DE2526203B2

DE2526203B2 - Schaltungsanordnung zur wahlweisen Phasenumkehr von Signalen

Info

Publication number: DE2526203B2
Application number: DE2526203A
Authority: DE
Inventors: Hideki Tokio Miura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1974-07-23
Filing date: 1975-06-12
Publication date: 1979-08-09
Also published as: DE2526203A1; AT373729B; ATA555775A; JPS5426789Y2; GB1510675A; CA1018614A; DE2526203C3; NL7508805A; FR2280258A1; JPS5115860U; US4002930A; ES439685A1; FR2280258B1; AU8142975A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus d:r DE-AS 11 65 082 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung tritt der Nachteil auf, daß der Strom verstärkungsfaktor des verwendeten Transistors nicht ausreichend hoch gemacht werden kann. Aach ist es bekannt, Flip-Flops zu verwenden, um Dioden zu schalten, die mit dem Ausgangstransistor der Schaltungsanordnung verbunden sind. Dabei ergeben sich außer dem erhöhten schaltungstechnischen Aufwand selbst bei geringen Abweichungen der Schaltungselemente Unsymmetrien.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

ίο Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß bei möglichst geringem schaltungstechnischen Aufwand und hoher Symmetrie ein hoher Stromverstärkungsfaktor erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Verwendung des in besonderer Weise ausgebildeten Bipolartransistors, der nachstehend erläutert wird, können bei geringem schaltungstechnischen Aufwand eine hohe Symmetrie und ein hoher Stromverstärkungsfaktor der Schaltungsanordnung erreicht werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung zur wahlweisen Phasenumkehr von Signalen,

F i g. 2 und 3 Querschnitte des Bipolartransistors der ίο Erfindung,

Fig.4 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur wahlweisen Phasenumkehr unter Verwendung des Bipolartransistors der F i g. 3 und

Fig.5A und 5B Ersatzschaltbilder verschiedener r> Betriebszustände der Schaltungsanordnung der F i g. 4.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Phasenschaltkreise, die ein Signal abgeben, das einem zugeführten Eingangssignal mit der ursprünglichen Phase und mit der invertierten Phase entsprechend einem bestimmten Steuersignal entspricht.

Um von einem Eingangssignal ein Ausgangssignal zu erhalten, das die ursprüngliche Phase und die invertierte Phase für bestimmte wiederholte Perioden hat, wird für bestimmte Zwecke ein Phasenschaltkreis benötigt. Zum Beispiel wird solch ein Kreis in einem PAL-Farbfernsehempfänger als Phasenschaltkreis zum Invertieren der Phase des Farbartsignals verwendet, das die R —Y-Farbdifferenzsignalkomponente bei jeder zweiten Zeilenperiode und zur kontinuierlichen Erzeugung des Farbartsignals bzw. des Bezugsträgersignals mit der ursprünglichen Phase und der invertierten Phase abwechselnd mit jeder Zeilenperiode dient.

Durch die Erfindung wird ein Phasenschaltkreis

geschaffen, der einen neuartigen und verbesserten Schaltungsaufbau hat, der durch die Verwendung eines neuartigen Bipolartransistors geschaffen wird, der hinsichtlich der Zweirichlungs-Leitfähigkeit verbessert ist, und der in einem Phasenschaltkreis zur Verwendung in dem Farbartsignal-Schaltungsteil eines PAL-Farb-

ho fernsehempfängers verwendbar ist.

Der Phasenschaltkreis in Fig. 1 hat einen Eingangstransistor 21, an dessen Basis eine Signalquelle 15 angeschlossen ist und mit dessen Kollektor und dessen Emitter über Kondensatoren zwei Dioden 22 und 23 verbunden sind. Ein Ausgangstransistor 24 ist mit seiner Basis zwischen die Dioden 22 und 23 geschaltet.

Ein Flip-Flop 25 hat zwei Schalttransistoren 26 und 27 und einen Triggereingangsanschluß 28. Das Flip-Flop

hebt die Spannung der Anoden der Dioden 22 und 23 auf Vcc an, wenn die Transistoren 26 und 27 gesperrt sind. Auf diese Weise erscheint an der Basis des Transistors 24 ein Ausgangssignal, das mit dem Eingangssignal 15 entweder in Phase oder in entgegengesetzter Phase ist.

Die F i g. 2 und 3 zeigen den Bipolartransistor, der in einem Phasenschaltkreis, wie ihn die Fig.4, 5A und 5B zeigen, verwendbar ist

Der Strom verstärkungsfaktor Λ/τ eines Transistors mit geerdetem Emitter, der einer der Parameter zur Auswertung der Eigenschaften eines bipolaren Transistors ist, kann durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden, wenn der Stromverstärkungsfaktor des Transistors bei geerdeter Basis α ist:

I -

(D Wenn angenommen wird, daß die Verunreinigungskonzentration im Emitter des Transistors N_D und diejenige in der Basis des Transistors Na ist, kann der Ausdruck

an

np

durch den Ausdruck

ersetzt werden. Da außerdem /.„ durch die Basisbreite W begrenzt wird und L_n= W, wird das Verhältnis wie folgt ausgedrückt:

Der Faktor λ wird wie folgt ausgedriijkt:

(2)

in der X ⁺ den Kollektorverstärkungsfaktor, β den Basisübertragungswirkungsgrad und γ den Emitterinjektionswirkungsgrad darstellen.

Wenn man nun den Emitterinjektionswirkur gsgrad γ eines NPN-Transistors betrachtet, ist γ durch den folgenden Ausdruck (3) gegeben:

(3)

in dem /„ die Stromdichte der von dem Emitter in die Basis des Transistors injizierten Elektronen und I_n die Stromdichte der von der Basis in den Emitter des Transistors injizierten Löcher darstellt.

Da J_n und ]_p durch die folgenden Gleichungen (4) und (5) ausgedrückt werden:

(4)

2t

D_n

Die Diffusionskonstanten D_n und D_n sind Funktionen der Übertragung der Träger und der Temperatur und werden in diesem Falle als im wesentlichen konstant angenommen.

Wie aus den obigen Gleichungen ersichtlich ist, genügt es zur Erhöhung des Stromverstärkungsfaktors Äreeines Transistors, das Verhältnis ö klein zu machen, j» Daher wird bei einem üblichen Transistor die Verunreinigungskonzentration Nn seines Emitters ausreichend hoch gewählt, um das Verhältnis ό klein zu machen.

Wenn jedoch die Verunreinigungskonzentration des j) Emitters ausreichend hoch gewählt wird, z. B. mehr als 10¹⁹ Atomc/cm³, treten Gittcrfehlstellen und -Versetzungen in dem Kristall des Halbleiterkörpers des Transistors auf und verschlechtern den Kristall. Außerdem ist infolge der Tatsache, daß die Vcrunreini •w gungskonzentration des Emitters selbst hoch ist. die Lebensdauer τ_ρ der Minoritätslrägcr, die von der Basis in den Emitter injiziert werden, kurz.

Da die Diffusionsstrecke L_p durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt wird:

(5)

wird das Verhältnis λ von J_n und J_n wie folgt ausgedrückt:

^Dn

(6)

in der L_n die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger in der Basis des Transistors, L_n die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger im Emitter des Transistors, D_n die Diffusionskonstante der Minoritätsträger in der Basis, Dp die Diffusionskonstante der Minoritätsträger in der Basis, n„ die Konzentration der Minoritätsträger in der Basis im Gleichgewichtszustand, p„ die Konzentration der Minoritätsträger im Emitter im Gleichgewichtszustand, V eine an den Emitterübergang des Transistors angelegte Spannung, Λ die Boltzmann-Konstante, Tdie Temperatur und qd\c absolute Größe der Elektronenladung darstellen.

wird die Diffusionsstrecke L_pder Minoritätslräger bzw. Löcher kurz. Wie aus der Gleichung (7) ersichtlich ist, kann daher ö nicht sehr klein gemacht werden und damit kann der Injektionswirkungsgrad γ nicht über einen bestimmten Wert erhöht werden. Folglich kann der Strom verstärkungsfaktor hu.in dem üblichen Transistor nicht sehr hoch gemacht werden.

Wie zuvor erwähnt wurde, ist der Bipolartransistor von den obenerwähnten Nachteilen des bekannten Transistors frei. Als Bipolartransistor kann einer vom NPN-Typ oder vom PNP-Typ verwendet werden und als Beispiel wird nun ein NPN-Bipolartransistor anhand der F i g. 2 und 3 beschrieben.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der NPN-Bipolartransistor aus einer ersten Halbleiterzone 1 (Emitterzone) mit N--Leitfähigkeit, die in einem Halbleitersubstrat 5 mit N +-Leitfähigkeit ausgebildet ist, einer zweiten Halbleiterzone 2 (Basiszone) mit P-Leitfähigkeit, die in dem Halbleitersubstrat 5nahe der Zone 1 ausgebildet ist, und einer dritten Halbleiterzone 3 (Kollektorzonei mit

N--Leitfähigkeit, die in dem Substrat S nahe der zweiten Zone 2 ausgebildet ist, um einen ersten PN-Übergang Je zwischen der ersten und zweiten Zone 1 und 2, und einen zweiten PN-Übergang Jc zwischen der zweiten und dritten Zone 2 und 3 zu bilden. ^r,

Bei dem Bipolartransistor der Fig. 2 ist an der dem ersten Übergang Je zugewandten und von diesem um eine Strecke entfernten Stelle, die kleiner als die Diffusionsstrecke L_n der Minoritätsträger bzw. Löcher ist, die von der zweiten Zone 2 zur ersten Zone 1 i<> injiziert werden, eine Potentialschwelle mit einer Energie höher als die der Minoritätsträger bzw. Löcher bzw. wenigstens gleich der Wärmeenergie der ersten Zone 1 gebildet. Bei dem Beispiel der Fig. 2 ist die Verunrcmigungskonzeniraiion in der ersten Zone 1 ausreichend niedrig wie in der Größenordnung von 10¹⁵ Atome/cm³ gewählt und eine Zone la mit N+ -Leitfähigkeit bzw. einer Verunreinigungskonzentration von etwa I0¹⁹ Atome/cm³ ist in der ersten Zone 1 gebildet, um einen LH-Übergang Jh und damit die Potentialschwelle zu bilden.

Die Verunreinigungskonzentration in der zweiten Zone 2 ist in der Größenordnung von 10'⁵ bis 10¹⁷ Atome/cm³ und diejenige der dritten Zone 3 ausreichend niedrig wie etwa in der Größenordnung >> von 10'⁵ Atome/cm³gewählt.

In dem Halbleitersubstrat S nahe der dritten Zone 3. jedoch getrennt von dem zweiten Übergang /_(> ist eine dritte Zone 3a mit N+ -Leitfähigkeit und einer Verunreinigungskonzentration von etwa 10¹⁹AtO- jo me/cm³ gebildet.

Eine erste Elektrode 4£ ist an der eine hohe Verunreinigungskonzentration aufweisenden Zone la in der Zone 1 in ohmschem Kontakt mit dieser gebildet, eine zweite Elektrode 4ß ist an der zweiten Zone 2 in ohmschem Kontakt mit dieser gebildet und eine dritte Elektrode 4Cist an der eine hohe Verunreinigungskonzentration aufweisenden Zone 3a nahe der dritten Zone 3 in ohmschem Kontakt mit dieser gebildet. Von diesen Elektroden4£,4ßund4Cwerden ein erster, zweiter und dritter Anschluß E. B und C herausgeführt, in F i g. 2 bezeichnet 5 eine Isolierschicht aus z. B. SiCh, die auf der Oberfläche des Substrats Sgebildet wird.

Damit haben von der Basis bzw. der zweiten Zone 2 zum Emitter bzw. der ersten Zone 1 injizierte Löcher 4-, eine lange Lebensdauer infolge der Tatsache, daß die Emitterzone 1 eine Verunreinigungskonzentration und gute Kristalleigenschaften hat, und damit wird die Diffusionsstrecke L_p der Löcher in der Emitterzone 1 lang. Wie sich aus den Gleichungen (6) und (3) ergibt, 5(1 kann daher der Emitterinjektionswirkungsgrad γ hoch gemacht werden. Wenn jedoch die Diffusionsstrecke L_p lang gemacht wird und die in die Emitterzone 1 injizierten Löcher an der Oberfläche des Substrats 5 angelangen und in der Praxis mit den Elektronen auf der Oberfläche rekombinieren können, kann die Diffusionsstrecke Lp nicht wesentlich lang gemacht werden. Da bei der in F i g. 2 gezeigten Halbleitervorrichtung die Potentialschwelle, die dem Emitterübergang Je zugewandt ist in der Emitterzone 1 an einer Stelle gebildet eo ist, deren Abstand kleiner als die Diffusionsstrecke L_p der Minoritätsträger ist kann die Größe der Oberflächenrekombination verringert und die Diffusionsstrekke Lp wesentlich lang gemacht werden.

Da die Potentialschwelle gebildet wird, wie oben bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel beschrieben wurde, wird die Wirkung erreicht daß die Stromdichte bzw. die Stromkomponente J_p der aus der Basiszone 2 zur Emitterzone 1 injizierten Löcher verringert wird. Die; bedeutet, daß an dem LH-Übergang //(der Emitterzone 1 eine falsche Fermi-Niveaudifferenz bzw. ein innere; elektrisches Feld verursacht wird, durch die die Diffusion der Löcher bzw. der Minoritätsträge! unterdrückt wird. Wenn das Fermi-Niveau ausreichenc hoch gemacht wird, heben sich der Diffusionsstrom, dei durch den Löcherkonzentrationsgradienten verursaehl wird, und der Strom, der durch das innere elektrische Feld hervorgerufen wird, an dem LH-Übergang /; gegenseitig auf, so daß der Löcherstrom J_p verringert wird, der von der Basis 2 durch die Emitterzone 1 niedriger Verunreinigungskonzentration injiziert wird Durch diese Wirkung wird das Verhältnis des Eicktroncnstroms, der an der Koliekiorzüne 3 angelangt, relativ zu der Stromkomponente, die durch den Emitterübergang Je verläuft, erhöht und damit wird der Emitterinjektionswirkungsgrad γ erhöht, wie aus der Gleichung (3) ersichtlich ist, so daß der Stromverstärkungsfaktor hpEhoch wird.

Die obige Niveaudifferenz (die Höhe der Potentialschwelle) muß größer als die Energie der Löcher bzw wenigstens gleich der Wärmeenergie sein. Die Wärmeenergie kann mit kT angenähert werden, jedoch sollte die obige Niveaudifferenz mehr als 0,1 eV betragen. Bei der Potentialübergangszone darf die Diffusionsstrecke Lp der Löcher nicht innerhalb der Übergangszone enden bzw. ist es notwendig, daß die Diffusionsstrecke Lp der Löcher größer als die Breite der Übergangszone ist.

Wenn der LH-Übergang Jh gebildet wird, wie F i g. 2 zeigt, kann die Potentialschwelle von 0,2 eV durch geeignete Wahl der Größe der Verunreinigung und des Gradienten der Zone la hoher Verunreinigungskonzentration gebildet werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel des Transistors, in der die gleichen Bezugsziffern und -buchstaben wie in Fig. 2 die gleichen Elemente bezeichnen, weshalb ihre Beschreibung nicht wiederholt wird.

Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist zur Bildung eines PN-Übergangs Js. der dem ersten bzw. Emitterübergang Je zugewandt ist, eine zusätzliche Zone 6 mit P-Leitfähigkeit in der ersten Zone 1 gebildet. Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist der Abstand zwischen den Übergängen /sund Je kleiner gewählt als die Diffusionsstrecke Lp der Minoritätsträger in der ersten Zone. Der übrige Aufbau des in F i g. 3 gezeigten Beispiels ist im wesentlichen der gleiche wie der des in F i g. 2 gezeigten Beispiels.

Da bei dem Beispiel der Fi g. 3 die Diffusionsstrecke Lp der in die erste Zone 1 injizierten Löcher lang ist, wie oben beschrieben wurde, kommen die Löcher tatsächlich an der zusätzlichen Zone 6 an und werden dann von dieser absorbiert Wenn die zusätzliche Zone 6 vom elektrischen Standpunkt aus überflutet wird, wird ihr Potential erhöht da die Anzahl der Löcher, die an der zusätzlichen Zone 6 ankommen, erhöht wird. Damit wird der PN-Übergang Js, der zwischen den Zonen 6 und 1 gebildet ist im wesentlichen auf seine Anstiegsspannung in Durchlaßrichtung vorgespannt und dann werden die Löcher wieder von der zusätzlichen Zone 6 in die Zone 1 injiziert Damit wird die Konzentration der Löcher in der ersten Zone 1 nahe der zusätzlichen Zone 6 erhöht und entsprechend wird die Konzentrationsverteilung der Löcher zwischen den Übergängen Je und /5 in der ersten Zone 1 gleichmäßig.

Bei dem Beispiel der F i g. 3 wird die zusätzliche Zone 6, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die zweite

Zone 2 hat, in der ersten Zone 1 getrennt von der zweiten Zone 2 gebildet, es ist jedoch möglich, daß die zweite Zone 6 kontinuierlich ausgehend von der zweiten Zone 2 gebildet wird.

Die obige Beschreibung erfolgt für den Fall, daß die erste, zweite und dritte Zone 1, 2 und 3 der Halbleitervorrichtung als Emitter, Basis und Kollektor betrieben werden. Jedoch werden bei dem obigen Bipolartransistor die Verunreinigungskonzentrationen der ersten und dritten Zone 1 und 3, die die zweite Zone 2 umgeben, niedrig und etwa in der gleichen Größenordnung gewählt und sind bezüglich der zweiten Zone 2 symmetrisch ausgebildet, so daß, wenn die erste, zweite und dritte Zone 1,2 und 3 als Kollektor, Basis und Emitter wirken, der Transistor so betrieben werden kann, daß die Betriebsrichtung umgekehrt ist.

Die Symmetrie des Bipolartransistors kann dadurch erhöht werden, daß in der dritten Zone 3 eine Potentialschwelle gebildet wird, die dem zweiten Übergang Jc zugewandt ist, diese umgibt und eine Energie hat, die höher als die der Minoritätsträger bzw. Löcher in der dritten Zone 3 ist, wie die F i g. 2 und 3 durch gestrichelte Linien außerhalb des Übergangs Jc angeben. Hierzu wird die Zone 3a hoher Verunreinigungskonzentration in der dritten Zone 3 so ausgebildet, daß sie den Übergang Jc umgibt und der Abstand zwischen dem Übergang Jc und der Zone 3a wird kleiner als die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger bzw. Löcher gewählt, die an den jeweiligen Stellen in die dritte Zone 3 injiziert werden.

Die Eigenschaften des Bipolartransistors, die oben beschrieben wurden, können, wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wie folgt zusammengefaßt werden:

1. Der Stromverstärkungsfaktor Areist hoch und kann auf mehr als 3000 erhöht werden.

2. Der Stromverstärkungsfaktor h_FE ist gleichmäßig. Dies bedeutet, daß bei einem bekannten Transistor die Verunreinigungskonzentration der Emitterzone ausreichend hoch gewählt wird, um den Emitterinjektionswirkungsgrad zu erhöhen, bzw. der Stromverstärkungsfaktor des bekannten Transistors hängt von der Differenz der Verunreinigungskonzentrationen nahe dem Übergang zwischen der Emitter- und Basiszone ab, so daß es notwendig ist, die Verunreinigungskonzentrationen in beiden Zonen relativ zu wählen. Dagegen wird bei dem Bipolartransistor der Erfindung durch Bildung der Potentialschwelle in der Emitterzone 1, die dem Emitterübergang Je zugewandt ist, die Stromkomponente der Minoritätsträger, die in die Emitterzone 1 injiziert werden, unterdrückt, um den Emitterinjektionswirkungsgrad zu erhöhen, so daß der gegenseitige Einfluß zwischen der Emitter- und Basiszone 1 und 2 gering ist, da für die Emitterzone 1 eine relativ niedrige Verunreinigungskonzentration gewählt wird, und die Breite der Basiszone 2 und die Verteilung der Verunreinigungskonzentration darin kann in beabsichtigter Weise gewählt werden und damit kann hFE gleichmäßig sein, wie oben beschrieben wurde.

3. Da der nachteilige Einfluß durch die Oberflächenrekombination vermieden wird, kann der Stromversorgungsfaktor Ara-hoch gemacht werden, selbst wenn der Strom niedrig ist

4. Der Störeinfluß kann verringert werden. Dies bedeutet, daß, da die Hauptteile des ersten und zweiten Übergangs Je und Jc zwischen den eine niedrige Verunreinigungskonzentration aufweisenden Zonen mit P- und N-Leitfähigkeit gebildet sind, die Kristallfehler gering sind. Wenn die Verunreinij gungskonzentration nahe der Elektrode 4S, die z. B. an der zweiten Zone 2 befestigt ist, hoch gewählt wird, kann die Komponente des Emitterbasisstroms bei Betrieb als Transistor längs der Oberfläche des Halbleitersubstrats 5 verringert

ίο werden. Daher kann die Störung von !//Verringert werden. Durch die Tatsache, daß Are hoch ist, können auch das Stoßrauschen und die Störung von Mf verringert werden. Wenn der Basiserstrekkungswiderstand ybb klein gemacht wird, kann

is außerdem die Störung verringert werden, selbst wenn die Impedanz einer Signalquelle niedrig ist.

5. Der Stromverstärkungsfaktor Λ/τ ist hinsichtlich der Temperatureigenschaften gut.

6. Der Transistor kann als in zwei Richtungen leitend verwendet werden und hat eine ausgezeichnete Symmetrie.

7. Da die Verunreinigungskonzentration in der Nähe des ersten und zweiten Übergang Je und Jc niedrig ist, ist BVbeo (Basisemitterspannung bei offenem Kollektor) für die Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen der Transistoren hoch.

8. Wenn der Transistor als Leistungstransistor verwendet wird, ist seine Festigkeit hoch, da seine Emission durch den verteilten Innenwiderstand in

jo der Emitterzone gleichmäßig gemacht wird.

9. Die Sättigungseigenschaften sind verbessert.

10. Wenn die Zone 6, die die Injektion bzw. Reinjektion durchführt, gleichmäßig gemacht wird, wird der äquivalente Widerstand der Basis niedrig gemacht.

Bei dem Phasenschaltkreis der F i g. 4,5A und 5B wird ein Eingangssignal 20 auf die Basis B eines Bipolartransistors 40 gegeben. Der Transistor hat einen ersten und dritten Anschluß, die auch als Emitter und Kollektor E und C bezeichnet werden können, wie gezeigt ist. Ein Transistor 49 ist mit seiner Basis mit dem Kollektor C des Transistors 40 verbunden, um die phaseninvertierten und in Phase befindlichen Signale zu empfangen.

Ein Flip-Flop 30 hat zwei übliche Transistoren 31 und 32, von denen jeder in Reihe zu dem Emitter bzw. dem Kollektor des Zweirichtungs-Transistors 40 geschaltet ist. Zum Beispiel ist die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 32 über den Widerstand 42, den Emitter und den Kollektor des Transistors 40, den Widerstand 41 und einen Widerstand 35 an Punkt 39 mit einer Spannungsquelle + Vccverbunden. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 31 ist über den Widerstand 41, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 40, den Widerstand 42 und den Widerstand 36 an der Stelle 39 mit der Spannungsquelle verbunden. Die Widerstände 43, 44 und 45 liefern die Vorspannung für den Zweirichtungs-Transistor 40. Ein Impulstriggersignal wird auf einen Eingangsan- Schluß 33 des Flip-Flops gegeben, um dessen Betrieb zu steuern und damit die Folgefrequenz zu steuern, mit der das Eingangssignal 20 am Ausgang, der der Kollektor des Zweirichtungs-Transistors ist, in der Phase verschoben wird.

Wenn der Transistor 31 leitend ist, ist der Transistor 32 gesperrt Bei Verfolgung der Schaltungsanordnung der F i g. 4 ist ersichtlich, daß sich ein Betrieb wie bei einem Kollektorfolger ergibt, der in F i g. 5A gezeigt ist

Im wesentlichen ist der Kollektor des Transistors 40 mit einer niedrigen Spannung verbunden, die in diesem Falle über den leitenden Transistor 31 Erde ist. Gleichzeitig ist die Spannungsquelle Vcc bezüglich der Verbindung mit dem Kollektor des Transistors 40 über den Widerstand 35 kurzgeschlossen und ist daher über den Widerstand 36 mit dem Emitter verbunden. Damit ist bei der in Fig. 5A gezeigten Anordnung das Ausgangssignal, das auf den Transistor 49 gegeben wird, gegenphasig zum Eingangssignal, das auf die Basis des Zweirichtungs-Transistors gegeben wird.

Das Gegenteil gilt, wenn der Transistor 32 durch die Wirkung des Schaltsignals, das auf den Anschluß 33 gegeben wird, in den leitenden Zustand gebracht wird. Dieser Zustand ist in Fig. 5B gezeigt, bei der der Emitter des Transistors 40 im wesentlichen über den im leitenden Zustand befindlichen Transistor 32 geerdet ist. Diese entspricht einer Emitterfolgeranordnung, die in F i g. 5B gezeigt ist. Das Ergebnis ist, daß das Signal, das auf die Basis des Transistors 49 gegeben wird, mit dem Signal, das auf die Basis des Transistors 40 gegeben wird, in Phase ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur wahlweisen Umkehr der Phase von Signalen, bestehend aus einem mittels einer Schalteinrichtung als Emitter- oder als Kollektorfolger schaltbaren Transistor, dessen Basis ein Eingangssignal zugeführt wird und der ein in der Phase umkehrbares Signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (40) als symmetrischer Bipolartransistor ausgebildet ist, bestehend aus einer ersten, als Emitterzone dienenden Halbleiterzone (1) des einen Leitfähigkeitstyps, aus einer zweiten, als Basiszone dienende Halbleiterzone (2) des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps nahe der ersten Zone mit einem ersten Halbleiterübergang (JE) dazwischen, einer dritten, als Kollektorzone dienenden Halbleiterzone (3) des gleichen Leitfähigkeitstyps wie die erste Zone (1) nahe der zweiten Zone (2) und mit einem zweiten Halblei! erübergang (JC)dazwischen, wobei der ersten Zone (!) eine Potentialschwelle zugeordnet ist, deren Energie höher als die der Minoritätsträger ist, die von der zweiten Zone in die erste Zone injiziert werden, die Potentialschwelle an einer Stelle vorgesehen ist, die dem ersten Übergang (JE) zugewandt ist und von diesem um eine Strecke entfernt ist, die kleiner als die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Zone einen ersten Teil mit einer Verunreinigungskonzentration von im wesentlichen der gleichen Größenordnung haben, und daß die erste: Zone (1) zur Bildung der Potentialschwelle mit einem zweiten Teil (\a) mit einer Verunreinigungskonzentration höher als (die des ersten Teils der ersten Zone an einer Stelle versehen ist, die von dem ersten Übergang (JE) um eine Strecke kleiner als die Diffusionsstrecke der Minoritätsträger entfernt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Zone (1, 3) einen ersten Teil mit einer Verunreinigungskonzentration von im wesentlichen der gleichen Größenordnung haben, und daß zur Bildung der Potentialschwelle eine zusätzliche Halbleiterzone (6) der gleichen Art wie die zweite Zone (2) in Berührung mit der ersten Zone (1) an einer Stelle vorgesehen ist, die von dem ersten Übergang (JE) um eine Strecke entfernt ist, die kleiner als die Diffusior.sstrecke der Minoritätsträger ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (30) mit den beiden als Kollektor und Emitter bzw. umgekehrt wirkenden Elektroden des Bipolartransistors (40) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung als Flip-Flop (30) ausgebildet ist, dessen beide Ausgänge mit den als Kollektor bzw. Emitter und umgekehrt wirkenden Elektroden des Bipolartransistors (40) verbunden ist.