DE2244081A1

DE2244081A1 - INPUT PROTECTIVE CIRCUIT FOR SENSITIVE DEVICE INPUTS

Info

Publication number: DE2244081A1
Application number: DE19722244081
Authority: DE
Inventors: Peter Kofahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-08
Filing date: 1972-09-08
Publication date: 1974-03-28

Description

Eingangsschutzschaltung für emnfindliche Geräteeingänge Die Erfiiidung-betrifft eine Eingangssicherung für empfindliche Ger'ät-eeingänge. Input protection circuit for sensitive device inputs The invention concerns an input fuse for sensitive device inputs.

Oft ergibt sich die Aufgabe, empfindliche Geräteeingänge vor Überlastung zu schützen.Es ist bekannt, daß man dem Eingang eine Sicherungseinheit, etwa bestehend aus zwei Dioden Dl/D2,D3/D4 parallelschaltet,so daß bei größeren Eingangsspannungen diese Sicherungseinheft leitend wird und damit den Eingang des Gerätes schützt, indem Spannung am Längswiderstand R1,R2- abfällt.Often the task arises to protect sensitive device inputs from overload It is known that the entrance has a security unit, for example consisting of of two diodes Dl / D2, D3 / D4 connected in parallel, so that with larger input voltages this fuse folder becomes conductive and thus protects the input of the device, in that the voltage at the series resistor R1, R2- drops.

Insbesondere bei hochempfindlichen Geraten machen sich jedoch die Rest ströme dieser Sicherungseinhelt bemerkbar und begrenzen dadurch den maximal erreichbaren Eingangswiderstand(bei Meßgeräten den maximalen Eingangsmeßwiders'tand).However, especially with highly sensitive devices, the The residual currents of this fuse unit are noticeable and thereby limit the maximum achievable input resistance (with measuring devices the maximum input measuring resistance).

Zweck der Erfindung ist es ,die Restströme zu erniedrigen und damit den erreichbaren Eingangswiderstand zu erhohen.The purpose of the invention is to lower the residual currents and thus to increase the achievable input resistance.

Allg. wird der maximale Eingangswiderstand begrenzt durch den differenziellen Widerstand der Sicherungseinheit vgl.Fig.2 und zusätzlich, wenn die Sicherungseinheit über eine Yorspannung betrieben wird vgl.Fig.1,durch die maximal zumutbare Drift des Restquerstromes(Offsetstrom), wenn von allen anderen Forderungen der Eingangsstufe abgesehen wird.In general, the maximum input resistance is limited by the differential Resistance of the fuse unit see Fig. 2 and additionally if the fuse unit is operated via a bias voltage, see Fig. 1, due to the maximum reasonable drift of the residual cross current (offset current), if of all other requirements of the input stage is disregarded.

Bisher wurden in allen Schaltungsvarianten der Sicherungseinheit selektierte Bauelemente mit vergleichsweise erheblichen Restströmen verwandt wie z.B. einfache Dioden oder Zenerdioden,bzw.So far, the fuse unit has been selected in all circuit variants Components with comparatively significant residual currents are used, such as simple ones Diodes or Zener diodes, or.

wurde bei extremen Anforderungen-auf eine Sicherungseinheit ganz verzichtet.Die Vorteile der schon jetzt weit verbreiteten hochohmigen Feldeffekttransistoren für empfindliche Geräteeingänge können jedoch nur dann voll genutzt werden, wenn man über ausreichend hochohmige und betriebssichere Eingangsschutzschaltungen verfügt.A fuse unit was completely dispensed with in the case of extreme requirements Advantages of the already widespread high-resistance field effect transistors for Sensitive device inputs can only be fully used, however, if you have sufficiently high-resistance and operationally reliable input protection circuits.

Diese Aufhabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,dal3 als Diodcnstrecke die Basis-Kollektorstrecke eines Transistors dient,dessen Emitter offen oder mit der Basis verbunden ist.According to the invention, this object is achieved by using a diode path the base-collector path of a transistor is used, the emitter of which is open or with connected to the base.

Unter Transistoren werden hier nicht nur die als Einzelexemplare hergestellten Bauelemente verstanden,sondern auch die in integrierten Schaltkreisen technologisch als Trsnsistor erkennbaren Teilkristalle Erfahrungsgemäß eignen sich fiir den hier beschriebenen Zweck am besten die im üblichen Expitaxial-Plenar-Prozess entstandenen bipolaren Transistoren,ausgezeichnet durch stark dotierte Emitter-Bssisstrecke und schwach dotierte Kollektor-Basisstrecke.Die Gründe für die vergleichsweise kleinen Kollektorrestströme sind in den dünneren Kollektor-Basisübergängen und dei kleineren Ladungsträgerkonzentration zu suchen.Transistors here are not only used as single copies Components understood, but also those in integrated circuits technologically Partial crystals recognizable as a transistor are from experience suitable for the here The purpose described is best those resulting from the usual epitaxial plenary process bipolar transistors, characterized by heavily doped emitter-base and weakly doped collector-base path. The reasons for the comparatively small Collector residual currents are in the thinner collector-base junctions and the smaller ones To look for charge carrier concentration.

Fig.3 zeigt eine Schaltung nach der Erfindung.Der Restouerstrom bei einer Schaltung nach Fig.3 ist bei entsprechender Selektion der Bauelemente erfahrungsgemäß 100 bis 1000 mal kleiner als bei einer Schaltung gesäß Abb.1.Erreicht erden z.B.3 shows a circuit according to the invention a circuit according to Figure 3 is based on experience with appropriate selection of the components 100 to 1000 times smaller than with a circuit as shown in Figure 1.

mit dem Transistor BC109 Restströme zwischen 1pA und 100fA.with the transistor BC109 residual currents between 1pA and 100fA.

Durch eine Schaltung nach Fig.4 kann die Parallelkapazität der Sicherungseinheit auf den halben Wert herabgesetzt werden.By a circuit according to Figure 4, the parallel capacitance of the fuse unit be reduced to half the value.

Fig.5 zeigt eine zweite Schaltung nach der Erfindung vergleichbar Fig.2 Auch hier kann bei entsprechender Selektion der Pauelemente der differenzielle Widerstand der Sicherungseinheit um den Faktor 100- 1000 angehoben werden.5 shows a second circuit according to the invention in a comparable manner Fig. 2 Here, too, the differential Resistance of the fuse unit can be increased by a factor of 100-1000.

Weiter erhöhen läßt sich der differenzielle Widerstand der Sicherungseinheit, wenn eine Gegenkopplung nach Fig.6 eingeführt wird.Bei übersteuerung des Eingangs dienen in an sich bekannter Weise die Zenerdioden Z1,Z2 zur Begrenzung der Spannung an R3.The differential resistance of the fuse unit can be increased further, if a negative feedback is introduced according to Fig. 6, if the input is overdriven The Zener diodes Z1, Z2 are used in a manner known per se to limit the voltage at R3.

Claims

Patent claims

Input protection circuit for sensitive device inputs, in which as Input protection against overvoltages at least one not biased or reverse-biased semiconductor diode path caused by overvoltages in the conductive state is controlled, the input is connected in parallel, thereby characterized in that the base-collector path of a transistor is used as the diode path whose emitter is open or connected to the base.