DE2222298A1

DE2222298A1 - Integrierte halbleiterfestkoerperschaltung fuer einen transistor-schaltverstaerker

Info

Publication number: DE2222298A1
Application number: DE19722222298
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Keller
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1972-05-06
Filing date: 1972-05-06
Publication date: 1973-12-20
Also published as: GB1396218A; IT1046613B; CH633873A4; JPS4962164A; CH572238B5; FR2183790A1; US3845367A

Description

Deutsche ITT Industries GmbH H. Keller 49

78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 Mo/Ra

5. Mai 1972

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG,

FREIBURG I.B.

Integrierte Halbleiterfestkörperschaltung für einen Transistor-Schaltverstärker

Zusatz zu Patent 1 300 149

Die Erfindung betrifft eine Abwandlung der integrierten Halbleiterfestkörperschaltung für einen Transistor-Schaltverstärker, insbesondere zur Anwendung bei sich selbst steuernden Uhrenantrieben, mit einer im Arbeitskreis des Verstärkertransistors angeordneten, nichtkonstanten Gleichspannungsquelle, insbesondere einer Trockenbatterie oder einem Akkumulator als Energiequelle, mit einer zwischen Basis und Emitter angeordneten Steuerwicklung und einer zwischen Emitter und Bezugspotential angeordneten Arbeitswicklung,

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wobei ein mechanisch schwingendes oder rotierendes System periodisch in der Steuerwicklung Schaltimpulse hervorruft, die über den Transistor und die Arbeitswicklung dem mechanischen System verstärkt wieder zugeführt werden, wobei ein stabilisierender Transistor vorgesehen ist, dessen Kollektor über eine unerwünschte Rückflüsse sperrende Diode an der Basis des Transistors und dessen Emitter am Bezügspotential angeschlossen ist und wobei nach Patent 1 300 14 9 die Basis des stabilisierenden Transistors am Abgriff eines ohmschen Spannungsteilers angeschlossen ist, der parallel zur Arbeitswicklung liegt.

In Fig. 1 der beigefügten Zeichnung ist die Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent gezeigt, wobei ausser den beiden Wicklungen, der Arbeitswicklung L. und der Steuerwicklung L₂, sämtliche weiteren Schaltungselemente zur integrierten Halbleiterfestkörperschaltung zusammengefasst sind. Diese Halbleiterfestkörperschaltung ist so aufgebaut, dass der Verstärkertransistor T. mit seinem Kollektor direkt am Pluspol der Gleichspannungsquelle U_Q angeschlossen ist, während von dessen Emitter die Arbeitswicklung L₁ zum Bezugspotential und die Steuerwicklung L„ zu dessen Basis führt, wobei der Arbeitswicklung L der aus den Widerständen R , R₂ bestehende Spannungsteiler parallelgeschaltet ist. Der stabilisierende Transistor T₂ liegt mit seinem Emitter an Bezugspotential, mit seiner Basis am Abgriff des Spannungsteilers und mit seinem Kollektor über die Diode D an der Basis des Verstärkertransistors T .

Die Halbleiterfestkörperschaltung nach dem Hauptpatent hat sich für die Verwendung in Grossuhren, d. h. in Wand- und Weckeruhren bewährt und auf dem Markt durchgesetzt. Der Verwendung für kleinere Uhren, die somit ein kleineres Volumen, und damit einen kleineren Energieinhalt der Trockenbatterie oder des Akkumulators bedingen,

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steht jedoch der Nachteil entgegen, dass dem elektromagnetischen-Unruhsystem durch den der Arbeitswicklung L₁ parallelgeschalteten Spannungsteiler während der Dauer der in der Wicklung induzierten Spannung Energie entzogen wird, d. h. der Spannungsteiler bedämpft die Arbeitswicklung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die integrierte Halbleiterfestkörperschaltung nach dem Hauptpatent derart abzuwandeln, dass dieser Nachteil nicht mehr auftritt, d. h. dass das gesamte Antriebssystem weniger Strom verbraucht. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der bezugspotentialabgewandte Anschluss des Spannungsteilers am Emitter eines Zusatztransistors angeschlossen ist, dessen Kollektor mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle und dessen Basis mit der Basis des Verstärkertransistors verbunden ist.

Vorteilhaft ist eine derartige Dimensionierung der Steuerspule, dass die Amplitude der in ihr induzierten Spannung 0,5 V nicht überschreitet. Dann kann die Diode durch eine leitende Verbindung ersetzt werden, wenn gleichzeitig der Halbleiterkörper nicht wie' üblich an Bezugspotential, sondern an der Basis des Verstärkertransistors angeschlossen wird.

In Weiterbildung der Erfindung können die Widerstände des Spannungsteilers wie bei der Halbleiterfestkörperschaltung des Hauptpatentes entweder auf dem Halbleiterkörper der Halbleiterfestkörperschaltung als Widerstandsbahnen aufgebracht sein oder aus . Zonen des Halbleiterkörpers selbst bestehen. Um die integrierte Halbleiterfestkörperschaltung ferner verschiedenen Batteriespannungen anpassen zu können, ist es von Vorteil, wenn zum Einstellen des Spannungsteilerverhältnisses mindestens einer der Widerstände

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des Spannungsteilers aus mehreren parallel- und/oder seriengeschalteten Teilwiderständen besteht, von denen je nach vorhandenem Spannungswert der Gleichspannungsquelle mindestens einer offen bzw. kurzgeschlossen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Spannungsteilerverhältnis dadurch eingestellt ist, dass die nicht anzuschliessenden bzw. kurzzuschliessenden Teilwiderstände unter den Öffnungen einer zunächst alle Teilwiderstände bedeckenden Metallschicht liegen. Schliesslich ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der erfindungsgemässen Halbleiterfestkörperschaltung, wenn der Verstärkertransistor und der Zusatztransistor in einem Doppelemittertransistor vereinigt sind.

Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der in der Zeichnung dargestellten weiteren Figuren 2 und 3 erläutert.

Fig. 2 zeigt das elektrische Schaltbild der integrierten Halbleiterfestkörperschaltung nach der Erfindung und

Fig. 3 das Schaltbild' der erwähnten Weiterbildung.

Das in Fig. 2 gezeigte Schaltbild der integrierten Halbleiterfestkörperschaltung nach der Erfindung besteht mit Ausnahme des Zusatztransistors T_ aus denselben Bauelementen wie die Anordnung nach Fig. l, wobei die Diode D gestrichelt gezeichnet ist, um das erwähnte Weglassenkönnen anzudeuten. Der nach Fig. 1 mit dem Emitter des Verstärkertransistors T verbundene Anschluss des Spannungsteilerwiderstandes R ist in erfindungsgemässer Weise mit dem Emitter des Zusatztransistors T verbunden, dessen Basis an der Basis des Verstärkertransistors T liegt und dessen Kollektor am positiven Pol der Gleichspannungsquelle U₀ angeschlossen ist. Dadurch wird erreicht, dass die Arbeitswicklung L nicht mehr mit dem Spannungsteiler belastet ist, dass jedoch am mit dem

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Emitter des Zusatztransistors T_ verbundenen Anschluss des Spannungsteilerwiderstandes R dasselbe Potential liegt wie bei der Anordnung nacfh Fig. 1, weil nämlich sowohl der Arbeitswicklung L als auch dem Spannungsteiler R bezüglich der Basis des Verstärkertransistors T jeweils die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors mit ihrer konstanten Schwellspannung vorgeschaltet ist. Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Halbleiterfestkörperschaltung ist somit mit der in der Patentschrift des Hauptpatents,· Spalte 2, Zeilen 15 - 68 geschilderten Wirkungsweise identisch.

In Fig. 3 ist das Schaltbild der erwähnten Weiterbildung der Erfindung gezeigt, bei der der Verstärkertransistor T und der Zusatztransistor T_ zum Doppelemittertransistor T , zusammengefasst sind.

Der erwähnte fakultative Ersatz der Diode D bei entsprechender Begrenzung der Amplitude der in der Steuerspule induzierten Spannung auf maximal 0,5 V, wodurch der Kollektor des stabilisierenden Transistors T₂ direkt ah der Basis des Verstärkertransistors T₁ bzw. des Doppelemittertransistors T _ angeschlossen ist, wird dadurch ermöglicht, dass man den Halbleiterkörper der integrierten Halbleiterfestkörperschaltung nicht wie üblich mit dem Bezugspotential, sondern mit der Basis des Verstärkertransistors T₁ bzw. der Basis des Doppelemittertransistors T₁- verbindet. Durch diese mögliche Einsparung der Diode D_s die in der Halbleiterfestkörperschaltung selbstverständlich als Transistorstruktur ausgeführt ist, benötigt die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung trotz des Zusatztransistors T_ keine grössere Fläche und kann daher mit denselben Abmessungen wie die Halbleiterfestkörperschaltung nach dem Hauptpatent hergestellt werden.

6 Patentansprüche

1 Blatt Zeichnung mit 3 Figuren

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

i"j Abwandlung der integrierten Halbleiterfestkörperschaltung für einen Transistor-Schaltverstärker, insbesondere zur Anwendung bei sich selbst steuernden Uhrenantrieben, mit einer im Arbeitskreis des Verstärkertransistors angeordneten, nichtkonstanten Gleichspannungsquelle, insbesondere einer Trockenbatterie oder einem Akkumulator als Energiequelle, mit einer zwischen Basis und Emitter angeordneten Steuerwicklung und einer zwischen Emitter und Bezugspotential angeordneten Arbeitswicklung, wobei ein mechanisch schwingendes oder rotierendes System periodisch in der Steuerwicklung Schaltimpulse hervorruft, die über den Transistor und die Arbeitswicklung dem mechanischen System verstärkt wieder zugeführt werden, wobei ferner ein stabilisier render Transistor vorgesehen ist, dessen Kollektor über eine unerwünschte Rückflüsse sperrende Diode an der Basis des Transistors und dessen Emitter am Bezugspotential angeschlossen ist und wobei nach Patent 1 300 149 die Basis des stabilisierenden Transistors am Abgriff eines ohmschen Spannungsteilers angeschlossen ist, der parallel zur Arbeitswicklung liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der bezugspotentialabgewandte Anschluss des Spannungsteilers (R , R_) am Emitter eines Zusatztransistofs (T_) angeschlossen ist, dessen Kollektor mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle (U₀) und dessen Basis mit der Basis des Verstärkertransistors (T.) verbunden ist.
2. Halbleiterfestkörperschaltung nach·Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Diode (D) durch eine leitende Verbindung ersetzt ist und dass der Halbleiterkörper nicht wie

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üblich an Bezugspotential, sondern an der Basis des Verr Stärkungstransistors (T ) angeschlossen ist, wobei die Amplitude der Steuerspule induzierten Spannung maximal 0,5 V beträgt.
3. Halbleiterfestkörperschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände (R₁, R₂) des Spannungsteilers auf dem Halbleiterkörper der Hälbleiterfestkörperschaltung als Widerstandsbahnen aufgebracht sind oder aus Zonen des Halbleiterkörpers selbst bestehen.
4. Halbleiterfestkörperschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen des Spannungsteilerverhältnisses mindestens einer der Widerstände (R , R₂) des Spannungsteilers aus mehreren parallel- und/oder seriengeschalteten Teilwiderständen besteht, von denen je nach vorhandenem Spännungswert der Gleichspannungs-

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quelle (U_Q) mindestens einer offen bzw. kurzgeschlossen ist.
5. Halbleiterfestkörperschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannungsteilerverhältnis dadurch eingestellt ist, dass die nicht anzuschliessenden bzw. kurzzuschliessenden Teilwiderstände unter den öffnungen einer zunächst alle Teilwiderstände bedeckenden Metallschicht liegen.
6. Halbleiterfestkörperschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkertransistor (T.) und der Zusatztransistor (T₃) in einem Doppelemittertransistor (T₁₃) vereinigt sind.

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