DE967390C

DE967390C - Steueranordnung mit symmetrischen Transistoren

Info

Publication number: DE967390C
Application number: DES36245A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Joachim Dosse; Dipl-Phys Helmut Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-11-11
Filing date: 1953-11-11
Publication date: 1957-11-07

Description

Steuerschaltungen mit symmetrischen Transistoren sind bekannt.

Bei symmetrischen Transistoren sind die Emitter- und Kollektorelektrode so ausgebildet, daß sie sich bei der Basis gegenüber gleichen Vorspannungen gleich verhalten. Es können bei solchen Transistoren daher Emitter- und Kollektorelektrode ihre Funktion vertauschen. Wird der Basis eines symmetrischen Transistors ein Steuerstrom zu- oder abgeführt, so wird der Stromfluß durch die beiden übrigen Elektroden gesteuert, und die Steuerwirkung ist unabhängig von der Polarität der zwischen die beiden symmetrischen Elektroden gelegten Spannung. Die Anordnung wirkt als steuerbarer Widerstand oder Schalter für beide Stromrichtungen.

Eine solche bekannte Schaltung wird zur Demodulation von frequenzmodulierten Signalen benutzt. Emitter und Kollektor sind dabei an unterschiedliche Schaltelemente, nämlich einen Parallelkreis aus Induktivität und Kondensator und einen Kreis mit einem Widerstand und einem Kondensator, angeschlossen.

Derartige bekannte Schaltungen haben den Nachteil, daß der Steuerstromkreis von der Polarität der zwischen den symmetrischen Elektroden liegenden Spannung beeinflußt wird; insbesondere ändert sich der Eingangswiderstand für die Steuerspannung mit der Polarität jeder Spannung. Dies hat zur Folge, daß trotz einer exakten. Symmetrie des Transistors beim Durchsteuern Unsymmetrien auftreten können, die in den meisten Fällen sehr störend sind.

709 752/76

Diesen Nachteil vermeidet die Schaltung nach, der Erfindung, bei der der Eingang symmetrisch ist und wobei der eine Anschlußpunkt der Steuerspannung an der Basis des symmetrischen Transistors liegt. Gemäß der Erfindung ist der andere Anschlußpunkt der Steuerspannung über mindestens annähernd gleich bemessene elektrische Schaltelemente mit beiden symmetrischen Elektroden des Transistors verbunden.

ίο Das Prinzip dieser Schaltung zeigt Fig. ι. ι ist ein symmetrischer Transistor, 2 und 3 sind seine symmetrischen Elektroden, die als Emitter bzw. Kollektor wirken, 4 ist der Basisanschluß des Transistors. Die zu steuernde Spannung liegt an den Klemmen S, die gesteuerte Spannung wird am Arbeitswiderstand 6 abgenommen. An den Klemmen 7 wird die S teuer spannung zugeführt. Je nach der Polarität der Spannung zwischen 5 wird die Steuerspannung über die Schaltelemente 8 und 9 bevorzugt zwischen Basis und Klemme 2 oder zwischen Basis und Klemme 3 wirken. Durch diese »Umsteuerung« des Eingangs je nach Polarität der zu steuernden Spannung wird eine Symmetrie des Eingangs erzeugt.

Die Schaltelemente 8 und 9 können als reelle oder komplexe Widerstände, z. B. Kapazitäten oder Induktivitäten oder auch als Kombinationen von solchen Schaltelementen ausgebildet sein.

Ein anderes Beispiel nach der Erfindung, eine Umsteuerung des Eingangs mit Hilfe von Richtleitern, zeigt Fig. 2.

11 ist wieder der Transistor, 12 und 13 sind die symmetrischen Elektroden, 14 ist der Basisanschluß. Zwischen den Klemmen 15 wird die zu steuernde Spannung zugeführt, an 16 die gesteuerte Spannung abgenommen. Die Steuerspannung wird an die Klemmen 17 angelegt.

Je nach der Art des Transistors (pnp- oder npn-Typ) und der Polarität der Richtleiter 18 und 19 liegt die Steuerspannung unabhängig von der Polarität der Spannung zwischen den Klemmen 15 immer zwischen Basis und Emitter bzw. immer zwischen Basis und Kollektor.

Ein Vorteil der angegebenen Schaltung liegt darin, daß der Eingang symmetrisch ist, d. h. daß der Eingangswiderstand unabhängig von der Polarität der zu steuernden Spannung zwischen den Klemmen 15 ist. Damit hängt der Wert des gesteuerten Stromes nicht mehr von der Polarität der Spannung zwischen 15 ab, sondern er ist nur noch eine Funktion der Steuerspannung und des Betrages der zu steuernden Spannung.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die erforderliche Steuerleistung erheblich niedriger ist als bei den bisher bekannten Schaltungen.

Weiter kann man, wenn man die umsteuernden Schaltelemente 8 und 9 entsprechend wählt, Unsymmetrien ausgleichen, die im Transistor selbst noch vorhanden sein können.

Zum Beispiel geschieht dies, wenn man in. der Schaltung nach Fig. 2 in Reihe mit den Richtleitern 18 und 19 geeignet dimensionierte ohmsche Widerstände schaltet.

Ferner kann erfindungsgemäß durch zweckmäßige Wahl der Kurvenform der Steuerspannung in Verbindung mit der Form des Steuerkennlinienfeldes des symmetrischen Transistors und der Kurvenform der zu steuernden Spannung eine gewünschte Kurvenform der gesteuerten Spannung erzielt werden.

In Fig. ι und 2 ist die Grundschaltung der Steueranordnung nach der Erfindung angegeben. Diesen Grundbaustein kann man für viele verschiedene Schaltaufgaben verwenden; z.B. kann man mit einer einzigen solchen Grundschaltung Phasendetektoren aufbauen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können bei Verwendung mehrerer Grundschaltungen nach Fig. ι bzw. 2, beispielsweise in einer Brückenschaltung, symmetrische Transistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps, bei Spitzentransistoren z. B. vom n- und vom p-Typ, bei Flächentransistoren z. B. pnp- und npn-Transistoren, so geschaltet werden, daß mehrere, insbesondere je zwei dieser Grundschaltungen an die gleiche Steuerstromquelle oder die gleiche Wicklung eines Isolierübertragers angeschlossen sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Steueranordnung mit symmetrischen Transistoren, wobei der eine Anschlußpunkt der Steuerspannung an der Basis des symmetrischen Transistors liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Anschlußpunkt der Steuerspannung über mindestens annähernd gleich bemessene elektrische Schaltelemente mit beiden symmetrischen Elektroden des Transistors verbunden ist.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente zwischen dem Anschlußpunkt der Steuerspannung und den beiden symmetrischen Elektroden des Transistors aus Richtleitern bestehen, die entweder in Durchlaß- oder in Sperrichtung gepolt sind.

3. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente zwischen dem Anschlußpunkt der Steuerspannung und den beiden symmetrischen Elektroden des Transistors aus komplexen Widerständen bestehen.

4. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente zwischen dem Anschlußpunkt der Steuerspannung und den beiden symmetrischen Elektroden des Transistors aus Kondensatoren bestehen.

5. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente zwischen dem Anschlußpunkt der Steuerspannung und den beiden symmetrischen Elektroden des Transistors aus Induktivitäten bestehen.

6. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente zwischen dem Anschlußpunkt der Steuerspan-

nung und den beiden symmetrischen Elektroden des Transistors aus spannungsabhängigen Widerständen bestehen.

7. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente zwischen dem Anschlußpunkt der Steuerspannung und den beiden symmetrischen Elektroden des Transistors aus einer Kombination von Richtleitern, Widerständen, Kapazitäten und Induktivitäten bestehen, derart, daß etwa im Transistor selbst vorhandene Unsymmetrien ausgeglichen werden.

8. Steueranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerelemente nach Anspruch 1 bis 7 zu einer Steuerschaltung zusammengefaßt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen