DE2935541C2

DE2935541C2 - Elektronische Schaltanordnung

Info

Publication number: DE2935541C2
Application number: DE19792935541
Authority: DE
Inventors: Lothar 3051 Osterwald Schmidt
Original assignee: Polygram 2000 Hamburg De GmbH
Current assignee: Polygram 2000 Hamburg De GmbH
Priority date: 1979-09-03
Filing date: 1979-09-03
Publication date: 1981-07-30
Also published as: DE2935541B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltanordnung für Analogsignale, bei der der Schalter von einem Feldeffekttransistor gebildet ist, dessen Torelektrode über ein Halbleiterelement hinweg angesteuert ist und dessen Schaltstrecke auf Seiten der Quelloder der Senkeelektrode mit Bezugspotential in Verbindung steht.

Schalter dieser Art sind beispielsweise durch die Literaturstelle »Proceedings of the IEEE«, Dezember 1966, Seiten 1572 bis 1575 bekannt. Sie zeichnen sich durch eine extrem niedrige Offsetspannung aus und verfügen über eine hohe Isolation gegenüber dem Bezugspolential. Die Schaltgeschwindigkeit eines solchen Feldeffekttransistors ist begrenzt durch die kapazitive Kopplung zwischen der Torelektrode und der Schaltstrecke, weil die hier wirksame Streukapazität beim Übergang vom einen Schaltzustand in den anderen über die hochohmige Ansteuerung umgeladen werden muß. Durch diese Streukapazität besteht auch die Gefahr von Knackgeräuschen bei der Umschaltung. Dieser Sachverhalt ist bei Geräten und Einrichtungen der Studiotechnik für die Aufnahme von Tonprogrammen, wo besonders hohe Anforderungen an die einwandfreie und knackfreie Schaltfunktion solcher elektronischer Scha.ter gestellt werden muß, vielfach gegeben. Mit Hilfe von in der Steuerzuleitung zum Feldeffekttransistor mit geeigneter Polung angeordneten Dioden lassen sich die Schalteigenschaften zwar verbessern, doch genügen auch solche Schaltungen nicht der gerade bei Studiogeräten geforderten hohen Freiheit hinsichtlich Knackgeräuschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine elektronische Schaltanordnung der einleitend beschriebenen Art eine weitere, mit einem geringeren technischen Aufwand verbundene Lösung anzugeben, die die genannten hohen Anforderungen an die Schalteigenschaften hinsichtlich¹ Knackfreiheit erfüllt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Halbleiterelement ein hinsichtlich seines Basisanschlusses unbeschalteter Transistor ist, über

ίο dessen Emitter-Kollektorstrecke die Torelektrode des Feldeffekttransistors mit einem hochohmigen Spannungsteiler verbunden ist, und daß der Spannungsteiler mit der Betriebsspannung einseitig über einen Schalter in Verbindung steht, der in Abhängigkeit seiner Schaltstellung den Sperr- oder Durchlaßzustand des Feldeffekttransistors bestimmt

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß sich die beim Umschalten auftretenden Knackgeräusche dann mit Sicherheit vermeiden lassen, wenn über eine geeignete Ansteuerung des Feldeffekttransistors dafür gesorgt ist, daß sich die erwähnte Streukapazität praktisch nicht aufladen kann. Dies wird in außerordentlich einfacher und vorteilhafter Weise bei der Erfindung durch den hinsichtlich seines Basisan-Schlusses freigeschalteten Transistor ermöglicht, weil hierbei dessen Emitter-Kollektorstrecke in erster Näherung eine Diodenstrecke mit zwei gegeneinander gepolten Dioden darstellt Sofern die Schaltstrecke auf Seiten eines Elektroanschlusses des Feldeffekttransistors hochohmig gegen Bezugspotential liegt, was regelmäßig der Fall ist, läßt sich das Schalten des Feldeffekttransistors über den so geschalteten Transistor hinweg praktisch stromlos durch Potentialverschiebung herbeiführen und damit eine Auf- bzw. Umladung der Streukapazität zwischen der Torelektrode und der Schaltstrecke verhindern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors so in Serie zur Torelektrode des Feldeffekttransistors geschaltet, daß eine Potentialänderung an der Torelektrode in Richtung eines Durchschaltens des Feldeffekttransistors mit der Durchlaßrichtung der Emitterstrecke des Transistors übereinstimmt. Die über den Transistor gesteuerte Potentialverschiebung der Torelektrode in

Abhängigkeit eines Öffnens und eines Schließens des Feldeffekttransistors ergibt bei dieser Polung der Emitterstrecke die günstigen Eigenschaften. Grundsätzlich ist die Funktion der Schaltung aber auch gewährleistet, wenn die Polung der Emitterstrecke entgegen der Richtung eines Durchschaltens des Feldeffekttransistors vorgenommen wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung, bei der zusätzlich die Schaltgeschwindigkeit verbessert wird, besteht darin, daß der Emitter-Kollektorstrecke des Transistors eine Diode parallel liegt, deren Durchlaßrichtung entgegen der Durchlaßrichtung der Emitterstrecke des Transistors gepolt ist. Auf diese Weise läßt sich nämlich die in einer Schaltstellung unvermeidbare Aufladung einer der beiden Sperr-Schichtkapazitäten der Emitter-Kollektorstrecke des Transistors beim Umschalten schneller rückgängig machen.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer elektronischen Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 das Ersatzschaltbild des Transistors nach

Fig. 1.

F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektronischen Schaltanordnung nach der Erfindung.

Wie F i g. 1 zeigt, ist die Schaltstrecke mit dem Feldeffekttransistor FET gebildet, der in Abhängigkeit seiner Torelektrode G die Verbindung zwischen der Quellelektrode 5 und der Senkeelektro-de D durchlässig schaltet oder sperrt In unterbrochener Linie ist angedeutet, daß die Schaltstrecke auf Seiten der Senkeelektrode D über den Hochohmwiaerstand Rh gegen Be.iügspotential geschaltet ist Gleichfalls in unterbrochener Linie ist die Streukapazität Cs zwischen der Quellelektrode 5 und der Torelektrode G in F i g. 1 eingezeichnet Die Torelektrode G ist über die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors Tr mit dem Spannungsteiler aus den Widerständen R 1 und R 2, und zwar mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände, verbunden. Hierbei ist der Widerstand R1 > R 2. Dem Widerstand R1 ist zusätzlich der Kondensator C parallel geschaltet, mit dessen Hilfe ein weicheres Schalten des Feldeffekttransistors F£Terreicht wird. Der Spannungsteiler liegt auf Seiten des Widerstandes Ri an der negativen Betriebsgleichspannung Ub und auf Seiten des Widerstandes R2 über den Schalter an der positiven Betriebsgleichspannung Ub. Bei Schließen des Schalters ändert sich die negative Betriebsgleichspannung am gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände Λ 1 und R 2 in Richtung zu positiven Werten, wodurch der bei geöffnetem Schalter gesperrte Feldeffekttransistor FET in den Durchlaßzustand übergeführt wird.

In F ι g. 2 ist das Ersatzschaltbnd des Transistors Tr bei freigeschaltetem Basisanschluß dargestellt Es besteht aus einer Diodenstrecke mit zv/ei gegenpolig in Serie geschalteten Dioden D \ und D 2. Bei Schließen des Schalters 5 nach Fig. 1 verhindert die Diode D2 eine Aufladung der Streukapazität Cs, während die durch diesen Vorgang veränderten Spannungsverhältnisse am Kollektoranschluß des Transistors über den Transistor hinweg in Form einer Potendalverschiebung

an der Torelektrode G wirksam wird. Bei öffnen des Schalters S in der Schaltung nach F i g. 1 wird der ursprüngliche Schaltzustand des Feldeffekttransistois wiederhergestellt Die hierbei sich aufladende Sperrkapazität der Diode Di verzögert beim Schließen des Schalters das Ansprechen des Feldeffekttransistors. DiRse Verzögerung kann durch die in Fig.! ebenfalls eingezeichnete, der Emitter-Kollektorstrecke des Transistors Tr parallel liegende Diode verhindert werden. Durch die Polung der Diode D entgegen der Polung der Emitterstrecke des Transistors wird die genannte Sperrschichtkapazität über diese Diode schnell umgeladen.

Die in F i g. 3 dargestellte weitere Ausführungsform einer elektronischen Schaltanordnung nach der Erfindung unterscheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 lediglich durch die Verwendung dualer Transistorelemente.

Wie auch bereits angedeutet worden ist, kann der N-Feldeffekttransistor nach Fig. 1 einen P-Feldeffekttransistor bzw. der P-Feldeffekttransistor nach F i g. 3 durch einen N-Feldeffekttransistor ersetzt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Schaltanordnung fur Analogsignale, bei der der Schalter von einem Feldeffekttransistor gebildet ist, dessen Torelektrode über ein Halbleiterelement hinweg angesteuert ist und dessen Schaltstrecke auf Seiten der Quell- oder der Senkeelektrode mit Bezugspotential in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement ein hinsichtlich seines Basisanschlusses unbeschalteter Transistor (Tr) ist, über dessen Emitter-Kollektorstrecke die Torelektrode (G) des Feldeffekttransistors (FET) mit einem hochohmigen Spannungsteiler (R 1, R 2) verbunden ist, und daß der Spannungsteiler mit der Betriebsspannung (± Ub) einseitig über einen Schalter (S) in Verbindung steht, der in Abhängigkeit seiner Schaltstehung den Sperr- oder Durchlaßzustand des Feldeffekttransistors bestimmt

2. Elektronische Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors (Tr) so in Serie zur Torelektrode (G) des Feldeffekttransistors (FET) geschaltet ist, daß eine Potentialänderung an der Torelektrode in Richtung eines Durchschaltens des Feldeffekttransistors mit der Durchlaßrichtung der Emitterstrecke des Transistors übereinstimmt.

3. Elektronische Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter-Kollektorstrecke des Transistors (Tr) eine Diode (D) parallel liegt, deren Durchlaßrichtung entgegen der Durchlaßrichtung der Emitterstrecke des Transistors gepolt ist.