DE3038522C2

DE3038522C2 - Schaltungsanordnung mit einem bipolaren Schalttransistor

Info

Publication number: DE3038522C2
Application number: DE19803038522
Authority: DE
Inventors: Herbert 7750 Konstanz Wolff
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Atm Computer 78467 Konstanz De GmbH
Priority date: 1980-10-11
Filing date: 1980-10-11
Publication date: 1983-02-10
Also published as: DE3038522A1

Description

— Die Basis des im Sättigungsbereich betriebenen Schalttransistors (1, 1') ist mit dem Eingang (5, 5*) für das Steuersginal über einen Widerstand (3,3') verbunden,

— der Transistor ist ein Feldeffekttransistor (8,8'), dessen Source an die Basis des Transistors, dessen Drain an das emitterseitige Potential und dessen Gate an den Eingang (5, 5') angeschlossen ist; und

— der .Feldeffekttransistor (8, 8') ist selbstleitend und von solchem Leitfähigkeitstyp, daß sein Kanal durch den vom Basisstrom des Transistors (1,1') verursachten Spannungsabfall über dem Widerstand (3,3") gesperrt wird

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem bipolaren Schalttransistor gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei im Sättigungsbereich betriebenen bipolaren Schalttransistoren ist uezüglioi des Zeitverhaltens bekanntlich die sogenannte Speicherzeit zu beachten, die auftritt, wenn der Transisto. aus dem leitenden (gesättigten) in den gesperrten Zustand geschaltet wird, und durch die in der Basiszone befindlichen Ladungsträger verursacht wird. Es sind bereits verschiedene Möglichkeiten bekannt, um diese Ladungsträger schneiler wegzuführen und damit den Entladeverzug zu verkleinern. Beispielsweise kann zwischen Basis- und Emitteranschluß ein ausreichend niederohmiger Widerstand geschaltet werden, der in weiterer Ausgestaltung mit einer in Sperrichtung wirkenden Spannungsquelle verbunden sein kann.

Hierbei ist jedoch ein entsprechend höherer Steuerstrom und im zweiten Fall zusätzlich eine weitere Spannungsquelle erforderlich. Andere bekannte Eingangsschaltungen erfordern beispielsweise ein zusätzliches gegenphasiges Steuersignal oder sind jeweils nur innerhalb eines durch die Dimensionierung der Bauelemente bedingten Frequenzbereichs verwendbar.

Durch die US-PS 30 50 636 ist eine Schaltungsanordnung mit einem bipolaren Schalttransistor bekannt, an dessen Basis ein Transistor angeschlossen ist, der durch eine Diode, drei Widerstände und eine Stromquelle von — 12 V gesperrt ist, solange aufgrund des Eingangssignals Strom in die Basis des Schalttransistors fließt, und bei fehlendem Eingangssignal in den leitenden Zustand gelangt, so daß er dann dem bipolaren Schalttransistor den Basisstrom wegnimmt.

Der bipolare Schalttransistor wird jedoch im nicht-gesättigten Zustand betrieben, und der an seiner Basis angeschlossene Transistor überbrückt nicht die Basis-ZEmitter-Strecke des bipolaren Schalttransistors, sondern ist mil seinem Kollektor an eine weitere Spiinnungsquelle angeschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der ein schnelles Abschalten des Schalttransistors ohne zusätzliche Steuerleistung und mit einem Minimum an zusätzlichem Bauelementeaufwand erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Patentanspruch genannten Merkmale gekennzeichnet Sie erfordert somit nur ein einziges zusätzliches Bauelement, nämüch einen Feldeffekttransistor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung mit einem NPN-Schalttransistor und

Fig.2 eine Schaltungsanordnung mit einem PNP-Schalttransistor und einer Transistor-Vorstufe.

Die Schaltungsanordnung der F i g. I enthält einen NPN-Schalttransistor 1, dessen Emitter mit dem Bezugspotential, dessen Basisanschluß über einen Widerstand 3 mit dem das Steuersignal 4 aufnehmenden Eingang (Eingangsklemme) 5 und dessen Kollektor an den Ausgang 6 und über einen Widerstand 7 mit dem positiven Anschluß der Speisespannung U verbunden ist Im Eingangskreis der Schaltung ist ein selbstleitender, vorzugsweise niederohmiger P-Kanal-Feldeffekttransistor 8 angeordnet, und zwar so, daß die als Source wirkende Elektro-·; mit der Basis des Transistors 1, das Drain mit dem emitterseitigen Potential und das Gate mit dem Eingang 5 der Schaltung verbunden ist

Aus diesem Aufbau ergibt sich folgende Arbeitsweise:

Wird das am Eingang 5 liegende Steuersignal 4 positiv, dann fließt über den Widerstand 3 Strom in die Basis des Transistors 1, so daß dieser leitend wird. Der durch den Basisstrom verursachte Spannungsabfall über dem Widerstand 3 wirkt als positive Gate-Source-Spannung, die den Feldeffekttransistor 8 sperrt. Wenn das Steuersignal 4 auf Null geht oder am Eingang 5 kein Signal anliegt, gehen der Basisstrom des Transistors 1 und damit der Spannungsabfall üb^r dem Widerstand 3 auf Null und der Kanal des Feldeffekttransisotrs 8 wird leitend. Die in der Basiszone des Transistors 1 befindlichen Ladungsträger können dadurch in sehr kurzer Zeit abfließen, so daß die eingangs genannte Speicherzeit und auch die Anstiegszeit der entsprechenden Flanke des Signals am Ausgang 6 wesentlich verkleinert werden. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, daß der Transistor 1 über den Kanal des Feldeffekttransistors 8 sicher im gesperrten Zustand gehalten wird, ohne daß es hierfür eines besonderen Basis-Ableitwiderstandes bedarf.

Die Schaltungsanordnung der F i g. 2 unterscheidet sich von der oben beschriebenen zunächst dadurch, daß hier ein PNP-Schalttransistor Γ und in Anpassung an diesen ein N-Kanal-Feldeffekttransistor 8' verwendet sind. Dementsprechend ist der Emitter des Transistors 1' mit dem positiven Anschluß der Speisespannung verbunden. In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung erfolgt die Ansteuerung des Schalttransistors Γ über einen vorgeschalteten NPN-Transistor 9, dessen Kollektor unmittelbar an den Eingang 5' angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 9 ist über einen Ableitwiderstand 10 mit dem Bezugspotential und über einen Widerstand 11 mit einem das Steuersignal liefernden Generator 12 verbunden.

Wird der Transistor 9 durch das Steuersignal in den leitenden Zustand gebracht, so zieht er über dtn Widerstand 3' Strom aus der Basis des Schalttransistors

daß auch dieser in den leitenden Zustand gerät der Transistor 9 durch das Steuersignal gesperrt, tfällt mit dem Basisstrom des Transistors 1' auch Spannungsabfall am Widerstand 3', so daß der I des Feldeffekttransistors 8' selbstleitend wird und den Schalttransistor 1' rasch in den gesperrten jid bringt.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Schalttransistor t bzw, 1' in Emitterschaltung betrieben. Die erfinciungsgem&ße Anordnung eines Feldeffekttransistors zum schnellen Ableiten der Ladungsträger aus der Basiszone ist jedoch in sinngemäßer Abwandlung ebenso bei einer Kollektorschaltung (Emitterfolger) möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung mit einem bipolaren Schalttransistor, an dessen Basis ein Transistor angeschlossen Ist, der durch geeignete Schaltungsmittel 5 gesperrt wird, solang aufgrund des Eingangssignals Strom in die Basis des Schalttransistors fließt, und bei fehlendem Eingangssignal in den leitenden Zustand gelangt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: