6) und über je eine der Dioden (9 und 1o) an einer Klemme (11) für das Ansteuersignal liegen, während die Kollektoren der Steuertransistoren (5 und 6) jeweils mit einer Kollektorklemme (12 bzw. 13) verbunden sind, die jeweils über einen sich außerhalb der Integrierten Schaltung befindlichen ohmschen Widerstand (16 bzw. 17) auf positivem Potential liegen und die Basen der Steuertr;jnsi stören (5 und 6) über je einen ohmschen Widerstand (7 und O) gemeinsam zu einer weiteren Klemme (H) mit positivem Potential führen; daß außerdem eine:Absaugschaltung für d:i e eingeprägten Basisströine vorgesehen ist, die mit mindestens einei* der beiden Polklemmen (Z und 4) verbunden ist, und daß weiterhin alle Transistoren vor; /rleichen Leitfähigkeitot^n sind.

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   2; Sclialtungsanordnung nach. Anspruch 1, d a d. u r c h · g e Is. e η & ζ e 1 ο ii η e t , daß die Absaugsohaltung •dadurch, verwirklieiit ist, daß die Folkleimne (4), mit

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   Setealtüngsanoridnung nach Anspruch %, dadurch .g -e -E e h η- ζ e i c h. ή e t , daß die Afesaugschaltung aus zwei symmetrischen fellen besteht^ "bei <3en^;en jeweils mit &?M Emitter eines 4er laeiden Schalttransistoren (1 und 2) der Kölleictor eines«Transistors (18 hzvi. 19) verbunden ist, dessen lasis Jeweils über eine Diode (2o bzw, 21) an der ElBttrae {11| für das Ans teuer signal und jeweils über einen otoasehen wTiderstand (22 bzv/> 23) an der Klemme (H) liegen und dessen Emitter gerne! ns aiii an einer weiteren Klemme (15) .die über einen sich vorzugsweise außerhalb .der

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