DE2705583C2

DE2705583C2 - Transistorschaltung mit einem vor thermischer Zerstörung zu schützenden Transistor

Info

Publication number: DE2705583C2
Application number: DE19772705583
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(Grad.) 8190 Wolfratshausen Holzner; Wolfgang Dipl.-Ing. 8034 Unterpfaffenhofen Trinkwitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-02-10
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE2705583A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transistorschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine Transistorschaltung dieser Art ist aus der US-PS 38 45 405 bekannt. Bei dieser Schaltung ist parallel zum zu schützenden Transistor ein weiterer Transistor eingefügt und außerdem ein dritter, zu den anderen Transistoren komplementärer Transistor vorhanden, dessen Emitter mit dem Kollektor des zu schützenden Transistors verbunden ist und dessen Kollektor an die Basis eines vierten Transistors angeschlossen ist. Der dritte Transistor ist über einen Arbeitswiderstand im Kollektorzweig ansteuerbar. Der erste und der zweite Transistor müssen bei dieser Schaltungsanordnung thermisch gekoppelt sein. Überwacht wird bei dieser Schaltung nur der ICollektorstrom des zu schützenden Transistors. Wenn der dritte Transistor leitend geworden ist, wird die Basis des vierten Transistors angesteuert, wodurch dieser zunehmend leitend wird und über seine im Querzweig liegende Kollektor-Emitterstrecke die angelegte Steuerspannung für den zu schützenden Transistor verringert. Im Extremfall bildet die Kollektor-Emitterstrecke des vierten Transistors sogar einen Kurzschluß, so daß die angelegte Steuerspannung direkt auf die Ausgangsklemme, d. h. auf den Emitter des zu schützenden Transistors durchgeschaltet wird. Dies bedeutet, daß die Spannungsquelle für die Steuerspannung ständig eine unterschiedlich große Last hat, die bis hin zum Kurzschluß reichen kann. Außerdem sind für einen zu überwachenden Transistor drei weitere Transistoren erforderlich.

Aus der DE-AS 12 99 703 ist eine Schaltung zum Schutz eines in Kollektorschaltung betriebenen Verstärkungstransistors vor Überlastung bei Kurzschluß bekannt, bei der die Emitterspannung des zu schützenden Transistors in einem einen zweiten Transistor enthaltenden Komparator mit einer internen Referenzspannung verglichen wird. Bei Kurzschluß des zu schützenden Transistors wird die Spannungsdifferenz zwischen dem Emitter und der Referenzspannung an der Basis des zweiten Transistors so groß, daß dieser leitend wird. Hierdurch wird eine Stromverkleinerung bei dem zu schutzenden Transistor ausgelöst, weil dessen Basis-Emitterspannung entsprechend der KoI-lektor-Emitterspanriung des zweiten Transistors abnimmtAuch bei dieser Schaltung erfolgt somit ein Kurzschluß der Basis-Emitterspannung des zu schützenden Transistors.

Aus der Literaturstelle »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 17, No. 5, Oktober 1974, Seiten 1277 und 1278, ist eine Transistorschaltung bekannt, bei welcher

ίο der Emitter eines zu schützenden, thermisch gekapselten Leistungstransistors in einer Leistungs-Regelschaltung über einen Serienwiderstand mit der Ausgangsklemme verbunden ist An dem Emitter ist die Basis eines zweiten Transistors angeschaltet, dessen Emitter mit der Ausgangsklemme und dessen Kollektor mit der Basis des zu schützenden Transistors verbunden ist Bei einem Kurzschluß an der Ausgangsklemme wird der zweite Transistor leitend und die Basisspannung des zu schützenden Transistors verringert Ein dritter Transistör liefert in diesem Fall einen zusätzlichen Strom an die Ausgangsklemme. Damit besteht aber die Gefahr, daß durch einen Kurzschluß am Ausgang dieser dritte Transistor stark belastet wird. Dieser dritte Transistor muß ebenfalls ein Leistungstransistor sein, was einen entsprechenden Aufwand erforderlich macht. Auch hier erfolgt bei Kurzschluß am Ausgang ein Kurzschluß der Basis-Emitterspannung des zu schützenden Transistors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit

geringem Aufwand schnell und zuverlässig den zu

schützenden Transistor vor Überlastung bei Erreichen der maximal zulässigen Sperrschichttemperatur zu bewahren.

Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Transistorschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs genannten Merkmale erreicht.

Da bei Überlast sowohl der zweite als auch der dritte Transistor gesperrt werden, brauchen beide nicht als Leistungstransistoren ausgelegt zu werden. Ferner wird im Fall des Kurzschlusses des zu schützenden Transistors eine Belastung der vorangehenden oder nachfolgenden Eingangsschaltung vermieden. Die erfindungsgemäße Schaltung arbeitet ohne wesentlichen Zeitverzug und stellt darauf ab, ob und wie weit die Basis-Emitterspannung des zu schützenden Transistors infolge Erwärmung absinkt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

In der Figur ist der zu schützende Transistor 1 der Leistungstransistor einer Endstufe, dessen Basis-Emitterspannung unmittelbar den thermisch von ihm entkoppelten zweiten Transistor 2 steuert. Zu diesem Zweck ist die Basis des Transistors 1 mit der des Transistors 2 verbunden und der Emitter des Transistors 1 ist an den Emitter des Transistors 2 angeschlossen. Des weiteren ist ein Arbeitswiderstand 7 vorgesehen, der einen dritten, zu den anderen Transistoren 1 und 2 komplementären Transistor 3 steuert, der wiederum den Basisstrom für die Transistoren 2 und 1 liefert. Bei Überschreiten einer gewissen Verlustleistung Pv= Uce\ ■ /rim Transistor 1 sinkt dessen Basis-Emitter-Spannung Ube\ soweit ab, daß der Transistor 2 zunehmend gesperrt, wird. Dadurch wird der Transistor 3 ebenfalls gesperrt und die Basisstromzufuhr für die Transistoren 2 und I unterbrochen. Da hierdurch auch kein Stromfluß im zu schützenden Transistor 1 mehr möglich ist, wird eine thermische Zerstörung dieses

Transistors durch Oberschreiten der zulässigen Verlustleistung ausgeschlossen.

Der weiterhin vorgesehene hochohmige Widerstand 6 hat die Aufgabe, ein Wiedereinschalten der gesamten Stufe zu ermöglichen, da der hierzu notwendige geringe Basisstrom fließen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Transistorschaltung mit einem vor thermischer Zerstörung zu schützenden Transistor, dessen Basis mit der Basis eines zweiten Transistors verbunden ist und dessen Emitter an den Emitter des zweiten Transistors angeschlossen ist, und mit einem dritten Transistor, der über einen Arbeitswiderstand aussteuerbar ist, der parallel zur Basis-Emitterstrecke des dritten Transistors liegt, wobei die Basis des dritten Transistors mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schützende Transistor (1) und der zweite Transistor (2) thermisch entkoppelt sind und daß in Serie mit der Basis-Emitterstrecke des zweiten Transistors (2) die Kollektor-Emitter-Strecke aes dritten Transistors (3) liegt, der den Basisstrom für die beiden anderen Transistoren (t, 2) liefert und der bei Absinken der Basis-Emitterspannung des zu schützenden Transistors (1) auf einen vorgegebenen Wert gesperrt wird.