DE2601572C3 - Hysterese-Schaltung - Google Patents
Hysterese-SchaltungInfo
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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 den Transistoren des Differentialverstärkers komplementäre
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
Eingangsklcmme des Gleichstromverstärkers aufgeschaltet wird. Die Schwellspannung V, einer derartigen
Schaltung wird durch die nachstehend aufgeführte Gleichung angegeben:
V - —*2 V
In dieser Gleichung steht Vou, für die Ausgangsspan
nung der Schaltung, während mit Ä, und R^ die für die
Spannungsteilung verwendeten Widerstände bezeichnet sind. Zur Änderung des Hysteresebereiches einer
derartigen Schaltung kennen die Werte für R1, Ri oder
V0J, verändert werden. Für gewöhnlich werden die
Widerstände R\ oder Rz geändert Bei einer linearen
Änderung von R1 oder Ä? ändert sich jedoch der
Hysteresebereich nichtlinear, weil die Änderungsgröße des Hysteresebereiches bestimmt wird von:
R1+ R2
oder
Wird eine nichtlineare Änderung des Hysteresebereiches gewünscht, dann muß der Widerstand Rt oder der
Widerstand Ri 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
jo 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
3") 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
«o 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, wenn die Eingangsspan-
*"> nung 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 beiden Schaltungsausführungen den Nachteil auf, daß deren
Nullbereich nicht stabil ist.
Aus der US-PS 37 00 921 ist eine der eingangs angegebenen Gattung entsprechende Triggerschaltung
bekannt, bei der die beiden im Differentialverstärker vorgesehenen Transistoren zur Erzielung des Hystereseverhaltens
ungleiche Charakteristiken aufweisen: Insbesondere bei der Ausbildung als IC sind die Flachen
der jeweiligen Emitterbereichc der Transistoren im
h=l vorgegebenen Größenverhältnis ausgeführt, welches
das Hystereseverhalten bestimmt. Eine Änderung des Hystereseverhaltens nach Fertigstellen der Schaltung
ist unmöglich. In der Praxis hat es sich als sehr schwierig
und aufwendig erwiesen, auf einem Chip einer integrierten Halbleiterschaltung Transistoren herzustellen,
deren Emitterfunktionen sich genau um einen erforderlichen Betrag unterscheiden. Für den an sich
möglichen Aufbau der Schaltung mit separaten Bauelementen sind der Einsatz und damit auch die
Lagerung eines weiteren Transistortyps erforderlich, und eine Änderung des Hysiereseverhaltens ist
dementsprechend erschwert. Darüber hinaus ist die Emitterfnnktion temperaturabhängig, so daß sich dann,
bedingt durch Temperaturänderungen, infolge der unterschiedlichen Größe der Emitterbereiche auch das
Hystereseverhalten ändert und die Arbeitspunkte der Hysterese-Schaltung verschoben werden.
Für die Transistoren der Eingangsstufe ist eine exakt und genau festgelegte Steuerspannung erforderlich.
Weil es wünschenswert ist, das Hystereseverhalten mit kleinen Spannungen in der Größenordnung von
Millivolt zu erzielen, müssen die Widerstände, die als Spannungsteiler zu arbeiten haben, genau angepaßt
werden. Auch in diesem Fall gilt, daß dann, wenn die Schaltung in einen als Halbleiterschaltung ausgeführten
Chip eingearbeitet wird, es sehr schwer ist, die auf dem Chip herzustellenden Widerstände genau und exakt
anzupassen und auszulegen. Der den Transistoren des Differentialverstärkers vorgeschaltete, durch den Strom
des mit dem größeren Emitterbereich ausgestatteten Transistors geregelte Transistor steuert vermittels eine?
weiteren Transistors eine Stromquelle. Der geregelte Eingang der Stromquelle ist gleichzeitig Ausgang der
Hysterese-Schaltung. Da die an der in Durchlaßrichtung geschalteten Diode der Stromquelle abfallende Spannung
gering ist, gleichzeitig aber Ausgangsspannung der Hysterese-Schaltung ist, ist der Spannungshub des
Ausgangs nur gering und nachträglich nicht mehr zu verändern.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine entsprechend der bezeichneten Gattung aufgebaute
Hysterese-Schaltung zu schaffen, welche die Nachteile der vorgenannten Schaltungen beseitigt und bei
einfachem Aufbau hohe Temperaturstabilität und einen großen regelbaren Hysteresebereich aufweist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem bei der gattungsgemäßen Schaltung mindestens
der Basis des ersten Transistors des Differentialverstärkers ein Widerstand vorgeschaltet ist, und indem die
zweite, ebenfalls Konstantstrom liefernd; Stromquelle über einen von dem zweiten Transistor gesteuerten
Transistor gespeist wird, dem die Emitter-Basis-Strecke des dem ersten Transistor nachgeordneten Transistor
parallel geschaltet ist. Ein einfacher Aufbau wird weiterhin erzielt, wenn die erste und/oder zweite Stromquelle
aus Widerständen besteht. Eine positive Spannungsquelle kann Verwendung finden, wenn die Transistoren
des Differentialverstärkers 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 Ausführungsbeispiels in Verbindung mit dieses darstellenden
Zeichnungen erläutert. Es zeigt hierbei
Fig. la die schematische Darstellung einer bekannten
Hysterese-Schaltung unter Verwendung eines Gleichstromverstärkers,
Fig. Ib ein Diagramm, das das Eingangs- und
Ausgangsverhalten dieser Schaltung wiedergibt,
F i g. 2 ein Schaltbild, betreffend eine andere bekannte Ausführung mit Hystereseverhalten,
F i g. 3 ein Schaltbild, betreffend die erfindungsgemäße 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 Vin aufgeschaltet Die Ausgangsi<
> spannung dieses Gleichstromverstärkers wird durch die Widerstände R\ und Kj geteilt Die am Spannungsteiler
abgegriffene Spannung wird dem nichtinvertierenden Eingang des Gleichstromverstärkers 1 aufgeschaltet
F i g. 1 b 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:
1
R1+ R2 ·""'
Aus dieser Gleichung geht klar hervor, daß, um eine Änderung des Hysteresebereiches herbeizuführen, der
Widerstand Ki oder Ri oder die Ausgangsspannung
geändert werden können. In diesem Fall ist die Methode
der Veränderung des Widerstandswertes allgemein angenommen vorden. Weil sich nun die Schwellenspannung
anhand der nachstehend gegebenen Gleichungen bestimmen läßt
K1 + K2
verändert sich der Hysteresebereich dann nichtlinear, wenn der Widerstand Ki oder der Widerstand Ri linear
geändert wird. Dies läßt sich anders dahingehend ausdrücken, daß dann, wenn der Hysteresebereich linear
verändert werden soll, der Widerstand R\ oder der Widerstand K? 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 Qi gehören. Liegt bei dieser Schaltung die
der B,asis von Transistor Q\ aufgeschaltete Spannung unter der Schwellenspannung, dann befindet sich der
Transistor Qi im EinschaKzustand, liegt die der Basis des
Transistors Q\ aufgeschaltete Eingangsspannung über der Schwellenspannung, dann befindet sich der Transistor
Qi 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-Eigensthaft 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
b5 Kreisverstärkung oder die Rückkopplungsschleifenverstärkung
einer solchen Schaltung über einen weiten Bereich zu verändern, so daß sich deswegen diese
Schaltung nicht für solche Zwecke eignet, in denen die
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 Weis« sind für die
mit Fig. 2 dargestellten Schaltung die Schwellenwerte
für die Transistoren Q-. und ft temperaturabhängig, so daß in diesem Fall der Nullbereich ebenfalls instabil
wird. Bei dem mit F i g. 3 dargestellten Hysteresekreis dieser Erfindung wird eine Eingangsspannurfg V1n
zwischen den Anschlußklemmen 11a und 116 aufgeschaltet.
Bei den Widerständen R\ und A2 handelt es sich
um Eingangswiderstände, die jeweils mit den Basisanschlüssen
der npn-Transistoren Qi und ft verbunden sind. Die Transistoren Qi und ft bilden einen
Differentialverstärker. Ein diodengeschalteter pnp-Transistor ft ist schaltungsmäßig zwischen dem
Kollektor des Transistors ft und der Stromquelle V«.
angeordnet. Der Transistor ft und ein pnp-Transistor Qt, der mit dem Transistor ft 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 Vn angeordnet, die
Basis dieses Transistors ist auf den Kollektor des Transistors Q4 geführt. Darüber hinaus ist eine
Stromquelle 12 der Stromstärke /mit den Emittern der Transistoren Qi und ft verbunden, wohingegen eine
Stromquelle 13 der Stromstärke '/2/mit dem Kollektor
des Transistors Q« in Verbindung steht.
Wird bei dieser Schaltung eine Eingangsspannung V,„ zwischen den Anschlußklemmen 11a und Ub derart
aufgeschaltet, daß das Potential an der Anschlußklemme 11a im Vergleich mit der Anschlußklemme llfc der
Transistoren Qi und ft sehr klein wird, dann schaltet der Transistor ft in den »Durchlaßzustand« um, und der
gesamte Emitterstrom / fließt durch den Transistor ft. Dieser Strom / ist gleich dem Strom, der durch den
diodengeschalteten Transistor ft fließt. Befindet sich nun der Transistor ft im Durchlaßzustand, kann dabei
<?in Strom in den Transistor ft fließen, d. h. ein Stromi
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 V24 so daß aus diesem Grund der Transistor Q4 in
den Sättigungszustand gelangt, bei dem die Kollektorspannung dieses Transistors ungefähr gleich V^ wird.
Wenn in diesem Zustand die Kollektorspannung des Transistors Q4 ungefähr gleich V^ geworden ist,
befindet sich der Transistor Q5 im Sperrzustand, darüber hinaus befindet sich auch der Transistor Qi im
Sperrzustand, so daß aus diesem Grund die Kollektorpotentiale der beiden Transistoren Q5 und Qi variabel
geworden sind.
Steigt zu diesem Zeitpunkt die Spannung an der Eingangsklemme 11a allmählich an, dann vollzieht die
Schaltung dieser Erfindung die nachstehend angeführte Funktion. Diese Funktion wird anhand von Fig.4
dargestellt und beschrieben, wobei die allgemeine Hinweiszahl 21a für die Spannung steht, die der
Anschlußklemme 11a aufgeschaltet wird, während mit der allgemeinen Hinweiszahl 21 ύ die Spannung
gekennzeichnet wird, die der Anschlußklemme lift aufgeschaltet wird. Die gestrichelt wiedergegebene
Linie 22 zeigt die Basisspannung beim Transistor Qj.
Erhöht sich die der Eingangsklemme Ha aufgeschaltete Spannung, dann kann im Transistor Qi ein
Basisstrom fließen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich jedoch der Transistor ft 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 ft dann
geringer, wenn der Basisstrom im Transistor Q1 größer wird.
Nehmen nun die Ströme, die durch die Emitter der Transistoren Qi und ft fließen, jeweils den Wert '/a/an,
dann wird auch die Stromstärke des durch den Transistor ft fließenden Stromes gleich '/2/. Dementsprechend
fließt auch in den Transistor Q4 ein Strom mit der Stromstärke '/2/' und dieser Strom ist gleich dem
Absorptionsstrom der Stromquelle 13. Gleich sind auch
die Emitterströme bei den Transistoren Qi und ft, 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 Ri
ein Strom von lhi Deshalb wird der von diesem
2$ Widerstand R\ herbeigeführte Spannungsabfall gleich
Vi/ R], deshalb liegt die Eingangsklemme Ha an einem
Potential, das um Uli R, größer ist als das der Eingangsklemme üb.
Wird die der Eingangsklemme Ha aufgeschaltcte
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 ft 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 ft 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 ft größer wird, die Basisstromverteilung aber geringer wird. Bei einem
Anwachsen des Emitterstromes des Transistors Qi wird der Emitterstrom des Transistors ft um den gleichen
Betrag kleiner. Auch die Kollektorströme der Transistoren ft und ft werden schwächer. Das aber bedeutet,
daß der Basisstrom des Transistors ft immer stärker wird und das Basispotential am Transistor Qi einen
immer höheren Wert annimmt Damit aber wird, nachdem die Emitterströme der Transistoren Qi und ft
beide den Wert V2/ angenommen haben, der Schaltung eine positive Rückkopplung oder Rückführung aufgeschaitet,
wobei (wie dies aus F i g. 4 zu erkennen ist) sich das Basispotential des Transistors Qi, das sich bis dahin
am Punkt A befunden hatte, in abrupter Weise zum Punkt B hin verschiebt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der
Emitterstrom des Transistors Qi ungefähr den Wert /an,
und es fließt praktisch kein Strom im Transistor ft und deshalb auch kaum ein Strom im Transistor ft und im
Transistor Q4, die den spiegelbildlich angeordneten Strompfad bilden. Nun fließt ein Strom, der nahezu den
Wert '/2/ hat, in die Basis des Transistors Q5. Dieser
Transistor Qs geht in den Sättigungszustand über, wobei sein Kollektorpotential ungefähr den Wert für Vcr
annimmt
Wird nun die Eingangsspannung, die der Eingangsklemme Ua aufgeschaltet ist, allmählich schwächer,
dann wird der durch den Emitter des Transistors Qi fließende Strom kleiner, wobei ein Strom in den
Transistor Qi fließt. In diesem Fall arbeiten die
Transistoren Qi und Qi wie ein gewöhnlicher Differentialverstärker,
und die Basisspannung des Transistors Q\ schwächt sich so lange ab, bis daß die Spannung an der
Eingangsklemme Ha und die Spannung an der Eingangsklemme iibdcn gleichen Wert annehmen und,
der Punkt Cim Diagramm nach F i g. 4 erreicht worden ist. An diesem Punkt C sind die Kollekiorströme (oder
die Emitterströme) des Transistors Q\ und des Transistors Qi ungefähr gleich, was zur Folge hat, daß
der Strom des Transistors Qi und des Transistors Qt, die
den spiegelbildlichen Strompfad bilden, auch den Wert '/j/ annimmt und ungefähr gleich dem Absorptionsstrom der Stromquelle 13 wird.
Fällt die der Eingangsklemme Ha aufgeschaltete Eingangsspannung etwas unter diesen Wert ab, dann
hört der Emitterstrom des Transistors Qs auf zu fließen.
Hört das Fließen des Basisstromes beim Transistor Qs
auf, dann kann dieser Transistor Q^ 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 Emitterstrom des Transistors Qi immer
stärker wird und sich der Transistor Qi 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 Fig.4 abrupt vom Punkt Czum Punkt
D hin verschiebt.
Damit verschiebt sich die Basisspannung des Transistors Q] in der durch Pfeile gekennzeichneten Richtung
entlang der gestrichelten Linie in dem mit Fig.4 dargestellten Diagramm.
Nach F i g. 4 beträgt der Wert der Verschiebung von Punkt A nach Punkt ßin dem Hysteresekreis — wie dies
zuvor erwähnt worden ist — Vz/ R\. Dementsprechend
ist in dieser Erfindung die Breite des Hysteresebereiches durch den Betrag '/21 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 R\ 7u 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 Qt als
Mehrfachkollektor ausgeführt sein, wobei ein Teil dieses Kollektors eine Ausgangsklemme sein kann. Nach
Darstellung in Fig.4 kann auch ein Teil eines Mehrfachkoüektors des Transistors Qs eine Ausgangsklemme
14 sein.
Schon im Zusammenhang mit der Beschreibung der Hysterese-Schaltung nach Fig.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 Ändeningsgröße, 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 R1 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 + VW Die Obergrenze
der Spannung wird dann erreicht, wenn Vet von der
Spannung der Stromquelle Vn- 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
.ίο Ströme, die die Hystereseschleife nach Fi g. 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
.15 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 116 aufgeschaltete Spannung gleich Null (Erdpotentia!) gemacht, dann wird — dies geht aus F i g. 4 hervor — ein stabiler Nullbereich erzielt.
Wird nun der Schaltung nach Fig.3 die der Eingangsklemme 116 aufgeschaltete Spannung gleich Null (Erdpotentia!) 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 Q] und
Q2 als npn-Transistoren dargestellt sind und die
Transistoren Q1, Qt 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 Äj mit den jeweiligen Basisanschlüssen der
Transistoren Qi und Q2 verbunden; der Widerstand R:
ist — dies geht aus der Beschreibung hervor — jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Der spiegelbildliche oder antiparalleie Strompfad ist
nicht unbedingt auf die mit Fig.3 dargestellte Ausführung beschränkt, statt dessen kann jeder
aligemein bekannte spiegelbildliche oder antiparallele Strompfad auch verwendet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
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 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 Diffenrentialverstärkers und die zweite Stromquelle über den
Transistoren des Differentialverstärkers komplementäre Transistoren speist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Basis des ersten
Transistors (Q\) des Differentialverstärkers ein Widerstand (R\) vorgeschaltet ist, und daß die zweite,
ebenfalls Konstantstrom liefernde Stromquelle (13) über einen von dem zweiten Transistor (Qi) gesteuerten Transistor (Qi) gespeist wird, dem die Emitter-Basis-Strecke eines dem ersten Transistor (Q]) nachgeordneten Transistor (Qi) 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 (Qu
Qi) des Differentialverstärkers als npn-Transistoren und die übrigen Transistoren (Qi, Q1, Qs) als pnp-Transistoren ausgeführt sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: MAKINO, SHINICHI, FUJISAWA, JP |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |