DE2601572B2

DE2601572B2 - Hysterese-schaltung

Info

Publication number: DE2601572B2
Application number: DE19762601572
Authority: DE
Inventors: Shinichi Fujisawa Makino (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1976-01-16
Publication date: 1977-10-27
Also published as: US4013898A; DE2601572C3; GB1535310A; DE2601572A1; JPS5182543A; JPS576138B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Hysterese-Schaltung mit einem aus zwei Transistoren gebildeten Differentialverstärker, dessen Steuerspannung über zwei Eingangsklemmen den Basen der beiden Transistoren aufgeschaltet ist und deren Emitter gemeinsam über eine erste Stromquelle gespeist werden, deren zweiter Anschluß mit dem zweiten einer weiteren Stromquelle sowie mit dem zweiten Anschluß einer Spannungsquelle verbunden ist, welche die Transistoren des Differentialverstärkers und die zweite Stromquelle über Transistorstrecken speist.

Es ist bekannt, Schmitt-Trigger durch mit einem Hystereseeffekt ausgestattete Gleichstromverstärker zu bilden. In einer solchen, einen Gleichstromverstärker aufweisenden Hysterese Schaltung wird die Eingangsspannung der invertierenden Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers aufgeschaltet. Am Ausgang dieses Gleichstromverstärkers wird an einem aus Widerständen gebildeten Spannungsteiler eine Teilspannung abgegriffen, die der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers aufgeschaltet wird. Die Schwellspannung V, einer derartigen Schaltung wird durch die nachstehend aufgeführte Gleichung angegeben:

Spannungsteilung verwendeten Widerstände bezeichnet sind. Zur Änderung des Hysteresebereiches einer derartigen Schaltung können die Werte für R\, Rz oder ν_οαΙ verändert werden. Für gewöhnlich werden die Widerstände Ri oder R₂ geändert. Bei einer linearen Änderung von Rt oder R2 ändert sich jedoch der Hysteresebereich nichtlinear, weil die Änderungsgröße des Hysteresebereiches bestimmt wird von:

R₁ + R₂

oder

1 +

K₁ + K₂

In dieser Gleichung steht V_ou, für die Ausgangsspannung der Schaltung, während mit Ri und R₂ die für die Wird eine nichtlineare Änderung des Hysteresebereiches gewünscht, dann muß der Widerstand Ri oder der Widerstand R₂ nichtlinear verändert werden. Soll eine derartige Widerstandsänderung elektronisch herbeigeführt werden, dann wird der dafür erforderliche Stromkreis zu kompliziert, was dann ein großer Nachteil ist, wenn es sich bei der Schaltung um einen integrierten Schaltkreis handelt

Eine typische Schmitt-Trigger-Schaltung besteht aus zwei npn-Transistoren, deren Emitter miteinander verbunden sind und über einen Widerstand an Erde liegen, während der Kollektor des ersten dieser Transistoren über einen Widerstand auf die Basis des zweiten dieser Transistoren geführt ist. Auch die Basis des zweiten Transistors ist über einen Widerstand mit Erde verbunden. Ein jeder der Kollektoren der beiden Transistoren ist über entsprechende Widerstände auf eine Steuerspannungs-Eingangsklemme geführt Der Basis des ersten Transistors wird die Eingangsspannung zugeführt, wohingegen vom Kollektor des zweiten Transistors die Ausgangsspannung abgenommen wird. Liegt die Eingangsspannung unter einem Schwellenwert, dann befindet sich der zweite Transistor im Einschaltzustand, liegt demgegenüber aber die Eingangsspannung über dem Schwellenwert, dann ist der zweite Transistor ausgeschaltet und befindet sich im Sperrzustand. Eine Ausgangsspannung kann somit nur dann abgenommen werden, wer.n die Eingangsspannung größer als der Schwellenwert ist. Der Schaltung kann dann eine Hysterese-Eigenschaft gegeben werden, wenn die Kreisverstärkung oder die Rückkopplungsschleifenverstärkung größer als 1 gemacht wird. Im allgemeinen kann die Kreisverstärkung oder die Rückkopplungsschleifenverstärkung nicht über einen großen Bereich verändert werden, so daß die Schaltung für den Einsatz in solchen Fällen nicht geeignet ist, in denen die Hysterese-Eigenschaften positiv genutzt werden sollen.

Darüber hinaus weisen die vorerwähnten beider Schaltungsausführungen den Nachteil auf, daß derer Nullbereich nicht stabil ist.

Aus der US-PS 37 00 921 ist eine der eingang! angegebenen Gattung entsprechende Triggerschaltunj bekannt, bei der die beiden im Differentialverstärke] vorgesehenen Transistoren zur Erzielung des Hystere severhaltens ungleiche Charakteristiken aufweisen Insbesondere bei der Ausbildung als IC sind die Flächei der jeweiligen Emitterbereiche der Transistoren in vorgegebenen Größenverhäitnii» ausgeführt, welche das Hystereseverhalten bestimmt Eine Änderung de Hystereseverhaltens nach Fertigstellen der Schaltun] ist unmöglich. In der Praxis hat es sich als sehr schwieri] und aufwendig erwiesen, auf einem Chip eine integrierten Halbleiterschaltung Transistoren herzustel

deren Emitterfunktionen sich genau um einen

¹^ HerlHien Betrag unterscheiden. Für den an sich

»rrhpn Aufbau der Schaltung mit separaten

lmenten sind der Einsatz und damit auch die ^Baue _ej_nes weiteren Transistortyps erforderlich, ¹T eine Änderung des Hystereseverhaltens ist j entsprechend erschwert. Darüber hinaus ist diu c^tterfunktion temperaturabhängig, so daß sich dann, • t durch Temperaturänderungen, infolge der bedingt liehen _{Größe der} Emitterbereiche auch das unterscm ___L__{Uen an}H_Prt und die Arheitsnnnkte rtpr

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λ enau festgelegte Steuerspannung erforderlich, w-l es wünschenswert ist, das Hystereseverhalten mit

" r Spannungen in der Größenordnung von At zu erzielen, müssen die Widerstände, die als biten haben genau angepaßt

At zu erzielen, müssen die Widerstände, die als n.mesteiler zu arbeiten haben, genau angepaßt ^SpTn Auch in diesem Fall gilt, daß dann, wenn die l Hlbleiterschaltung ausgeführten

^SpTn Auch in diesem Fall gilt, daß dann, wenn die Vuitotie in einen als Halbleiterschaltung ausgeführten ΪΪrineearbeitet wird, es sehr schwer ist, die auf dem ^herzustellenden Widerstände genau und exakt

nassen und auszulegen. Der den Transistoren des nXrentialverstärkers vorgeschaltete, durch den Strom j mit dem größeren Emitterbereich ausgestatteten

ictnri eeregelte Transistor steuert vermittels eines ^TrEen Transistors eine Stromquelle. Der geregelte Svouie der Stromquelle ist gleichzeitig Ausgang der ulterese-Schaltung. Da die an der in Durchlaßrichtung

halteten Diode der Stromquelle abfallende Span-Sgering ist, gleichzeitig aber Ausgangsspannung der uvJLrese-Schaltung ist, ist der Spannungshub des Abgangs nur gering und nachträglich nicht mehr zu

F i g. 3 ein Schaltbild, betreffend die erfindungsgema-Be Hysterese-Schaltung, und .

Fig.4 ein Diagramm zur Darstellung der Arbeitsund Funktionsweise der mit Fig.3 wiedergegebenen Hysterese-Schaltung.

Die in Fig. la dargestellte Hysterese-Schaltung ist als Gleichstromverstärker ausgeführt. Dem invertierenden Eingang des Gleichstromverstärkers wird eine Eingangsspannung V_in aufgeschaltet Die Ausgangsspannung dieses Gleichstromverstärkers wird durch die Widerstände Ri und R₂ geteilt Die am Spannungsteiler abgegriffene Spannung wird dem nichtinvertierenden Eingang des Gleichstromverstärkers 1 aufgeschaltet. Fig. Ib zeigt nun, welche Zuordnung zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der mit Fig. la dargestellten Schaltung gegeben ist. In diesem Diagramm, das das Eingangs- und Ausgangsverhalten erkennen läßt, ist die Schwellenspannung V, mit der nachstehend angeführten Gleichung bestimmt:

V₁ =

Aus dieser Gleichung geht klar hervor, daß, um eine Änderung des Hysteresebereiches herbeizuführen, der Widerstand R\ oder R2 oder die Ausgangsspantiung geändert werden können. In diesem Fall ist die Methode der Veränderung des Widerstandswertes allgemein angenommen worden. Weil sich nun die Schwellenspannung anhand der nachstehend gegebenen Gleichungen bestimmen läßt

nie tninaung geht von der Aufgabe aus eine ♦ «rechend der bezeichneten Gattung aufgebaute H SS-Schaltung zu schaffen, welche die Nachteile rfer vorgenannten Schaltungen beseitigt und bei •[fächern Aufbau hohe Temperaturstabihtät und einen ÜnBen regelbaren Hysteresebereich aufweist

remäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem bei der gattungsgemäßen Schaltung mindestens Γγ Basis des ersten Transistors des Diffcrentialverstar- ?f_r- _ein widerstand vorgeschaltet ist, indem zwischen der speisenden Spannungsquelle und den beiden Transistoren jeweils komplementäre Transistoren vor-Shen sind und indem die zweite, ebenfalls Konstanterem liefernde Stromquelle über einen von dem ,weiten Transistor gesteuerten Transistor gespeist wird, dim die Emitter-Basis-Strecke des dem ersten Transi-S? Nachgeordneten Transistor parallel geschaltet ist. Ein einfacher Aufbau wird weiterhin erzieh, wenn die Site uii/oder zweite Stromquelle aus Widerstanden besteht Eine positive Spannungsquelle kann Verwendung finden, wenn die Transistoren des D.fferentialverstärkers als npn-Transistoren und die übrigen Transistoren als pnp-Transistoren ausgeführt sind.

im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an Hand der folgenden Beschreibung eines Ausführungs-Siels in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert Es zeigt hierbei

Fie la die schematische Darstellung einer bekannten Hysterese-Schaltung unter Verwendung eines illeichstroniverstärikCrs,

Fiß Ib ein Diagramm, das das Eingangs- und Ausgangsverhalten dieser Schaltung wiedergibt,

Fig. 2 ein Schaltbild, betreffend eine andere bekannte Ausführung mit Hystereseverhalten, R₁ +R₂

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verändert sich der Hysteresebereich dann nichtlinear, wenn der Widerstand Ri oder der Widerstand R₂ linear geändert wird. Dies läßt sich anders dahingehend ausdrücken, daß dann, wenn der Hysteresebereich linear verändert werden soll, der Widerstand Ri oder der Widerstand R₂ auf nichtlineare Weise verändert werden muß.

Soll nun die Änderung des Widerstandswertes elektronisch herbeigeführt werden, dann wird die elektronische Schaltung für diesen Zweck ziemlich kompliziert, was bei integrierten Schaltungen ein großer Nachteil sein kann. Fig.2 zeigt nun eine Schmitt-Trigger-Schaltung, zu der die beiden Transistoren Qi und Q₂ gehören. Liegt bei dieser Schaltung die der Basis von Transistor Qi aufgeschaltete Spannung unter der Schwellenspannung, dann befindet sich der Transistor Q₂ im Einschaltzustand, liegt die der Basis des Transistors Qi aufgeschaltete Eingangsspannung über der Schwellenspannung, dann befindet sich der Transistor Q₂ im Sperrzustand. Das aber bedeutet, daß die Schaltungsanordnung derart ausgelegt ist, daß nur dann eine Ausgangsspannung abgenommen werden kann, wenn die Eingangsspannung größer als die Schwellenspannung ist. Der Schaltung kann dann eine Hysterese-Eigenschaft gegeben werden, wenn die Kreisverstärkung oder die Rückkopplungsschleifenverstärkung größer als 1 gemacht wird. Es ist jedoch allgemein bekannt, daß es im allgemeinen unmöglich ist, die Kreisverstärkung oder die Rückkopplungsschleifcnverstärkung einer solchen Schaltung über einen weiten Bereich zu verändern, so daß sich deswegen diese Schaltung nicht für solche Zwecke eignet, in denen die

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Hysterese-Eigenschaft positiv Verwendung finden soll.

Der Nachteil der beiden vorerwähnten Schaltungen liegt darin, daß sie keinen stabilen Nullbereich haben. So wird beispielsweise der Nullbereich der mit Fig. la dargestellten Schaltung durch das Temperaturverhalten des den Gleichstromverstärker darstellenden Transistors instabil gemacht. In ähnlicher Weise sind für die mit F i g. 2 dargestellten Schaltung die Schwellenwerte für die Transistoren Qi und Ch temperaturabhängig, so daß in diesem Fall der Nullbereich ebenfalls instabil wird. Bei dem mit F i g. 3 dargestellten Hysteresekreis dieser Erfindung wird eine Eingangsspannung V,„ zwischen den Anschlußklemmen 11a und lift aufgeschaltet. Bei den Widerständen R\ und R₂ handelt es sich um Eingangswiderstände, die jeweils mit den Basisan-Schlüssen der npn-Transistoren Qi und Ch verbunden sind. Die Transistoren Qi und Ch bilden einen Differentialverstärker. Ein diodengeschalteter pnp-Transistor Ch ^lst schaltungsmäßig zwischen dem Kollektor des Transistors Ch und der Stromquelle V«· angeordnet. Der Transistor Qj und ein pnp-Transistor Q₄, der mit dem Transistor Q₃ einen gemeinsamen Basisanschluß hat, bilden zusammen einen spiegelnden oder antiparallelen Strompfad. Ein weiterer Transistor Q₅ ist schaltungsmäßig zwischen dem Kollektor des Transistors Qi und der Stromquelle V₀: angeordnet, die Basis dieses Transistors ist auf den Kollektor des Transistors Q* geführt. Darüber hinaus ist eine Stromquelle 12 der Stromstärke / mit den Emittern der Transistoren Qi und Ch verbunden, wohingegen eine Stromquelle 13 der Stromstärke '/2/mit dem Kollektor des Transistors Q4 in Verbindung steht.

Wird bei dieser Schaltung eine Eingangsspannung V_1n zwischen den Anschlußklemmen lta und 116 derart aufgeschaltet, daß das Potential an der Anschlußklemme 11a im Vergleich mit der Anschlußklemme 116 der Transistoren Qi und Ch sehr klein wird, dann schaltet der Transistor Ch ^m den »Durchlaßzustand« um, und der gesamte Emitterstrom 1 fließt durch den Transistor Q₂. Dieser Strom / ist gleich dem Strom, der durch den diodengeschalteten Transistor Q₃ fließt. Befindet sich nun der Transistor Q₂ im Durchlaßzustand, kann dabei ein Strom in den Transistor Ch fließen, d. h. ein Strom/' dann versucht die gleiche Strommenge in den anderen Transistor Q₄ — dieser bildet den spiegelnden oder antiparallelen Strompfad — zu fließen. Die Stromquelle 13 hat aber nur eine Strombelastbarkeit oder Stromstärke von '/2/, so daß aus diesem Grund der Transistor Q₄ in den Sättigungszustand gelangt, bei dem die Kollektorspannung dieses Transistors ungefähr gleich V_a wird. Wenn in diesem Zustand die Kollektorspannung des Transistors Q₄ ungefähr gleich Kc geworden ist, befindet sich der Transistor Ch im Sperrzustand, darüber hinaus befindet sich auch der Transistor Qi im Sperrzustand, so daß aus diesem Grund die Kollektor-Potentiale der beiden Transistoren Q₅ und Qi variabel geworden sind.

Steigt zu diesem Zeitpunkt die Spannung an der Eingangsklemme Ha allmählich an, dann vollzieht die Schaltung dieser Erfindung die nachstehend angeführte Funktion. Diese Funktion wird anhand von F i g. 4 dargestellt und beschrieben, wobei die allgemeine Hinweiszahl 21a für die Spannung steht, die der Anschlußklemme 11a aufgeschaltet wird, während mit der allgemeinen Hinweiszahl 216 die Spannung gekennzeichnet wird, die der Anschlußklemme Ufa aufgeschaltet wird. Die gestrichelt wiedergegebene Linie 22 zeigt die Basisspannung beim Transistor Q_t.

Erhöht sich die der Eingangsklemme 11a auf geschaltete Spannung, dann kann im Transistor Qi ein Basisstrom fließen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich jedoch der Transistor Q₅ im Sperrzustand, so daß der Kollektorstrom des Transistors Qi nicht fließt und der gesamte Strom von der Basis geliefert wird. Auf der anderen Seite wird der Emitterstrom des sich im Durchlaßzustand befindlichen Transistors Ch daⁿⁿ geringer, wenn der Basisstrom im Transistor Qi größer wird.

Nehmen nun die Ströme, die durch die Emitter der Transistoren Qi und Q₂ fließen, jeweils den Wert '/2/an, dann wird auch die Stromstärke des durch den Transistor Ch fließenden Stromes gleich '/2/. Dementsprechend fließt auch in den Transistor Q₄ ein Strom mit der Stromstärke ^lhi, und dieser Strom ist gleich dem Absorptionsstrom der Stromquelle 13. Gleich sind auch die Emitterströme bei den Transistoren Qi und Q₂, was bedeutet, daß auch die Basispotentiale der beiden Transistoren gleich sind. Und dieser Zustand wird mit Punkt A in dem mit Fig.4 dargestellten Diagramm wiedergegeben. Zu diesem Zeitpunkt fließt in dem mit der Basis des Transistors verbundenen Widerstand R\ ein Strom von V2/. Deshalb wird der von diesem Widerstand R\ herbeigeführte Spannungsabfall gleich V2/ Ru deshalb liegt die Eingangsklemme 11a an einem Potential, das um '/2/ Ä_t größer ist als das der Eingangsklemme lift.

Wird die der Eingangsklemme 11a aufgeschaltete Spannung etwas größer als die Spannung, die diesem Zustand entspricht, dann hat dies eine — wenn auch nur geringfügige — Abschwächung des durch den Emitter des Transistors Q₂ fließenden Stromes zur Folge. Damit verbunden ist aber auch eine Abschwächung des durch Transistor Q₄ fließenden Stromes, und die Stromquelle 13 kann deswegen Strom von der Basis des Transistors Q₅ abziehen. Das führt dazu, daß im Transistor Q₅, der vom Sperrzustand in den Durchlaßzustand umschaltet ein Basisstrom fließt, daß weiterhin im gleichen Umfang der Emitterstrom des Transistors Qi größer wird, die Basisstromverteilung aber geringer wird. Bei einerr Anwachsen des Emitterstromes des Transistors Qi wire der Emitterstrom des Transistors Q₂ um den gleicher Betrag kleiner. Auch die Kollektorströme der Transisto ren Q₃ und Q₅ werden schwächer. Das aber bedeutet daß der Basisstrom des Transistors Qb immer stärkei wird und das Basispotential am Transistor Qi einet immer höheren Wert annimmt. Damit aber wird nachdem die Emitterströme der Transistoren Qi und Q beide den Wert '/2/angenommen haben, der Schaltunj eine positive Rückkopplung oder Rückführung aufge schaltet, wobei (wie dies aus F i g. 4 zu erkennen ist) siel das Basispotential des Transistors Qi, das sich bis dahii am Punkt A befunden hatte, in abrupter Weise zur Punkt B hin verschiebt Zu diesem Zeitpunkt nimmt de Emitterstrom des Transistors Qi ungefähr den Wert /ar und es fließt praktisch kein Strom im Transistor Q₂ un deshalb auch kaum ein Strom im Transistor Q₃ und ir Transistor Q₄, die den spiegelbildlich angeordnete Strompfad bilden. Nun fließt ein Strom, der nahezu de Wert '/21 hat, in die Basis des Transistors Q₅. Diese Transistor Q₅ geht in den Sättigungszustand über, wobi sein Kollektorpotential ungefähr den Wert für V annimmt

Wird nun die Eingangsspannung, die der Eingang; klemme Ha aufgeschaltet ist allmählich schwäche dann wird der durch den Emitter des Transistors < fließende Strom kleiner, wobei ein Strom in de

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Transistor Qi fließt. In diesem Fall arbeiten die Transistoren Qi und Q₂ wie ein gewöhnlicher Differentialverstärker, und die Basisspannung des Transistors Qi schwächt sich so lange ab, bis daß die Spannung an der Eingangsklemme 11a und die Spannung an der s Eingangsklemme llöden gleichen Wert annehmen und der Punkt Cim Diagramm nach F i g. 4 erreicht worden ist. An diesem Punkt C sind die Kollektorströme (oder die Emitterströme) des Transistors Qi und des Transistors Q₂ ungefähr gleich, was zur Folge hat, daß der Strom des Transistors Qj und des Transistors Qa, die den spiegelbildlichen Strompfad bilden, auch den Wert '/2/ annimmt und ungefähr gleich dem Absorptionsstrom der Stromquelle 13 wird.

Fällt die der Eingangsklemme 11a aufgeschaltete Eingangsspannung etwas unter diesen Wert ab, dann hört der Emitterstrom des Transistors Qs auf zu fließen. Hört das Fließen des Basisstromes beim Transistor Q₅ auf, dann kann dieser Transistor Qs den Kollektorstrom nicht zum Fließen bringen, so daß der Zustand erreicht wird, in dem der Emitterstrom des Transistors Qi von dessen Basis aus zugeführt wird. Das hat zur Folge, daß vom Widerstand R\ ein Spannungsabfall verursacht wird, daß die Basisspannung schwächer wird, daß deswegen der Emi'terstrom des Transistors Q₂ immer stärker wird und sich der Transistor Q₅ immer mehr in den Sperrzustand bringt. Damit aber wird eine positive Rückkopplung erreicht, die sich dahingehend auswirkt, daß die Basisspannung des Transistors Qi sich in dem Diagramm nach F i g. 4 abrupt vom Punkt C zum Punkt D hin verschiebt.

Damit verschiebt sich die Basisspannung des Transistors Qi in der durch Pfeile gekennzeichneten Richtung entlang der gestrichelten Linie in dem mit Fig.4 dargestellten Diagramm.

Nach Fig.4 beträgt der Wert der Verschiebung von Punkt A nach Punkt Bin dem Hysteresekreis — wie dies zuvor erwähnt worden ist — *hi R\. Dementsprechend ist in dieser Erfindung die Breite des Hysteresebereiches durch den Betrag *hi R\ bestimmt. Wird nun beispielsweise im Rahmen dieser Erfindung der Wert / des Stromes der Stromquelle konstantgemacht, dann ist es möglich, den Hysteresebereich durch Veränderung des Widerstandes R₁ zu verändern. Wird aber der Widerstand R] als Konstante genommen, dann läßt sich alternativ der Hysteresebereich durch Veränderung des Stromwertes /verändern.

In der Hysterese-Schaltung nach Fig. 3 kann beispielsweise der Kollektor des Transisors Qi als Mehrfachkollektor ausgeführt sein, wobei ein Teil dieses Kollektors eine Ausgangsklemme sein kann. Nach Darstellung in Fig.4 kann auch ein Teil eines Mehrfachkollektors des Transistors Q5 eine Ausgangsklemme 14 sein.

Schon im Zusammenhang mit der Beschreibung der Hysterese-Schaltung nach F i g. 3 ist erwähnt worden, daß die Hystereseschleife mit der Größe V2/Ä1 festgelegt worden ist, daß es möglich ist, diese Größe durch Veränderung des Stromwertes zu kontrollieren, ohne daß dabei der Widerstand geändert zu werden braucht. Im Hinblick auf die Änderungsgröße, die durch eine Veränderung der Stromstärke erzielt werden kann, gilt, daß die Stromstärke von 10 μΑ auf ungefähr 3 mA durch Einstellung verändert werden kann, so daß es möglich ist, einen um mehr als lOOmal größeren Hysteresebereich zu erzielen. Wird der Betrag der Stromstärke als Konstante genommen, dann ist R] der einzige Widerstand, der für eine Änderung des Hysteresebereiches zuständig ist; wird nun dieser Widerstand R\ linear verändert, dann ist es möglich, auch den Hysteresebereich linear zu verändern. Das aber bedeutet, daß nur die Änderung von R\ kontrolliert werden muß, so daß die Steuerungsschaltung sehr, sehr einfach gehalten werden kann.

Auch die Untergrenze des üblichen Betriebes einer Hysterese-Schaltung, der Hysterese-Schaltung dieser Erfindung, geht so weit wie der Nutzungsbereich der Stromquelle (ungefähr 0,3 Volt + Vbe)- Die Obergrenze der Spannung wird dann erreicht, wenn Vbe von der Spannung der Stromquelle V«· subtrahiert wird. Der Bereich kann sehr weit ausgelegt werden.

Hinzu kommt noch, daß dann, wenn der Stromkreis oder die Schaltung nach F i g. 3 verwendet wird, nur eine vergleichsweise kleine Anzahl von Schaltungselementen erforderlich sind; diese Schaltung ist deshalb für integrierte Schaltungen gut geeignet. Werden Widerstände als Stromquellen verwendet, dann können die Ströme, die die Hystereseschleife nach Fig.3 bestimmen, vollkommen innerhalb der integrierten Schaltung erzielt werden. Darüber hinaus können die Spannungen, die an die Widerstände als die vorerwähnten Stromquellen angelegt werden, von außerhalb der integrierten Schaltung zum Steuern und Regeln der Hystereseschleife kontrolliert werden. Das aber bedeutet, es kann eine Hysterese-Schaltung hergestellt werden, die klein ist und leicht gesteuert und geregelt werden kann.

Wird nun der Schaltung nach Fig.3 die der Eingangsklemme Hb auf geschaltete Spannung gleich Null (Erdpotential) gemacht, dann wird — dies geht aus F i g. 4 hervor — ein stabiler Nullbereich erzielt.

Wenn nach F i g. 3 und 4 auch die Transistoren Qi und Q₂ als npn-Transistoren dargestellt sind und die Transistoren Q₃, Qa und Q₅ als pnp-Transistoren, so sollte doch klar sein, daß diese entsprechend der Polarität der Stromquelle umgetauscht werden können.

In der Schaltung nach F i g. 3 sind die Widerstände R] und f?2 mit den jeweiligen Basisanschlüssen der Transistoren Qi und Q₂ verbunden; der Widerstand R, ist — dies geht aus der Beschreibung hervor — jedocr nicht unbedingt erforderlich.

Der spiegelbildliche oder antiparallele Strompfad is nicht unbedingt auf die mit Fig.3 dargestellt» Ausführung beschränkt, statt dessen kann jede allgemein bekannte spiegelbildliche oder antiparalleli Strompfad auch verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

26 Ol Patentansprüche:

1. Hysterese-Schaltung mit einem aus zwei Transistoren gebildeten Differentialverstärker, dessen Steuerspannung über zwei Eingangsklemmen den Basen der beiden Transistoren aufgeschaltet ist und deren Emitter gemeinsam über eine erste Stromquslle gespeist werden, deren zweiter Anschluß mit dem zweiten einer weiteren Stromquelle ι ο sowie mit dem zweiten Anschluß einer Spannungsquelle verbunden ist, welche die Transistoren des DifferentiaJverstärkers und die zweite Stromquelle übe? Transistorstrecken speist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Basis des ersten Transistors CQi) des Differentialverstärkers ein Widerstand (Ri) vorgeschaltet ist, daß zwischen der speisenden Spannungsquelle (V_1x) und den beiden Transistoren CQi und Q₂) jeweils komplementäre Transistoren CQ3 und Qs) vorgesehen sind und daß die zweite, ebenfalls Konstantstrom liefernde Stromquelle (13) über einen von dem zweiten Transistor CQ2) gesteuerten Transistor CQt) gespeist wird, dem die Emitter-Basis-Strecke des dem ersten Transistor CQO nachgeordneten Transistor (Qs) parallel geschaltet ist.

2. Hysterese-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Stromquelle aus Widerständen besteht

3. Hysterese-Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren CQi. Q₂) des Differentialverstärkers als npn-Transistoren und die übrigen Transistoren (Qz, Qa, Qs) als pnp-Transistoren ausgeführt sind.

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