DE2520982C2

DE2520982C2 - Monolithisch integrierter Schwellwertschalter

Info

Publication number: DE2520982C2
Application number: DE19752520982
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Phys. 7800 Freiburg Bloßfeld
Original assignee: Deutsche TTT Industries GmbH, 7800 Freiburg
Filing date: 1975-05-12
Publication date: 1977-03-17

Description

Der Transistor T₂ besitzt ein eingestelltes
B='¹

von ungefähr 1, was durch eine ohm..che Verbindung zwischen seinem Kollektor und seiner Basis erreicht wird. Wird in die Basis dieses Tran'.istors T₂ ein Strom /2 eingespeist, so können die übrigen Kollektoren dieses Transistors T₂ nur I₂ übernehmen, falls eine I²L-Auslegung vorgenommen wird.

Steigt i:e Eingangsspannung Ue am Eingang E von OV an, so nimmt, wie die Fig.2 veranschaulicht, U_A\ den Zustand 1 ein. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis durch den Widerstand R der Strom I₂ überschritten wird.

Dann beginnt ein Basisstrom im Transistor T\ zu fließen, der den Transistor T₂ abschaltet Auf Grund der Rückkopplung zwischen dem Transistor 71 und dem Transistor T₂ erfolgt diese Umschaltung sehr rasch, so daß die Ausgangsspannung Ua\ den Zustand 0 einnimmt. Der gesamte Strom durch den Widerstand R fließt nun als Basisstrom durch den Transistor 71. Fällt die Spannung an dem Ausgangswiderstand unter die SchwelJspannung Übe, d. h. unter 0,7 V bei Verwendung

(f

eines Halbleiterkörpers aus Silicium, so schaltet U_A\ wieder in den Zustand 1.

Da das Umschalten des Ausgangsstroms von 0 auf 1 erst erfolgt, wenn der Kollektorstrom I\ des Transistors 7Ί kleiner ist als der Strom I₂ des Transistors T₂, muß der Strom /1 am Ausgang A\,A>' oder A₂ kleiner oder gleich als I₂ bemessen werden und kleiner als I₂, wenn saubere Rechteckschaltimpulse erhalten werden sollen.

Die hystereseförmige Eingangsspannungs-Ausgangsspannungs-Kennlinie gemäß der Fig.2 ist hinsichtlich des oberen Spannungsschwellwertes U₀ einstellbar, da

i/o= Übe+ R- /2 Volt

mit Übe= U_u = 0,7 V für Silicium.

Bei vorgegebenem oberen Spannungswert U₀ ist der Widerstand somit gemäß

zu bemessen. Der unschädliche Störabstand für störende Spannungsspitzen im Eingangssignal, innerhalb dessen ein unerwünschtes Schalten nicht stattfinden kann, kann also durch Wahl der Größe des Widerstandes Λ und des Stromes /gewählt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Monolithisch integrierter Schwellwertschalter, dtr bei einem oberen Spannungswert U₀ einer hystereseförmigen Eingangsspannungs-Ausgangsspannungs-Kennlinie schaltet und bei einem unteren Spannungswert U₁₁ zurückschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Schwellwertschalters Ober einen Widerstand an die Basis eines keine Stromeinspeisung über einen Injektor oder eine Stromquelle in die Basis aufweisenden ersten Transistors (T{) und an einen ersten Kollektor eines zweiten als Mehrfachkollektortransistor ausgebildeten Transistors (T₂) gelegt ist daß die Basis des zweiten Transistors (T₂) mit einem zweiten Kollektor des zweiten Transistors (T₂), mit einem zweiten Kollektor des ersten Transistors (Ti) sowie mit einer zweiten Stromquelle (S₂) verbunden ist, daß ein Ausgangssignal (Ua\) an einem ersten Kollektor des ersten Transistors (Ti) oder an irgendeinem weiteren Kollektor eines der beiden Transistoren (Ti, T₂) abgegriffen wird, daß jeder Ausgang (Au Ai', A₂) mit einem Strom /1 über Stromquellen (S₁, Si', Si") kleiner oder gleich I₂ belastet wird und daß der Widerstand einen Wert von

mit dem Schwellwert Übe in der Strom-Spannungs-Kennlinie des Emitters aufweist

2. Monolithisch integrierter Schwellwertschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine P /.-Auslegung.

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Die Erfindung beschäftigt sich mit einem monolithisch integrierten Schwellwertschalter, insbesondere für eine monolithisch integrierte Schaltung in PL-Auslegung.

Dieses Auslegungsprinzip der »integrierten Injektionslogik (PL)« - vgl. »Philips Techn. Rev.«, 33, Nr. 3 (1973), S. 76 bis 85 - wird auch als »Merged Transistor Logic« — vgl. »1972 IEEE International Solid-State Circuits Conference«, Digest of Technical Papers, S. 90 bis 93 — bezeichnet. Die Hauptmerkmale dieses Auslegungsprinzips sind an der Halbleiteroberfläche liegende Kollektorzonen und für eine Mehrzahl von

lateralen Transistorstruktur den Stromfluß in den vertikal betriebenen Transistoren steuern und als Stromquellen dienen. Der Injektor kann im Ersatzschaltbild als Ersatzschaltbildtransistor dargestellt werden, dessen Basis auf Emitterpotential des betreffenden vertikalen Transistors und dessen Kollektor an der Basis dieses vertikalen Transistors liegt. Dabei ist die Kollektorzone des Ersatzschaltbildtransistors identisch mit der Basiszone des vertikalen Transistors. Der Übersichtlichkeit wegen sind diese Ersatzschaltbildtransistoren, wie sie den Injektoren entsprechen, in der Zeichnung zur anliegenden Beschreibung fortgelassen worden.

über einen Injektor oder über eine Stromquelle. Der erste Transistor Γι kann in PL-Auslegung mit der Maßgabe realisiert werden, daß seine Basiszone keinen Strom von einem Injektor erhält. Im Bedarfsfalle können weitere Kollektoren vorgesehen werden, welche über je eine Stromquelle Si', Si" den Strom /1 erhalten und an denen je ein Ausgangssignal U_A]', Ua₂ abgegriffen werden kann.

An dem monolithisch integrierten Schwellwertschalter kann ein Ausgangssignal U_A\ an dem ersten Kollektor des ersten Transistors Ti oder an einem weiteren Kollektor von einem der beiden Transistoren Γι oder T₂ abgegriffen werden.