DE4114157A1 - Hf-treiberschaltung fuer einen ionenprojektionsdruckkopf - Google Patents

Hf-treiberschaltung fuer einen ionenprojektionsdruckkopf

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf HF-Treiberschaltungen, ins­ besondere auf eine HF-Treiberschaltung zur Entwicklung einer hohen Spannung an einer reaktiven Last bei hohen HF-Fre­ quenzen, die 5 MHz (beispielsweise 10 MHz bis 100 MHz und höherer HF-Frequenzen) übersteigen.
Die Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung beim Vor­ sehen einer HF-Treiberschaltung zur Erzeugung eines hochfre­ quenten Hochspannungs-HF-Signals, das schnell ein- und ausge­ schaltet werden kann, und zwar auf HF-Treiberleitungen eines Ionenprojektionsdruckkopfes oder einer Kassette oder Cartridge. Die Erfindung ist ebenfalls brauchbar bei anderen Anwendungsfällen, wo HF-Treiberimpulse erwünscht sind. Bei­ spielsweise kann dies der Fall sein beim Betreiben eines Wandlers, verwendet bei Ultraschallabbild-Anwendungsfällen und bei Radaranwendungsfällen.
Das Ionenprojektionsdrucken, welches auch als Ionenabschei­ dungsabbildung bekannt ist, werden Ionenprojektionsköpfe oder Kassetten verwendet mit einer Vielzahl von HF-Leitungen, die selektiv mit Hochspannungs-HF-Signalen zur Erzeugung von Plasma angetrieben werden. Ionen oder Elektronen werden aus diesen Plasmas herausprojiziert, und zwar unter der Steuerung der Elektroden, welche es ermöglichen, daß Ladungspunkte auf einer Dielektrikumsoberfläche in Zeilen mit extrem hohen Geschwindigkeiten abgeschieden werden (Geschwindigkeiten ausreichend zur Erzeugung von hunderten von Seiten pro Minute an Bildern). Die Konstruktion solcher Köpfe und deren An­ wendung beim Ionenprojektionsdrucken ist der Gegenstand eines Artikels von J. R. Rumsey und D. Bennewitz mit dem Titel "Ionendrucktechnologie" im Journal of Imaging Technology, Band 12, Nr. 3, Juni 1986, Seite 144 und folgende.
Um die Ionenabscheidungsdruckvorrichtung mit hohen Geschwin­ digkeiten zu betreiben und insbesondere, um eine Grauskala der bedruckten Punkte zu erreichen, hat es sich als notwendig erwiesen, die HF-Leitungen des Druckkopfes mit hohen HF-Fre­ quenzen, beispielsweise 10 MHz und darüber, zu betreiben. Bei derartigen Frequenzen werden die Techniken, die zum Betreiben der HF-Leitungen vorgeschlagen wurden, unzufriedenstellend, und zwar wegen der Forderung nach extrem hohen Treiberströmen durch die verwendeten aktiven Schaltvorrichtungen. Derartige Schaltungen verwenden einen "step-up" oder Hinauf-Trans­ formator zur Entwicklung der notwendigen Spannungen infolge des durch die aktive Vorrichtung geschalteten Stroms. Die Kapazität der HF-Leitung (auch als HF-Elektrode bezeichnet) ist an die Sekundärseite des Herauf-Transformators angeschlossen, wobei dieser Parallelresonanzkreis bei der gewünschten HF-Frequenz in Resonanz ist. Bei relativ niedrigen HF-Frequenzen in der Größenordnung von 1 MHz, bei der solche Parallelresonanzkreistreiber verwendet werden, ist die durch den Transformator reflektierte Impedanz, in der die aktive Vorrichtung arbeitet, hinreichend hoch, um verfügbare praktikable, aktive Vorrichtungen zu verwenden. Bei höheren Frequenzen nimmt die Impedanz schnell ab; die Änderung der Impedanz ändert sich entsprechend mit der HF-Frequenz und dem Quadrat des Windungsverhältnisses des Transformators. Dann wird der von der aktiven Vorrichtung zu schaltende Strom so groß (beispielsweise in der Größenordnung von 100 Ampere), daß er nicht durch praktikable Vorrichtungen, wie beispielsweise FET′s mit der erforderlichen Größe gehandhabt werden kann. Es bleibt daher das Problem der Erzeugung hochfrequenter Hochspannungs-HF-Energie für die HF-Leitungen der Kopfes. Dieses Problem wird erschwert, weil die Notwendigkeit besteht, die HF-Energie ein- und auszuschalten, und zwar mit schnellen umhüllenden Abfall- und Anstiegszeiten derart, daß die HF-Signale auf die Vielzahl (beispielsweise 20) der HF-Lei­ tungen des Ionendruckkopfes multiplexartig gegeben werden können.
Zur weiteren Information sei auf die entsprechenden konven­ tionellen HF-Treiberschaltungen für die Ionenabscheidungs­ druckköpfe hingewiesen, wie sie beispielsweise in US-PS 48 41 313 gezeigt sind.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte HF-Treiberschaltung vorzusehen, die besonders geeignet ist zur Erzeugung eines hochfrequenten HF-Signals von hinreichender Amplitude und mit hinreichend schnellen umhüllenden Anstiegs- und Abfallzeiten für den Betrieb eines Ionenprojektionsdruckkopfes eines Hochgeschwindigkeits-Ionen­ projektionsdruckers.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine ver­ besserte HF-Treiberschaltung anzugeben, die eine hochfrequente Hochspannungsenergie liefert, und zwar unter Verwendung praktikabler, leicht verfügbarer aktiver Vorrichtungen und insbesondere unter Verwendung von Vorrichtungen, die in einen Raum gepackt werden können, der hinreichend klein ist, so daß er in der unmittelbaren Nähe der Last angeordnet werden kann, der die Energie von der Schaltung verwendet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine ver­ besserte Resonanz-HF-Treiberschaltung vorzusehen, in der die oben genannten Nachteile des Standes der Technik im wesent­ lichen überwunden werden. Kurz gesagt, sieht die Erfindung eine HF-Treiberschaltung vor, die in der Lage ist, eine HF-Wechselspannung zu erzeugen mit hinreichender Spitze-zu- Spitze-Amplitude, um ein Plasma zu erzeugen beim Anlegen an die HF-Leitungen eines Ionenprojektionskopfes (die Leitungen stellen eine effektive Kapazität dar). Dabei wird eine aktive Schaltvorrichtung verwendet und eine Treiberschaltung sowie eine Leistungsversorgung zur Lieferung von Stromimpulsen an die Vorrichtung mit einer Wiederholrate oder -frequenz, die mit der gewünschten Hochfrequenz in Beziehung steht. Eine Induktivität (Induktor) ist in Serie mit der Vorrichtung geschaltet, und mit der effektiven Kapazität, vorgesehen durch die Leitung des Kopfes, der angetrieben werden soll, definiert die Induktivität des Induktors eine effektive Kapazität, wodurch ein Serienresonanzkreis definiert wird, der bei der gewünschten HF-Frequenz in Resonanz ist. Die Treiberschaltung und die Leistungsversorgung für den Betrieb der aktiven Vor­ richtung sind derart gewählt, daß die Stromimpulse eine hin­ reichende Amplitude besitzen, um die gewünschte Spitze-zu- Spitze-HF-Spannungsamplitude an der effektiven Kapazität (d. h. der entsprechenden Last) zu erreichen. Anders ausgedrückt, wird die aktive Vorrichtung mit annähernd der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises betrieben, und zwar von einer festen Frequenzquelle (wie beispielsweise dem Takt der Ionendruck­ kopfsteuerung) oder alternativ erfolgt der Betrieb durch eine Rückkopplung, abgeleitet von der Ausgangsgröße (an der effektiven Kapazität der betriebenen HF-Leitung), die die HF-Treiberschaltung bildet in eine Oszillatortopologie. Eine zweite Lastschaltung wird vorzugsweise zwischen der aktiven Vorrichtung und der Leistungsversorgung verwendet, um eine weitere Last an der aktiven Vorrichtung vorzusehen. Dieser sekundäre Lastkreis ist vorzugsweise ein Parallelresonanz­ kreis, der auf der gewünschten HF-Frequenz in Resonanz ist. Er kann einen Widerstand aufweisen, der angeschaltet ist, um in effektiver Weise die sekundären Resonanzen zu dämpfen, die durch die Zufügung dieses zweiten oder sekundären Lastkreises geschaffen werden. Wegen der niedrigen durch den Serien­ resonanzlastkreis bei Resonanz geschaffenen Impedanz fließt der größte Teil des Wechselstroms durch den Serienresonanz­ lastkreis. Die geringe Impedanz minimiert auch den Spannungs­ ausschlag am Ausgang der aktiven Vorrichtung. Der Wechsel­ strom, der durch die aktive Vorrichtung geschaltet wird, kann gesteuert werden durch Steuerung des Signals zum Treiben der Vorrichtung und der Spannung, die den Gleichstrom hindurch vorsieht, wodurch die Größe des Wechselstroma, der durch den Serienresonanzkreis fließt, gesteuert wird. Alternativ bestimmten die Verluste des Serienresonanzkreises (der als ein Widerstand in Serie geschaltet mit dem Serienresonanzkreis dargestellt sein kann) in Verbindung mit den Verlusten der aktiven Vorrichtung und der Leistungsversorgungsspannung die Größe des Wechselstroms, der durch die aktive Vorrichtung geschaltet wird und somit durch die HF-Leitung fließt. Die Spannung kann auf die HF-Elektrode (jede HF-Leitung des Ionenprojektionskopfes) eingeprägt werden und ist daher von ausreichender Größe (beispielsweise 1600 V Spitze-zu-Spitze), um das erforderliche Ionisierungsfeld zu erzeugen.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer HF-Treiberschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 das Frequenzansprechen (Darstellung B) der HF-Treiberschaltung an der aktiven Vorrichtung (der Drain-Elektrode des FET) und (Darstellung A) an der Last (die effektive Kapazität der HF-Elektrode oder HF-Leitung);
Fig. 3 Darstellungen eines typischen HF-Wechselstrom­ burstimpulses, wie er an der Drain-Elektrode des in Fig. 1 gezeigten FET (Darstellung B) und an der HF-Elektrode des Ionenprojektionskopfes (Darstellung A) auftritt;
Fig. 4 ein schematisches Diagramm ähnlich Fig. 1 der Treiberschaltung in der getasteten Oszillatortopologie.
Fig. 1 zeigt schematisch eine elektrische Schaltung eines derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und zwar ausgelegt zum Betreiben einer HF-Leitung 10 eines Ionen­ projektionskopfes. Diese Leitung kann eine von zwanzig der­ artigen Leitungen sein, die benachbart zueinander angeordnet sind und in der Richtung verlaufen, in der Linien von Punkten durch den Kopf entsprechend von Signalen erzeugt werden, die an Steuerelektroden oder Finger des Kopfes angelegt werden. Jede Leitung 10 bildet eine effektive Kapazität, die mit C6 zwischen der Leitung und der Erdebene des Kopfes angedeutet ist. In einem typischen Kopf beträgt diese Kapazität 120 Picofarads (pF). Der Kopf ist mit der Treiberschaltung durch schematisch bei P1 und P2 gezeigte Steckverbinder verbunden. Die HF-Treiberschaltung der Fig. 1 ist derart ausgelegt, daß sie eine Hochspannungs-HF-Energie bei 10 MHz erzeugt, und zwar mit einer Spitze-zu-Spitze-Spannung von 1,6 KV, wie dies durch die Wellenform A in Fig. 3 dargestellt ist.
Das Eingangssignal RFDRV wird in der Steuervorrichtung für den Ionenprojektionsdrucker erzeugt. Es ist eine Impulsfolge mit einer Wiederhohlrate oder Wiederholfrequenz von 10 MHz bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Andere Treiber­ frequenzen (beispielsweise von 5 bis 100 MHz) können verwendet werden, und zwar abhängig von der Druckgeschwindigkeit und der Anzahl der gewünschten Grauskalen. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise eine Transistor/Transistorlogik (TTL) ver­ wenden, so daß sich die Impulsfolge RFDRV zwischen 0 und +5 Volt verändert. Diese Impulsfolge wird über Widerstand R4 und Kondensator C4 der Basis eines Transistorverstärkers zuge­ führt. Dieser Verstärker wird als ein Klasse C-Verstärker betrieben und liefert daher eine Verstärkung von annähernd 10. Q1 puffert daher die RFDRV-Impulsfolge und erhöht ihre Amplitude der Impulse auf annähernd 15 Volt. Die Umkehrvor­ spannung stellt sicher, daß Q1 aus (nicht-leitend) ist, bis das RFDRV-Signal enabelt oder aktiviert wird.
Q2 und Q3 bilden einen Klasse B-Emitterfolgerpuffer-Ver­ stärker. Sie werden durch die verstärkten (15 Volt) RFDRV-Impulse von der Q1-Stufe betrieben. Sie sehen eine niedrige Ausgangsimpedanz vor zum Betreiben der durch das Gate von M1 präsentierten kapazitätsmäßig hohen und relativ niedrigen Impedanz (beispielsweise 100 Ohm bei 10 Mhz). Dies stellt sicher, daß die Anstiegs- und Abfallszeiten der voreilenden und nacheilenden Flanken der Impulse minimiert werden. D4 und D3 wirken als Unterdrückungsvorrichtungen vom Spannungspitzen. Der Gleichstrom für den FET M1 wird von einer Leistungsversorgung (+80 Volt) geliefert. Diese Leistungs­ versorgung besitzt Rauschfilterkondensatoren C1 und C7, die an der Leistungsversorgung liegen (zwischen +80 Volt und Bezugs­ potential). Der kleinere Kondensators C1 filtert das Hochfre­ quenzrauschen, während der größere Elektrolyt Kondensator C3 die Niederfrequenzrauschkomponenten filtriert. Dies stellt eine niedrige Leistungsversorgungs-AC- oder Wechselstromimpedanz sicher. In ähnlicher Weise sind Kondensator C3 und C5 parallel an die 15 Volt Versorgung (zwischen +15 Volt und Bezugs­ potential) geschaltet, um eine niedrige Leistungsversorgungs­ impedanz sicherzustellen.
Ein Induktor oder Induktivität L1 liegt in Serie mit der HF-Elektrode oder Leitungskapazität C6, wodurch ein Serien­ resonanzkreis gebildet wird, der bei 10 MHz in Resonanz ist, der Frequenz des HF-Signals, welches die Hf-Leitung 10 treibt. Dieser Serienresonanzkreis, der eine sehr niedrige Impedanz auf oder nahe seiner Resonanzfrequenz besitzt und eine ansteigende Impedanz bei Frequenzen, die gegenüber der Resonanzfrequenz weg liegen, ist die dominierende Last für den FET M1 für kontinuierliche Betriebsbedingungen. Ein Kennwert von Resonanzschaltungen ist Q, ein Wert, der den Dämpfungs­ faktor irgendwelcher Widerstandsverluste im Resonanzkreis repräsentiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Widerstandsverlustkomponente der durch diese Last vorgesehenen Impedanz typischerweise 6 Ohm, d. h. der Wert eines äquivalenten Serienwiderstandes, angeordnet in Serie mit dem Serienresonanzkreis plus der "Ein" Widerstand des FET M1. Mit einer 80 Volt Leistungsversorgung ermöglicht dies dem FET M1, einen Strom von annähernd 13 Ampere durch den Serienre­ sonanzkreis zu schalten. Wegen des Serienresonanzkreisbe­ triebes erscheint eine höhere Spannung von annähernd 1700 Volt Spitze-zu-Spitze an der HF-Leitung (C6) als an der Drain-Elektrode des FET M1 (annähernd 80 Volt Spitze-zu- Spitze). Die Spannung an der HF-Leitung (C6) ist in der Kurve A der Fig. 3 gezeigt. Die Spannung am FET (an der Drain vom M1) ist durch die Kurve B in Fig. 3 dargestellt.
Ein sekundärer Lastkreis, bestehend aus L2 und C2 liegt zwischen der Gleichspannungsversorgung (+80 Volt) und der Drain. Zusätzlich zum Vorsehen einer Quelle des Gleichstroms für den FET M1 schafft diese Schaltung in Verbindung mit L1 und C6 sekundäre Parallelresonanzen auf jeder Seite der Serienresonanzfrequenz von L1 und C6. Diese sekundären Parallelresonanzen, die durch den Shunt-Widerstand R1 gedämpft sind, verbreitern die effektive Resonanzspitze der Schaltung über die der Serienresonanzschaltung, bestehend aus L1 und C6 allein hinaus. Die Lage der sekundären Parallelresonanzspitzen wird durch die Werte von L1, C6, L2 und C2 bestimmt. R1 ist derart ausgewählt, daß das Ansprechen zwischen zwei parallelen Resonanzspitzen abgeflacht wird, wodurch ein gleichförmiges Frequenzansprechen dazwischen, gemessen an C6 geschaffen wird. Dies erfolgt zum Zwecke der Minimierung der Anstiegs- und Abfallszeiten der umhüllenden der HF-Spannung (die Anstiegs- und Abfallszeiten sind am Beginn und am Ende der Wellenform A in Fig. 3 gezeigt). Die längere umhüllende Anstiegszeit (ver­ glichen mit der umhüllenden Abfallzeit) in der dargestellten Schaltung oder dem dargestellten Kreis tritt auf wegen der Begrenzungen der Leistungsversorgungsspannung; die die Rate oder Geschwindigkeit begrenzt, mit der Energie in die Last gepumpt werden kann. Die schnelle Abfallzeit wird erreicht, weil die im Serienresonanzkreis gespeicherte Energie die Entwicklung einer viel höheren Spannung an der Drain des FET M1 bewirken kann, bevor sie durch D2 (eine "transorb" Zener-Diode) verteilt wird. D1 und D2 sind wahlweise und steuern die Spitzenspannung an der Drain von M1, wenn das Treibersignal RFDRV entfernt wird (der FET M1 abgeschaltet wird).
Im Betrieb veranlaßt die an das Gate des FET M1 angelegte Treiberspannung diesen Strom aus der Leistungsversorgung (+80 Volt) zu ziehen, wenn er in seinen leitenden Zustand geschal­ tet wird, und zwar mit einer hinreichenden Amplitude zur Erzeugung des gewünschten (1,6 KV Spitze-zu-Spitze-Amplitude) HF-Signals auf der HF-Leitung 10 (an C6) (d. h. das Produkt aus der Impedanz der Last und des Stroms reicht aus, zur Erzeugung der erforderlichen Spitze-zu-Spitze-Spannung).
Es kann auch zweckmäßig sein, den Treiber in einem Oszillator und nicht in einer Verstärkerkonfiguration zu betreiben. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Rückkopplungsschaltung einschließ­ lich eines Kondensators C6 zwischen die HF-Leitungsausgangs­ klemme (zwischen L1 und C5) und den Ausgang der zweiten Stufe eines Vorspannschalters (die Q2, Q3-Stufe) geschaltet. Ein Spannungsteiler (R5, R4 und C7) wird dazu verwendet, um die Amplitude der Rückkopplungsspannung auszuwählen. Der Oszillator wird durch das HF enable Signal geschaltet oder enabelt, welches an die erste Stufe (Q1) des Vorspannschalters angelegt wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist klar, daß eine ver­ besserte HF-Treiberschaltung erzielt wird, die besonders geeignet ist zum Treiben der HF-Elektroden oder Zeilen bzw. Leitungen eines Ionenprojektionskopfes. Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise kann abhängig von der Betriebsfrequenz eine zusätzliche Kapazität parallel zur Lastkapazität der HF-Elektrode geschaltet werden, um die relativen Impedanzen der Serien- und Parallelresonanzkreise einzustellen; in der Tat wird dadurch die Lage der doppelten Spitzen der Darstel­ lung B in Fig. 2 geändert. Die Last kann eine induktive Last und Serienresonanz, vorgesehen mit einem Kondensator sein. Die dargestellte Schaltung ist auch insofern praktikabel, als sie eine größer als 1 KV Spitze-zu-Spitze Wechselstromhochspan­ nungswellenform bei hohen HF-Frequenzen vorsieht und eine schnelle Umhüllende Anstiegs- und Abfallzeit für die Hoch­ frequenzspannung an der Last. Das Bezugspotential kann die Vorspannung am Schirm des Ionenprojektionskopfes (beispiels­ weise -650 Volt) sein, und zwar anstelle der gezeigten Erde. Es sei bemerkt, daß die in den Fig. 1 und 4 angegebenen Werte für die Komponenten lediglich der Darstellung, aber nicht der Einschränkung dienen.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Zum Betreiben der HF-Leitungen (Elektroden) eines Ionen­ projektonsdruckkopfes oder einer Cartrige werden Treiber­ schaltungen vorgesehen, die eine hohe Spannung besitzende Hochfrequenzsignale erzeugen, und zwar mit schnellen um­ hüllenden Anstiegs- und Abfallzeiten, so daß Punkte unter­ schiedlicher Dichte entsprechend einer Grauskala auf einer sich schnell bewegenden dielektrischen Oberfläche geformt werden können. Eine gesonderte JHF-Treiberschaltung für jede Leitung umfaßt eine aktive Schaltvorrichtung, vorzugsweise ein FET. Ein Serienresonanzkreis ist an die aktive Vorrichtung geschaltet. Dieser Kreis wird durch einen Induktor oder eine induktive Gate vorgesehen, und zwar verbunden in Serie mit der effektiven Kapazität der HF-Elektrode des Ionenprojektions­ kopfes, der betrieben wird. Der Induktor und die effektive Kapazität definieren einen Serienresonanzkreis. Die aktive Vorrichtung wird üver einen Impulsverstärker betrieben, und zwar durch Impulse, die sich mit der HF-Rate oder Geschwindig­ keit wiederholen und die aktive Vorrichtung ist ferner mit einer Leistungsversorgung verbunden, und zwar vorzugsweise durch eine Parallelresonanzkreis, der die Frequenzansprech­ charakteristik verbreitert (die effektive Resonanzspitze, gemessen an der HF-Elektrode abflacht), so daß der durch die Vorrichtung geschaltete Strom von hinreichender Größe ist, um eine Spitze-zu-Spitze-Spannung an der effektiven Kapazität der HF-Elektrode des Kopfes zu entwickeln, um hinreichend hohe Spitze-zu-Spitze-Spannungs-HF-Zyklen vorzusehen. Diese Zyklen können derart getastet sein, daß sich Ionenpunkte auf der Dielektrikumoberfläche entwickeln, und zwar mit der entsprech­ enden erforderlichen Grauskalengradierung; die Größe der Ionenladung und die Grauskala hängen von der Anzahl der Zyklen der HF-Treiberspannung ab, die verwendet wird, während die Ionen auf die dielektrische Oberfläche projiziert oder geschleudert werden.

Claims (18)

1. Schaltung zur Erzeugung einer HF-Wechselspannung von aus­ reichender Spitze-zu-Spitze-Amplitude zur Erzeugung eines Plasmas bei Anlegung an HF-Leitungen, die eine effektive Kapazität vorsehen, und zwar bei einem Ionenprojektions­ druckkopf, wobei die Schaltung Mittel aufweist, die eine aktive Schaltvorrichtung aufweisen, um Stromimpulse durch die Vorrichtung mit einer mit der HF-Frequenz in Beziehung stehenden Wiederhohlfrequenz anzulegen, wobei ferner ein Induktor (Induktivität) in Serie mit der Vorrichtung und der effektiven Kapazität geschaltet ist und der Induktor und die effektive Kapazität einen Serienresonanzkreis bilden, der bei der HF-Frequenz in Resonanz ist, und wobei schließlich die Stromimpulserzeugungsmittel Mittel auf­ weisen, um die Stromimpulse mit hinreichenden Amplituden vorzusehen, um die erwähnte hinreichende Spitze-zu- Spitze-Amplitude an der effektiven Kapazität auszubilden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselfrequenz ungefähr 5 MHz übersteigt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromfrequenz in der Größenordnung von 10 MHz liegt.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Serienresonanzkreis ein erstes Frequenz­ ansprechen an der effektiven Kapazität besitzt und ferner Mittel aufweist, die eine zweite Frequenzansprechcharak­ teristik an der effektiven Kapazität bewirken, die breiter ist als das erste Frequenzansprechen.
5. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vorsehen der Stromipulse durch die Vorrichtung eine Gleichspannungsquelle umfassen und einen Parallel­ resonanzkreis, der bei der HF-Frequenz, geschaltet in Serie mit der Quelle und der aktiven Vorrichtung in Resonanz ist.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand parallel zum Resonanzkreis geschaltet ist, um das zweite Frequenzansprechen abzuflachen.
7. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Vor­ richtung eine Steuerelektrode besitzt und wobei die Mittel zum Vorsehen der Stromimpulse derart, daß sie eine hin­ reichende Amplitude besitzen, eine Impulsquelle aufweisen und Impulsverstärkermittel ansprechend auf die Impulse von dieser Quelle zum Betreiben der Steuerelektrode.
8. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsver­ stärkermittel eine "C"-Verstärkerstufe aufweisen, und zwar verbunden mit der Impulsquelle und ferner eine zweite Schaltung mit Bipolartransistoren vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp mit Kollektor-Emitterpfaden in Serie geschaltet und mit Basen, verbunden mit der C-Stufe, um eine komplementäre Emitterfolgestufe vorzusehen, wobei eine Verbindung vorgesehen ist, zwischen den Transistoren in den verbundenen Kollektor zu Emitterpfaden davon und wobei ferner die Verbindung mit der Steuerelektrode ver­ bunden ist.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vorsehen der Stromimpulsserien und die Vorrich­ tung eine Quelle von Gleichspannung aufweisen und ein Parallelresonanzkreis, der bei der HF-Frequenz in Resonanz ist, und zwar geschaltet in Serie mit der Quelle und der aktiven Vorrichtung.
10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Vorrichtung ein FET mit einer Gate-, Source- und Drain-Elektrode ist, wobei der Serienresonanzkreis zwischen der Source und Drain liegt.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelresonanzkreis zwischen der Drain- und der Gleichspannungsquelle liegt.
12. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vorsehen der Stromimpulse Mittel aufweisen, um die Spannung an der effektiven Kapazität zur aktiven Vor­ richtung zurückzukoppeln, um einen Oszillator zu defi­ nieren, der bei der HF-Frequenz im Betrieb ist.
13. Schaltung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Mittel zur Einschaltung oder Enabling des Oszillators, verbunden mit den Mitteln zum Rückkoppeln der Spannung.
14. HF-Treiberschaltung zum Treiben einer Last, die eine reaktive Impedanz darstellt, mit einer vorbestimmten Spitze-zu-Spitze-Spannung einer bestimmten HF-Frequenz, wobei eine aktive Vorrichtung vorgesehen ist, eine Quelle von Gleichspannung, verbunden mit der Vorrichtung, Mittel zum Treiben der Vorrichtung in einen Ein- und Auszustand zum Schalten des Stroms mit einer Spitzenamplitude, wobei das Produkt mit der Reaktanz der Last der Spitzenamplitude der Spitze-zu-Spitze-Spannung entspricht, und zwar mit einer Rate, die in Beziehung steht mit der bestimmten Hochfrequenz, wobei ferner eine Reaktanz vorgesehen ist, die mit der Last verbunden ist und mit einem Wert der re­ aktiven Impedanz zur Definition mit der Last eines Serien­ resonanzkreises, welcher bei der bestimmten Hochfrequenz in Resonanz ist, wobei der Serienresonanzkreis an die Vorrichtung angeschaltet ist.
15. Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit der DC-Quelle und der Vorrichtung ein Parallel­ resonanzkreis geschaltet ist, der bei der bestimmten Frequenz in Resonanz ist.
16. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand parallel zu der Resonanzschaltung geschaltet ist, um das Q der Parallelresonanzschaltung zu reduzieren.
17. Schaltung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Quelle für Antriebsimpulse mit der bestimmten Frequenz, wobei die aktive Vorrichtung eine Steuerelektrode auf­ weist, und ein Impulsverstärker die Treiberimpulse mit der Quelle verbindet und die Amplitude desselben hinreichend erhöht, um Strom mit der Spitzenamplitude für die Span­ nung, angelegt an die Vorrichtung von der Gleichstrom­ quelle zu erzeugen.
18. Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel durch eine Rückkopplungsschaltung vor­ gesehen sind, die geschaltet ist zwischen die Last und die aktive Vorrichtung um einen Oszillator zu definieren, der bei der bestimmten Frequenz in Betrieb ist.
DE4114157A 1990-04-30 1991-04-30 Hf-treiberschaltung fuer einen ionenprojektionsdruckkopf Withdrawn DE4114157A1 (de)

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