DE2337388C3

DE2337388C3 - Anordnung zum Gewinnen von periodischen Signalen längerer Dauer und Verfahren zum Betreiben einer solchen Anordnung

Info

Publication number: DE2337388C3
Application number: DE2337388A
Authority: DE
Inventors: Andre Genf Rusznyak
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1972-07-21
Filing date: 1973-07-23
Publication date: 1982-02-18
Also published as: US3932773A; FR2194083A1; IT1014019B; GB1436964A; GB1438625A; JPS5650449B2; CH558111A; DE2337388A1; JPS4953362A; FR2194083B1; US3848200A; DE2337788A1; DE2337388B2; CH574188A5

Description

Die Erfindung zielt darauf ab, die Steuerung von Schaltungen mit kapazitivem Verhalten mit Hilfe von periodischen Signalen von relativ langer, beispielsweise einige Zehntel Millisekunden betragender Dauer zu ermöglichen, die aus sehr kurzen periodischen Impulsen mit einer Dauer von beispielsweise der Größenordnung einer Zehntel Mikrosekunde gewonnen sind. Dabei geht es darum, eine Anordnung zu schaffen, die diese periodischen Signale erzeugt und deren Eingangskapazität stark vermindert ist, so daß sie keine nennenswerte kapazitive Last für die Quelle für die ursprünglichen Impulse darstellt. Des weiteren soll diese Anordnung eine solche Struktur aufweisen, daß sie sich ohne weiteres zu einer Herstellung in integrierter Schaltungstechnik eignet, also beispielsweise nur einen einzigen Typ von Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode enthält

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Steuerung einer kapazitiven Schaltung, die durch eine Gleichstromquelle gespeist und durch einen periodische Impulse mit einer Dauer entsprechend einem Bruchteil ihrer Wiederholungsperiode abgebenden Generator gesteuert werden soll, die eine elektronische Schaltung mit Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode aufweist, um zwischen der Quelle und dem Generator angeschlossen zu werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schaltung drei Transistorenpaare, die in Reihe je zu zweit zwischen einer ersten Leitung, die mit einem ersten Pol der Quelle verbunden werden soll, und einer zweiten Leitung, die mit dem anderen Pol dieser Quelle verbunden werden soll, vereinigt, wobei die Transistoren eines jeden Paars auf diese Weise einerseits miteinander fiber die erste ihrer beiden Hauptelektroden für einen ersten Transistor und durch die zweite dieser Elektroden für den zweiten Transistor verbunden sind, und andererseits mit der ersten Leitung über die zweite Hauptelektrode des ersten Transistors und mit der zweiten Leitung über die erste Hauptelektrode des zweiten Transistors, wobei die Transistoren zweier der drei Transistorenpaare über ihre isolierte Steuerelektrode mit dem Impulsgenerator dadurch verbunden werden sollen, daß der erste Transistor des dritten Transistorpaars über seine isolierte Steuerelektrode mit dem Veroindungspunkt der Transistoren des einen der beiden ersten Transistorenpaare verbunden ist, daß der zweite Transistor dieses dritten Paars ebenfalls über seine isolierte Steuerelektrode mit dem Verbindungspunkt der Transistoren des zweiten der beiden ersten Transistorenpaare verbunden ist und daß die Kapazität zwischen der isolierten Steuerelektrode und der ersten Hauptelektrode des ersten Transistors dieses dritten Transistorpaars schwächer gewählt wird als diejenige der kapazitiven Schaltung, wobei diese Schaltung zwischen dem Verbindungspunkt der Transistoren des dritten Paars und dem der zweiten Leitung (F i g. 1) angeschlossen werden soll.

In der Zeichnung sind zur weiteren Erläuterung der Erfindung einige Ausführungsvarianten für eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung,

F i g. 2 ein die Betriebsweise dieser Ausführungsform der Erfindung veranschaulichendes Diagramm,

Fig.3 das Schaltbild für eine erste Variante der Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 1,

Fig.4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Ausführungsvariante nach F i g. 3,

Fig.5 das Schaltbild für eine zweite Variante der Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 1,

Fig.6 ein Diagramm zur Veranscha-ilichung der Arbeitsweise der Variante von F i g. 5,

F i g. 7 das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung,

F i g. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.9 das Schaltbild für eine Variante der zweiten AuJührungsform der Erfindung nach F i g. 7, und

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Variante nach F i g. 9.

Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung ist insbesondere dazu bestimmt, periodische Signale für die Steuerung

einer Schaltung A mit kapazitivem Verhalten aus vier Serien von Impulsen i\ bis /4 zu erzeugen, die zwar die gleiche Frequenz aufweisen, aber zeitlich von Serie zu Serie gegeneinander versetzt sind, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist.

Die Anordnung von F i g. 1 enthält sechs Feldeffekttransistoren ΤΊ bis Tf₁ mit isolierter Steuerelektrode, die in der nachstehend erläuterten Weise zusammengeschaltet sind.

Von den sechs Feldeffekttransistoren 71 bis T₆ sind jeweils zwei, nämlich die Transistoren Ti und T₃, die Transistoren Ti und Ti und die Transistoren Ts und Te paarweise in Serie geschaltet, und alle diese Serienschaltungen aus zwei der sechs Feldeffekttransistoren Ti bis 71 sind parallel zueinander an eine Speisegleichspannungsquelle Vp angeschlossen, die an ihrem negativen Pol mit einem gemeinsamen Massepunkt M verbunden ist Alle Transistoren Ti bis T₆ sind Feldeffekttransistoren vom Typ n, die in einem gemeinsamen Kristall vom Typ ρ ausgebildet sind.

Die Steuerelektroden der Transistoren Ti, T₂, T₃ und Ta sind an Anschlußklemmen E\ bis £4 angeschlossen, von denen jeder eine der oben erwähnten Serien von Impulsen /Ί bis u, zugeführt wird, wobei speziell die Anschlußklemme E\ mit den Impulsen der Serie /1, die Anschlußklemme £2 mit den Impulsen der Serie h, die Anschlußklemme £3 mit den Impulsen der Serie /3 und schließlich die Anschlußklemme £4 mit den impulsen der Serie U gespeist wird.

Von den Steuerelektroden der Transistoren Ts und Tf, ist die erste an den Verbindungspunkt b zwischen den Transistoren 7} und T₃ und die zweite an den Verbindungspunkt c zwischen den Transistoren Tt und Ti angeschlossen. Der Verbindungspunkt a zwischen den Transistoren Ts und Te bildet die Ausgangsklemme der Anordnung, und an diese Ausgangsklemme ist einer der Eingänge der zu steuernden Schaltung A angeschlossen, während der zweite Eingang dieser Schaltung mit dem gemeinsamen Massepunkt π verbunden ist

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß der Transistor T₅ so bemessen ist daß die Kapazität C₅ zwischen seiner Steuerelektrode und seinem mit der zu steuernden Schaltung A verbundenen Ausgang, also dem Verbindungspunkt a erheblich kleiner ist als die Eingangskapazität für die Schaltung A. Die Kapazität Cs kann beispielsweise zehnmal kleiner sein als die Eingangskapazität der zu steuernden Schaltung A.

Außerdem muß man, wenn man wünscht daß das Ansteigen und der Abfall der Signale an der durch den Verbindungspunkt a gebildeten Ausgangsklemme sich langsam vollziehen (wenig geneigte Impulsflanken), so vorgehen, daß das Verhältnis zwischen der Steilheit der Kennlinie des Transistors T₅ und der Kapazität der Schaltung A bzw. das Verhältnis zwischen der Steilheit der Kennlinie des Transistors Te und der Kapazität der Schaltung A klein wird.

Schließlich weisen alle sechs Feldeffekttransistoren Ti bis T₆ sehr schmale Kanäle auf, so daß ihre Eingangskapazität klein wird. Für die Transistoren T₅ und T₆ ist diese Kapazität durch die in Fig. 1 mit gestrichelten Linien eingezeichneten Kondensatoren C₅ und Ce angedeutet.

Ak nächstes soll die Betriebsweise der oben beschriebenen und in Fig.l dargestellten Schalrang behandelt werden, wobei davon ausgegangen wird, daß vor dem Eintreffen des ersten Impulses der Serie ü an der Anschlußklemme £1 die Kapazität Cs aufgeladen ist und daher der Transistor T₆ leitend ist, der Verbindungspunkt a also auf Masse liegt und die Kapazität der zu steuernden Schaltung A entladen ist.

Der erste Impulse der Serie /ι bringt den Transistor Ti zum Leiten, so daß sich die Kapazität C₆ über diesen , Transistor 71 entladen kann, wodurch der Transistor Tj, gesperrt wird.

Da die in der Schaltung A vorhandene Kapazität erheblich größer ist als die Eingangskapazität Cs des Transistors Tj, ist es sodann im wesentlichen der Transistor Ts, an dem der größte Teil der von der Speisegleichspannungsquelle V_p abgegebenen Speisespannung anliegt, wenn der Transistor T₂ den ersten Impuls der Serie h zugeführt erhält. Von diesem Zeitpunkt an ist und bleibt der Transistor Ts leitend, so

1^r; daß der durch diesen Transistor T₅ fließende Strom die Kapazität in der Schaltung A auflädt und die Spannung am Verbindungspunkt a ansteigt, bis sie den Wert der Speisegleichspannung V_p der Speisegleichspannungsquelle erreicht, wie dies in Fig.2 dargestellt ist.

;\; Gleichzeitig steigt auch die Spannung am Verbindungspunkt b zwischen den Transistoren Tj und T₃ bis zu einem Wert der oberhalb der Speisespannung liegen kann, da die elektrische Ladung der Kapazität C₅ erhalten bleibt

Da das Verhältnis zwischen der Steilheit der Kennlinie des Transistors Ts und der Kapazität der zu steuernden Schaltung A klein ist, vollzieht sich dieser Spannungsanstieg relativ langsam, und dies ist erwünscht, damit die Signalfrequenz für das Steuersignal für die Schaltung A relativ niedrig wird.

Wenn der erste Impuls der Serie H an der Anschlußklemme £3 eintrifft leitet der Transistor T₃, so daß das Potential Vf, am Verbindungspunkt b zu Null wird: Die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors T₅

is weist dann ein gegenüber der Steuerelektrode des gleichen Transistors Ti positives Potential auf, und der Transistor Ts wird daher gesperrt

Wenn die durch die zu steuernde Schaltung A gebildete Last rein kapazitiv ist, bleibt die Spannung am

Verbindungspunkt a (F i g. 1) auf ihrem Wert Vp, bis ein Impuls der Serie U an der Anschlußklemme £4 eintrifft Dieser Impuls bringt den Transistor Ta zum Leiten, und die Eingangskapazität C₆ für den Transistor T₆ wird aufgeladen, so daß dieser Transistor Te leitend wird, da

er über den Transistor T₄ mit der Speisegleichspannung aus der Speisegleichspannungsquelle V_p angesteuert wird. Da der Transistor T₆ nun leitend ist, entlädt sich die Kapazität in der zu steuernden Schaltung A über diesen Transistor T₆, jedoch vollzieht sich diese Entladung relativ langsam, da ja die Steilheit der Kennlinie des Transistors T₆ klein gewählt ist Diese Kapazität C₆ bleibt so lange aufgeladen, bis der nächstfolgende Impuls der Serie /1 an der Anschlußklemme E\ eintrifft der dann die Entladung der Kapazität C₆ steuert (siehe die Kurve V_c in F i g. 2), wie dies oben bereits ausgeführt ist, und sodann beginnt der beschriebene Zyklus von neuem.

In einer in der Zeichnung nicht dargestellten Schaltungsvariante kann die Quellenelektrode des

eo Transistors Tj statt wie in der Darstellung in F i g. 1 an den gemeinsamen Massepunkt M an den Verbindungspunkt a zwischen den Transistoren T₅ und Te, angeschaltet sein. In einem solchen Falle muß die Spannung an der Steuerelektrode des Transistors T₃ die

Speisegleichspannung V_p hinreichend fibersteigen, damit die Eingangskapazität Cs des Transistors Ts entladen wird. Dagegen wird dann der Ladungszustand dieser Kapazität C₅ niemals umgekehrt

Die der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsvariante entsprechende Schaltung ist insbesondere dazu gedacht, periodische Steuersignale für die Steuerung einer Schaltung A mit kapazitivem Verhalten aus zwei Serien von Impulsen k und k zu gewinnen, die wiederum die gleiche Frequenz aufweisen, aber zeitlich in der in F i g. 4 dargestellten Weise gegeneinander versetzt sind.

Die Schaltung von F i g. 3 enthält sechs Feldeffekttransistoren Tu bis TJ₆ mitt isolierter Steuerelektrode, die in der gleichen Weise wie die Feldeffekttransistoren T\ bis 76 in F i g. 1 zusammengeschaltet sind. Anzumerken ist jedoch, daß die Schaltung nach F i g. 3 nur zwei Anschlußklemmen £5 und £e aufweist, von denen die erste £5 mit den Impulsen der Serie /5 und die zweite E₆ mit den Impulsen der Serie k gespeist wird. Die Transistoren Tu und Tn und die Transistoren Th und TU sind jeweils paarweise mit ihren Steuerelektroden an die Anschlußklemme E₅ bzw. die Anschlußklemme E₆ angeschlossen.

Die Kapazität Ci 5 zwischen der Steuerelektrode des Transistors Tm und seinem über den Verbindungspunkt a mit dem Transistor Ti₆ verbundenen Ausgang ist so gewählt, daß sie kleiner ist als die Kapazität in der zu steuernden Schaltung A. Außerdem sind die Steigungen für die Transistoren Ti₅ und Ti₆ klein, so daß die Signale am Verbindungspunkt a zwischen den Transistoren T]₅ und T16 langsam erscheinen bzw. langsam abklingen.

Die in F i g. 3 dargestellte Schaltung arbeitet damit in folgender Weise:

Es sei zunächst angenommen, daß die Eingangskapazität Ci₆ für den Transistor Tj₆ im Ausgangszustand aufgeladen ist, so daß demzufolge dieser Transistor Ti₆ leitend ist und die Spannung am Verbindungspunkt a den Wert Null aufweist

Wenn der erste Impuls der Serie /₅ an der Schlußklemme £5 eintrifft, bringt er gleichzeitig die Transistoren Tu und T12 zum Leiten. Daraus folgt zum einen, daß die Kapazität Ci₆ sich entlädt und der Transistor Ti₆ gesperrt wird, und zum anderen, daß das Potential am Verbindungspunkt b zwischen den Transistoren Ti₂ und Ti₃ auf einen Wert ansteigt, der mindestens gleich der Speisegleichspannung aus der Speisegleichspannungsquelle V_p ist Da die Kapazität in der Schaltung A viel größer ist als die Eingangskapazität Ci5 des Transistors T15, ist es im wesentlichen die Kapazität Ci₅, an der der größte Teil der von der Speisegleichspannungsquelle V_p gelieferten Speisegleichspannung abfällt, wenn der Transistor T12 den ersten Impuls der Serie /5 zugeführt erhält Von diesem Zeitpunkt an ist und bleibt der Transistor Tj₅ leitend, bis an der Anschlußklemme E₆ der erste Impuls der Serie k eintrifft Die entsprechende Änderung des Potentials V_a am Verbindungspunkt a zwischen den Transistoren T15 und Tj₆ ist in F i g. 4 dargestellt

Wenn der erste Impuls der Serie * an der 55 Anschlußklemme E₆ eintrifft, bringt dieser Impuls gleichzeitig die Transistoren T« und Tu zum Leiten. Daraus folgt zum einen, daß das Potential am Verbindungspunkt b zu Null wird (Kurve V_b in F i g. 4), und zum anderen, daß sich die Kapazität C₉₆ auflädt 60 (Kurve V_c in F i g. 4) und der Transistor Ti₆ leitend wird. Von diesem Zeitpunkt an vermindert sich das Potential am Verbindungspunkt a bis auf den Wert Null (Kurve V_a in F i g. 4), und die Kapazität in der Schaltung A entlädt sich über den Transistor Ti₆. Anzumerken ist, daß der 65 Potentialabfall am Verbindungspunkt a wegen der geringen Steilheit des Transistors Ti₆ sich sehr langsam Klemme mit vollzieht verbunden ist

Die Kapazität Ci₆ bleibt aufgeladen, und daher bleibt auch der Transistor T_]6 leitend (Kurve V_c in F i g. 4), bis an der Anschlußklemme E₅ der nächstfolgende Impuls der Serie /5 eintrifft und der geschilderte Zyklus sich von neuem wiederholt.

In Fig.5 ist eine Ausführungsvariante für die Schaltung nach Fig.3 dargestellt, die insbesondere dazu dienen soll, eine kapazitive Schaltung mit Hilfe von zweiphasigen Signalen zu steuern, welche Steuersignale im vorliegenden Falle an den Verbindungspunkten a und a 'der Schaltung abgenommen werden können.

Wie die Darstellung in F i g. 5 zeigt, unterscheidet sich diese Ausführungsvariante von der vorhergehenden im wesentlichen durch die zusätzliche Einfügung eines Paares von Transistoren T₂₅ und T₂₆, die in Serie zueinander an die Speisegleichspannungsquelle V_p angeschaltet sind und von deren Steuerelektroden die des ersten Transistors T'₂₅ über den Verbindungspunkt c' mit der Steuerelektrode des Transistors T₂₆, der dem Transistor Ti₆ in der Schaltung nach F i g. 3 entspricht, und die des zweiten Transistors T₂₆ über den Verbindungspunkt b' mit der Steuerelektrode des Transistors T₂₅ verbunden ist, der dem Transistor T₎₅ in der Schaltung nach F i g. 3 entspricht

Die Kapazität C₂₅ zwischen der Steuerelektrode des Transistors T₂₅ und dem Verbindungspunkt a und die Kapazität C₂₅ zwischen der Steuerelektrode des Transistors T'₂₅ und dem Verbindungspunkt a'sind wie in den vorhergehenden Fällen klein gegenüber der Kapazität der Schaltung gewählt, die mit ihren Steuereingängen an die Verbindungspunkte a und a' angeschlossen werden soll.

Dank des oben beschriebenen Schaltungsaufbaus erfolgt die Aufladung der Kapazitäten C₂₅ und C₂₆ bzw. der Kapazitäten C₂₅ und Ci₆ im gleichen Augenblick, in dem der Transistor T₂₅ bzw. der Transistor T₂₅ im gleichen Zeitpunkt wie der Transistor T₂₆ bzw. der Transistor Ti₆ leitend wird. Daraus folgt, daß bei Eintriffen jedes Impulses der Serie h an der Anschlußklemme Ei der Schaltung von Fig.5 gleichzeitig am Verbindungspunkt a ein Potential V₄ auftritt und am Verbindungspunkt a' ein Potential V, verschwindet Jeweils bei Eintreffen eines Impulses der zeitlich gegenüber der Serie h versetzten Serie k an der Anschlußklemme Et der Schaltung von F i g. 5 beobachtet man gleichzeitig am Verbindungspunkt a das Verschwinden des Potentials V, und am Verbindungspunkt a'das Auftreten eines Potentials V«.

Das Gesamtergebnis ist daher, daß an den Verbindungspunkten a und a' zwei Signale erhalten werden, die einander in Amplitude und Frequenz gleichen, zeitlich aber gegeneinander versetzt sind.

Die in Fig.7 dargestellte zweite Aus^rührungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung ist speziell dazu bestimmt, Steuersignale für eine Schaltung A mit kapazitivem Verhalten aus zwei Serien von Impulsen k und /10 zu gewinnen, die zeitlich in Serie zu Serie gegeneinander versetzt sind, wie dies in Fig.8 dargestellt ist

Die Schaltung nach Fig.7 enthält fünf Feldeffekttransistoren T₃₂, T33, T34, T₃₅ und T₃₆ mit isolierter Steuerelektrode, die in folgender Weise zusammengeschaltet sind:

Die Transistoren T₃₂ und T₃₃ und die Transistoren T₃₅ und T36 liegen jeweils paarweise in Serie geschaltet an einer Speisegleichspannungsquelle V₉, deren negative

einem gemeinsamen Masspunkt M

Der Transistor T₃₂ ist mit seiner Steuerelektrode an eine Eingangsklemme £9 angeschlossen, die mit den Impulsen der Serie h gespeist wird. Der Transistor T35 hat an seiner Steuerelektrode Verbindung zum Verbindungspunkt ft zwischen den Transistoren T-tfUnd Γ33.

Die Steuerelektrode des Transistors T33 ist mit der Steuerelektrode des Transistors 7m verbunden.

Der Transistor T34 ist an seiner Steuerelektrode mit einer Eingangsklemme £Ίο verbunden, die mit den Impulsen der Serie /Ίο gespeist wird. Die Senkenelektrode des Feldeffekttransistors Tm ist über den Verbindungspunkt c mit den Steuerelektroden der Transistoren 733 und Τχ verbunden, während die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors Tm über den Verbindungspunkt a Verbindung zu den Transistoren T35 und T^ hat.

An den Verbindungspunkt a ist auch der eine der beiden Eingänge der Schaltung A angeschlossen, während der andere Eingang dieser Schaltung A mit dem gemeinsamen Massepunkt Mverbunden ist.

Hingewiesen sei noch darauf, daß der Transistor Γ35 zwischen seiner Steuerelektrode und dem Verbindungspunkt a eine Kapazität aufweist, die erheblich kleiner ist als die Kapazität in der Schaltung A. Diese Kapazität zwischen der Steuerelektrode des Transistors 735 und dem Verbindungspunkt a ist in der Darstellung in F i g. 7 durch einen mit gestrichelten Linien angeschlossenen Kondensator C35 angedeutet. Die Eingangskapazität der Transistoren 7^ und Γ33, deren Resultierende in F i g. 7 durch einen mit gestrichelten Linien an den Verbindungspunkt c zwischen den Transistoren Γ33 und Γ₃6 angeschlossenen Kondensator C_x angedeutet ist, hat ebenfalls einen erheblich kleineren Wert als die Kapazität in der Schaltung A.

Die Transistoren T35 und Tx sind außerdem in solcher Weise ausgebildet, daß deren Steilheit der Kennlinie einen geringen Wert aufweist

Für die nun folgende Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig.7 sei angenommen, daß im Ausgangszeitpunkt die Kapazitäten C35 und Cx entladen sind, wenn der erste Impuls der Serie h an der Eingangsklemme £9 eintrifft

Mit Eintreffen dieses ersten Impulses der Serie h an der Eingangsklemme £9 wird der Transistor T₃₂ leitend und, da die Kapazität in der Schaltung A erheblich größer ist als die Kapazität C35 am Transistor T₃₅, ist es im wesentlichen die Kapazität C35, an der der größte Teil der von der Speisegleichspannungsquelle V_p gelieferten Speisespannung abfällt wenn der Transistor T₃₂ den ersten Impuls der Serie J₉ zugeführt erhält

Von diesem Zeitpunkt an ist und bleibt der Transistor 735 leitend, so daß die Spannung am Verbindur.gspunkt a bis zu einem der Speiscgleichspanr.ung V_p aus der Speisegleichspa:;nungsquelle entsprechenden Wert ansteigt (Fig.8), wie dies bereits in Verbindung mit den Schaltungen nach Fi g. 1,3 oder 5 erläutert worden ist Die Kapazität in der Schaltung A ist aufgeladen.

Bei Eintreffen des ersten Impulses der Serie /10 an der Eingangsklemme JSi₀ leitet der Transistor Tu für eine kurze Zeitspanne, so daß sich die Kapazität C₃₆ über diesen Transistor T₃₄ durch die in der Schaltung A gespeicherte Ladung auflädt, ohne daß sich die Spannung am Verbindungspunkt a nennenswert vermindert (siehe die Kurve V_c in F i g. 8). Die Transistoren 733 und Τχ werden leitend, was zu einem Abfall des Potentials am Verbindungspunkt b auf den Wert Null (Kurve Vb in Fig.8) sowie einer relativ langsamen Entladung der Kapazität in der Schaltung A (Kurve V₁) führt Das Potential am Verbindunesnunkt 2 wird daher wieder zu Null. Der Transistor T₃₅ wird gesperrt.

Der als nächster an der Steuerelektrode des Transistors T₃₂ eintreffende Impuls der Serie /9 bringt diesen Transistor T₃₂ zum Leiten, da jedoch die Kapazität Cx noch immer aufgeladen ist und daher die Transistoren Γ33 und Τχ immer noch leitend sind, bleibt das Potential am Verbindungspunkt bund das Potential am Verbindungspunkt a Null. Der Transistor Γ35 bleibt gesperrt.

Wenn der nächstfolgende Impuls der Serie /Ίο an der Eingangsklemme £10 eintritt, wird der Transistor Tm leitend, so daß sich die in der Kapazität Cx gespeicherte Ladung über diesen Transistor T₃₄ zum Verbindungspunkt a verschieben kann. Da die Kapazität Cx erheblich kleiner ist als die Kapazität in der Schaltung A, ändert diese Ladungsverschiebung das Potential am Verbindungspunkt a nicht wesentlich. Dank der Entladung der Kapazität C36 werden die Transistoren T₃₃ und 7*36 gesperrt.

Damit ist die Schaltung von F i g. 7 wieder in den Zustand zurückgekehrt, in dem sie sich bei Eintreffen des ersten Impulses der Serie /9 befunden hat, und der oben beschriebene Arbeitszyklus beginnt von neuem.

Wie man sieht, ist die beschriebene Anordnung nicht darauf beschränkt, periodische Impulse größerer Länge aus zwei Serien von kurzen Impulsen zu gewinnen, sondern sie bewirkt zusätzlich eine binäre Reduzierung der Frequenz dieser Signale, so daß die erzeugten Signale für jeden Empfang zweier Impulse an den Eingangsklemmen £9 und £Ίο der Schaltung von F i g. 7 nur einmal erscheinen und wieder verschwinden.

Die in Fig.9 dargestellte Ausführungsvariante der Schaltung von F i g. 7 ist speziell dazu bestimmt, eine Schaltung A mit kapazitivem Verhalten mit Hilfe eines einzigen periodischen Signals zu steuern, das aus einer Serie von Impulsen Ai gewonnen wird, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist

Die Ausführungsvariante von Fig.9 ist in ihrem Aufbau mit der in Fig.7 dargestellten Schaltung weitgehend identisch, sie unterscheidet sich davon nur dadurch, daß die Steuerelektrode des Transistors T₄₄ wie die ihr entsprechende Elektrode des Transistors T₄₂ an eine einzige Eingangsklemme £11 angeschlossen ist, der die Impulse der Serie Ai zugeführt werden.

Die Arbeitsweise der Ausführungsvariante nach F i g. 9 soll im folgenden unter der Ausgangsannahme beschrieben werden, daß die Eingangskapaatät in der Schaltung A entladen und die Kapazität Ge aufgeladen ist, die Transistoren 7« und 7« daher also leitend sind.

Bei Eintreffen des ersten Impulses der Serie Ai an der Eingangsklemme £Ίι werden die Transistoren 7"₄₂ und T₄₄ leitend, was zum einer, die Verschiebung der Ladung der Kapazität Ge zum Verbindungspunkt a über den Transistor Tu bei praktisch ungeändertem Potential am Verbindungspunkt a und damit das Sperren der Transistoren 7I₃ und T₁₆ und zum anderen die Aufladung der Kapazität Gs des Transistors 7« und damit das Einschalten des Transistors 7« (Kurve Vj, in Fig. 10) und folglich den Anstieg des Potentials am Verbindungspunkt a bis zu dem Wert V_p der von der Speisegleichspannungsquelle gelieferten Speisegleichspannung (Kurve V_t in Fig. 10) zur Folge hat, wie dies bereits oben unter Bezugnahme auf die Darstellung in F i g. 7 erläutert worden ist

Der als nächster an der Eingangsklemme £n eintreffende Impuls der Serie i\\ bringt den Transistor T₄₄ zum Leiten und löst damit die Aufladung der Kaoazität Ge über den Transistor T₄₄ aus. Wenn das

Potential am Verbindungspunkt c den Wert der Schwellenspannung für die Transistoren Γ43 und T₄₆ erreicht hat, leiten diese Transistoren Γ43 und T^, so daß die Kapazität C45 des Transistors T45 und die Kapazität in der Schaltung A sich über die Transistoren T43 bzw. 74t, entladen können. Der gleiche Impuls der Serie iu bringt auch den Transistor T^ in den leitenden Zustand, was jedoch ohne Einfluß bleibt, da die Transistoren 743 und Ta(, leitend sind. Die Spannung am Verbindungspunkt a (Spannung V_a in Fig. 10) fällt auf den Wert Null ab.

Damit ist die Schaltung nach F i g. 9 für einen neuen Zyklus mit Frequenzverminderung einsatzbereit.

Wie man sieht, führt die oben beschriebene Schaltung ebenfalls zu einer binären Teilung der Frequenz für die Impulse der Folge i_u, da die Signale am Verbindungspunkt a zwischen den Transistoren Γ45 und T^, der den Ausgang der Schaltung darstellt, jeweils nur einmal für zwei der Eingangsklemme En zugeführte Impulse der Serie /u erscheinen.

Mit Vorteil werden die verschiedenen elektronischen Bausteine der oben beschriebenen Anordnungen in integrierter Schaltungstechnik hergestellt. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß ungeachtet der Ausbildung der Transistoren in den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen für erfindungsgemäß ausgebildete Anordnungen als Feldeffekttransistoren vom Typ π mit Integration in einen Kristall des Typs ρ selbstverständlich die gleichen Strukturen auch mit Hilfe von Transistoren des Typs ρ und deren Integration in einen Kristall des Typs η realisiert werden könnten, wobei selbstverständlich in diesem Falle die Speisegleichspannungsquelle V\ mit ihrem positiven Pol an Masse zu legen wäre.

Angemerkt sei weiter, daß die vorstehende Beschreibung sich auf Anordnungen bezieht, die mit Signalen von sehr hoher Frequenz arbeiten, damit die beispielsweise auf umgekehrte Verbindungsströme zurückgehenden Entladungen den korrekten Funktionsablauf in den Anordnungen nicht stören können.

Hingewiesen sei weiter darauf, daß der Kristall, in den die elektronischen Bausteine der oben beschriebenen Anordnungen integriert werden können, mit Vorteil polarisiert werden kann.

Mit Hilfe einer solchen Polarisation wird es nämlich möglich, zum einen eine bessere Kontrolle der Schwellenspannung für die integrierten Transistoren sicherzustellen und zum anderen die Werte der parasitären Kapazitäten und insbesondere die auf die Sperrschichten zwischen den integrierten Bauelementen zurückgehenden Kapazitäten zu verkleinern.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung einer kapazitiven Schaltung (A), die durch eine Gleichstromquelle (Vp) gespeist und durch einen periodische Impulse (j\ bis _:-, U) mit einer Dauer entsprechend einem Bruchteil ihrer Wiederholungsperiode abgebenden Generator gesteuert werden soli, die eine elektronische Schaltung mit Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode aufweist, um zwischen der Quelle in und dem Generator angeschlossen zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung drei Transistorenpaare (T₂;, T₃; Ti; T₁; T₅; T₆), die in Reihe je zu zweit zwischen einer ersten Leitung, die mit einem ersten Pol der Quelle (Vp) v, verbunden werden soll, und einer zweiten Leitung, die mit dem anderen Pol dieser Quelle verbunden werden soll, vereinigt, wobei die Transistoren eines jeden Paars auf diese Weise einerseits miteinander über die erste ihrer beiden Hauptelektroden für einen ersten Transistor (Tf, T*; Ts) und durch die zweite dieser Elektroden für den zweiten Transistor (Ty, 7i; 7e) verbunden sind, und andererseits mit der ersten Leitung über die zweite Hauptelektrode des ersten Transistors (T₂; 7}; 7s) und mit der zweiten 2". Leitung über die erste Hauptelektrode des zweiten Transistors (T₃; Ti; T₆), wobei die Transistoren (T₂; T₃; TJ; Ti) zweier der drei Transistorenpaare über ihre isolierte Steuerelektrode mit dem Impulsgenerator dadurch verbunden werden sollen, daß der w erste Transistor (T₅) des dritten Transistorpaars über seine isolierte Steuerelektrode mit dem Verbindungspunkt der Transistoren (T₂; T₃) des einen der beiden ersten Transistorenpaare verbunden ist, daß der zweite Transistor (T₆) dieses dritten Paars ebenfalls über seine isolierte Steuerelektrode mit dem Verbindungspunkt der Transistoren (T*; 7Ί) des zweiten der beiden ersten Transistorenpaare verbunden ist und daß die Kapazität zwischen der isolierten Steuerelektrode und der .ersten Hauptelektrode des ersten Transistors (Ts) dieses dritten Transistorenpaars schwächer gewählt wird als diejenige der kapazitiven Schaltung (A), wobei diese Schaltung zwischen dem Verbindungspunkt der Transistoren (Ts; T₆) des dritten Paars und dem der zweiten Leitung (F i g. 1) angeschlossen werden soll.

2. Anordnung nach Anspruch 1, die durch einen periodischen Impulsgenerator gesteuert werden soll, der ein Vierphasensignal auf vier Ausgangsklemmen abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung so vier Eingangsklemmen (E\ bis £4) aufweist, die jeweils mit einer bestimmten Ausgangsklemme des Generators verbunden werden sollen dergestalt, daß das auf diese Eingangsklemmen treffende Signal von Klemme zu Klemme phasenverschoben ist, und dadurch, daß die zu den beiden ersten Transistorenpaaren gehörenden Transistoren (T₂; T₃; T«; T₁) über ihre isolierte Steuerelektrode jeweils mit einer geeigneten Eingangsklemme verbunden sind (E₂; E₃; £4;fi)(Fig.l).

3. Anordnung nach Anspruch 1, die durch einen periodischen Impulsgenerator gesteuert werden soll, der auf die beiden Ausgangsklemmen ein Zweiphasensignal aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zwei Eingangsklemmen (E₅; E₆) aufweist, von denen die eine mit der ersten und die andere mit der zweiten Ausgangsklemme des Generators verbunden werden soll, und dadurch, daß die isolierte Steuerelektrode des ersten Transistors (T\₂) des einen der beiden ersten Transistorpaare und die isolierte Steuerelektrode des zweiten Transistors (Tn) des anderen dieser Paare mit der ersten (E₅) der Eingangskiemmen des Schaltkreises verbunden sind, während die beiden anderen Transistoren (T_i3; 7I₅) dieser beiden Paare mit der zweiten Klemme (E₆) über ihre entsprechende Steuerelektrode verbunden sind (F i g. 3).

4. Anordnung nach Anspruch 1 zur Steuerung einer kapazitiven Schaltung mit Zweiphasenspeisung, dadurch gekennzeichnet, daß ihre elektronische Schaltung zusätzlich ein viertes Feldeffekt-Transistorpaar (T'25; T₂₆) mit isolierter Steuerelektrode vereinigt, die in Reihe zwischen der ersten und der zweiten der Leitungen geschaltet sind, wobei diese Transistorer, einerseits miteinander über die erste ihrer Hauptelektroden für den ersten Transistor (T'25) und über die zweite dieser Elektroden für den zweiten Transistor (T'_x) und andererseits mit der ersten Leitung über die zweite Hauptelektrode des ersten Transistors sowie mit der zweiten Leitung über die erste Hauptelektrode des zweiten Transistors dadurch verbunden sind, daß der erste Transistor (T'25) dieses vierten Transistorpaars über seine isolierte Steuerelektrode mit der isolierten Steuerelektrode des zweiten Transistors (T₂₆) des dritten Transistorpaars verbunden ist, während der zweite Transistor fT») ebenfalls über seine isolierte Steuerelektrode mit der isolierten Steuerelektrode des ersten Transistors (T₂s) dieses dritten Transistorpaars verbunden ist und dadurch, daß die Kapazität zwischen der isolierten Steuerelektrode und der ersten Hauptelektrode des ersten Transistors (T'25) dieses vierten Paars schwächer als die der kapazitiven Schaltung gewählt wird, wobei diese Schaltung über den einen Eingang (a) mit dem Verbindungspunkt der Transistoren des dritten Paars und über den anderen (a^r) mit dem Verbindungspunkt der Transistoren des vierten Paars verbunden werden soll (F i g. 5).

5. Anordnung zur Steuerung einer kapazitiven Schaltung (A), die durch eine Gleichstromquelle (Vp) gespeist und durch einen Generator gesteuert werden soll, welcher periodische Impulse (k, /Ίο) mit einer einem Bruchteil ihrer Wiederholungsperiode entsprechenden Dauer aussendet, die eine elektronische Schaltung mit Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode (T₃₂, T₃₃, 7k T₃₅, T₃₆) aufweist, die zwischen der Quelle (Vp) und dem Generator angeschlossen werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung erstens zwei Tranistorenpaare (T₃₂, T₃₃; T₃S, T₃₆) vereinigt, die in Reihe zu zweit zwischen einer ersten Leitung, die mit einem ersten Pol der Quelle (Vp) verbunden werden soll, und einer zweiten Leitung, die mit dem anderen Pol dieser Quelle verbunden werden soll, geschaltet sind, wobei die Transistoren eines jeden Paars auf diese Weise einerseits miteinander über die erste ihrer Hauptelektroden für einen ersten Transistor (T₃₂, T₃₅) und über die zweite dieser Elektroden für den zweiten Transistor (T₃₃, T₃₆) verbunden sind, und andererseits mit der ersten Leitung über die zweite Hauptelektrode des ersten Transistors (T₃₂, T₃s) und mit der zweiten Leitung über die erste Hauptelektrode des zweiten Transistors (T₃₃, T₃₆), wobei die isolierte Steuerelektrode des zweiten Transistors (T₃₆) des einen der

Transistorpaare (T35, T₃₆) mit der isolierten Steuerelektrode des zweiten Transistors (T33) des anderen Transistorpaars (T₃₂, T33) verbunden ist, wobei die Kapazität zwischen der isolierten Steuerelektrode und der ersten Hauptelektrode der Transistoren (Tu, 7») des ersten der Paare und die homologe Kapazität des zweiten Transistors (Ts) des anderen Transistorpaars (Tn, Ta) schwächer als die der kapazitiven Schaltung (A) gewählt werden, und diese kapazitive Schaltung zwischen dem Verbindungspunkt der Transistoren (T35, T_x) des ersten Paars und der zweiten Leitung angeschlossen werden soll, und zweitens ein fünfter Transistor (Tu) über die eine dieser Sekundärelektroden mit dem Verbindungspunkt der isolierten Steuerelektroden der zweiten Transistoren {"733, Τχ) der Transistorenpaare und über die andere Sekundärelektrode mit dem Verbindungspunkt der Transistoren (T35, Τχ) des ersten Transistorpaars angeschlossen werden soll, wobei die isolierte Steuerelektrode dieses fünften Transistors (T₃₄) und die isolierte Steuerelektrode des ersten Transistors ^T₃₂) des zweiten Transistorpaars (T32, T33) mit dem Impulsgenerator verbunden werden sollen (F i g. 7).

6. Anordnung nach Anspruch 5, die durch einen periodischen Impulsgenerator gesteuert werden soll, der ein Zweiphasensignal (k. Ίο) an zwei Ausgangsklemmen abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zwei Eingangsklemmen (E₃, £Ί₀) aufweist, von denen die eine mit der ersten und die andere mit jo der zweiten Ausgangsklemme des Generators verbunden werden soll dergestalt, daß das auf diese Eingangsklemmen gelangende Signal von Klemme zu Klemme phasenverschoben ist und von diesen Eingangsklemmen die eine (Ew) an die isolierte Steuerelektrode des fünften Transistors (Tu) und die andere (E9) an die isolierte Steuerelektrode des ersten Transistors (Ta) des zweiten Transistorpaars (T32, T33) angeschlossen sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5, die durch einen periodischen Impulsgenerator gesteuert werden soll, der ein einphasiges Signal (i\\) auf eine Ausgangsklemme abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierte Steuerelektrode des fünften Transistors (7+4) und die isolierte Steuerelektrode des ersten Transistors (Tn) des zweiten Transistorpaars (Tn, 743) beide an eine gemeinsame Klemme (Eu) angeschlosi.en sind, die die Eingangsklemme der Anordnung darstellt und mit der Ausgangsklemme des Generators verbunden werden soll (F i g. 9).