DE969246C - Unpolarized pulse switch working with flat transistors according to the principle of a bistable toggle arrangement - Google Patents
Unpolarized pulse switch working with flat transistors according to the principle of a bistable toggle arrangementInfo
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Description
Das Prinzip des ungepolten Impulsschalter» mit Flächen transistoren gleicht dem der mit Elektronenröhren aufgebauten Anordnung und ist bekannt.The principle of the non-polarized pulse switch »with Surface transistors resembles that of the arrangement built up with electron tubes and is known.
Wenn, die Dimensionierung des Impulsschalters unabhängig von den Exemplarstreuungen der Transistoren die beiden stabilen Betriebszustände immer sicher gewährleisten soll, muß man a) die Spannung zwischen Basis und Emitter des gesperrten Transistors groß genug für die ungünstigste Transistorzusammenstellung machen und b) den eingeschalteten Transistor im Sättigungsgebiet arbeiten lassen.If so, the dimensioning of the pulse switch is independent of the sample variations of the transistors If the two stable operating states are always to be guaranteed reliably, one must a) the voltage between the base and emitter of the blocked transistor large enough for the most unfavorable transistor combination make and b) let the switched-on transistor work in the saturation region.
Die Bedingung a) verlangt eine hohe Steuerspannung, die Bedingung b) ergibt einen kleinen Eingangswiderstand, beides also eine geringe Empfindlichkeit des Schalters.Condition a) requires a high control voltage, condition b) results in a low one Input resistance, so both a low sensitivity of the switch.
Wenn man den Arbeitspunkt des stromführenden Transistors in das aktive Gebiet legt, bekommt man zwar einen verhältnismäßig großen Eingangswiderstand an diesem Transistor, muß aber wegen der Exemplarstreuungen diesen Arbeitspunkt stabilisieren. Dies geschieht durch die Einführung eines Gegenkopplungswiderstandes Rg in der gemeinsamen Emitterleitung und die Investierung- einesIf you place the operating point of the current-carrying transistor in the active area, you get a relatively high input resistance at this transistor, but you have to stabilize this operating point because of the sample variations. This is done by introducing a negative feedback resistor Rg in the common emitter line and investing a
80» 511/2+80 »511/2 +
Querstromes durch R%, Rx und RB, der viel größer sein muß als der Basisstrom des Transistors im eingeschalteten Zustand (Bild i).Cross current through R%, R x and R B , which must be much larger than the base current of the transistor when switched on (Fig. I).
Durch den Gegenkopplungswiderstand RE wird die Verstärkung des stromführenden Transistors herabgesetzt und damit die Empfindlichkeit des Schalters verringert. Diesem Nachteil begegnet man durch die Einführung eines sehr großen Kondensators CE, der den Widerstand RE für die Schaltzeit ίο unwirksam macht.The negative feedback resistor R E reduces the gain of the current-carrying transistor and thus reduces the sensitivity of the switch. This disadvantage is countered by the introduction of a very large capacitor C E , which makes the resistor R E ineffective for the switching time ίο.
Der Spannungsabfall an RE richtet sich im Endzustand nach dem Transistor, der gerade eingeschaltet ist. Bei zwei verschiedenen Transistoren ist also die Spannung an RE in den beiden stabilen Betriebszuständen des Schalters verschieden. Bei genügend hoher Schaltfrequenz richtet sich diese Spannung wegen des Kondensators CE nach dem Transistor, der im eingeschalteten Zustand den größeren Emitterstrom führt. Diese Spannung kann ao nun so groß sein, daß der andere stabile Betriebszustand des Schalters, der eine andere Spannung zwischen Emitter und Nullpunkt verlangt, erst dann stabil wird, wenn der Kondensator CE auf diese andere Spannung umgeladen worden ist. Dies tritt besonders dann auf, wenn mit Rücksicht auf eine hohe Empfindlichkeit des Schalters die Spannungsdifferenz an der Basis zwischen dem eingeschalteten und dem ausgeschalteten Zustand des Transistors sehr klein gewählt wurde. Die Schaltgeschwindigkeit wird dann, entsprechend der Zeitkonis'tenten RECE sehr klein. Die Kondensatoren, Cx dienen zur Erhöhung der Empfindlichkeit durch Vergrößerung der Verstärkung des Steuerimpulses von der einen Basis über den Kollektor zur anderen Basis.The voltage drop across R E depends in the final state on the transistor that is currently switched on. In the case of two different transistors, the voltage at R E is different in the two stable operating states of the switch. If the switching frequency is high enough, this voltage is directed, because of the capacitor C E, to the transistor which, when switched on, carries the larger emitter current. This voltage can now be so great that the other stable operating state of the switch, which requires a different voltage between the emitter and zero point, only becomes stable when the capacitor C E has been reloaded to this other voltage. This occurs particularly when, in view of the high sensitivity of the switch, the voltage difference at the base between the switched-on and the switched-off state of the transistor has been selected to be very small. The switching speed is then very small, corresponding to the time constants R E C E. The capacitors, C x are used to increase the sensitivity by increasing the gain of the control pulse from one base via the collector to the other base.
Die Erfindung benutzt demgegenüber (Bild 2) erstens einen geteilten Kollektorwiderstand (Rki + Rk2), durch den sich auch bei großem Querstrom durch Rk2, Rx, RB und kleiner Spannungsdifferenz an dei Basis zwischen dem ein- und dem ausgeschalteten Zustand des Transistors ein großer Nutzimpuls am Kollektor erzielen läßt, zweitens die Schaltung des Kondensators Cx nicht nur zur Überbrückung von Rx, sondern zwischen Kollektor und Basis, so daß selbst bei sehr klein eingestellten Spannungsdifferenzen an der Basis beim Umschalten der neue Zustand erreicht wird, obwohl die Spannung am Emitter noch den alten. Wert hat, drittens die Wahl der Zeitkonstanten CERE und der sich aus Cx und der Widerstandskombination bildenden Zeitkonstanten in Verbindung mit der Schaltzeit des Transistors so, daß während der Schaltzeit a) durch Cx an der Basis die überhöhte Spannung entsteht, die den neuen Zustand sicher einleitet, b) die Spannung an RE in der Zeit, in der die überhöhte Spannung an der Basis liegt, auf ihren neuen Wert übergehen kann.In contrast, the invention (Fig. 2) firstly uses a divided collector resistance (R ki + Rk 2 ), through which, even with a large cross current through R k2, R x , R B and a small voltage difference at the base, between the switched-on and the switched-off state of the transistor allows a large useful pulse to be achieved at the collector, secondly, the circuit of the capacitor C x not only to bridge R x , but between the collector and the base, so that the new state is achieved even with very small voltage differences set at the base when switching over, although the voltage on the emitter is still the old one. Has value, thirdly, the choice of the time constant C E R E and the time constants formed from C x and the resistor combination in connection with the switching time of the transistor so that during the switching time a) the excessive voltage arises through C x at the base, which safely initiates the new state, b) the voltage at R E can change to its new value in the time in which the excessive voltage is at the base.
Um den Eingangsleitwert des Impulsschalters so klein wie möglich zu halten, wiird man Cx so klein wie möglich machen müssen. Die Grenze wird gegeben durch die Schall-tzeit des Transistors, die im wesentlichen durch die Frequenzabhängigkeit der S tromvers tärkungIn order to keep the input conductance of the pulse switch as small as possible, one will have to make C x as small as possible. The limit is given by the sound time of the transistor, which is essentially due to the frequency dependence of the current amplification
α =α =
bestimmt wird. Unter Verwendung des T-Ersatzbildes des Transistors (Bild 3) ergibt sich ein für alle Fälle genügend großer Wert für Cx: is determined. Using the T equivalent image of the transistor (Figure 3), a value for C x that is sufficiently large for all cases results:
Cx =C x =
(rb + r.) (Rk 2 + Rx) (r b + r.) (Rk 2 + R x )
wg (i — O0) (rb + ) [RK2 (Rx + wg (i - O 0 ) (r b + ) [R K 2 (R x +
wobei wg die Grenzkreisfrequen.2. des Transistors in Biasiisschaltung und oto die Stromverstärkung bei niedrigen Frequenzen ist. Die Größe des Kohdensators CE soll dann zwischen folgenden, Grenzen liegen:where wg is the limit circle frequencies. 2. of the transistor in bias circuit and ot o is the current gain at low frequencies. The size of the capacitor C E should then be between the following limits:
CE <C E <
wg (1 — O0) wg (1 - O 0 )
undand
wg (1 — a0) RE wg (1 - a 0 ) R E
+ —+ -
ι —ι -
Bild 4 zeigt ein Dimensionierungsbeispiel.Figure 4 shows an example of dimensioning.
Der Vorteil der neuen Schaltung gegenüber den bisher bekannten besteht darin, daß sich hiermit ein Impulsschalter großer Empfindlichkeit und kurzer Schaltzeit aufbauen läßt ohne Rücksicht auf die Fertigungstoleranzen der Transistoren. Sie wird also insbesondere dort vorteilhaft sein, wo Impulsschalter in großer Zahl gebraucht und deshalb serienmäßig hergestellt werden, wie z. B. bei Ziffernrechenmaschinen und ähnlichen Einrichtungen. The advantage of the new circuit over the previously known is that it is a pulse switch of great sensitivity and short switching time can be built without regard to the manufacturing tolerances of the transistors. So it will be particularly advantageous where pulse switches used in large numbers and therefore mass-produced, such. B. at Number calculators and similar devices.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM28096A DE969246C (en) | 1955-09-01 | 1955-09-01 | Unpolarized pulse switch working with flat transistors according to the principle of a bistable toggle arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEM28096A DE969246C (en) | 1955-09-01 | 1955-09-01 | Unpolarized pulse switch working with flat transistors according to the principle of a bistable toggle arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE969246C true DE969246C (en) | 1958-05-14 |
Family
ID=7300293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEM28096A Expired DE969246C (en) | 1955-09-01 | 1955-09-01 | Unpolarized pulse switch working with flat transistors according to the principle of a bistable toggle arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE969246C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1042642B (en) * | 1956-12-08 | 1958-11-06 | Merk Ag Telefonbau Friedrich | Bistable multivibrator with two mutually controlling transistors |
-
1955
- 1955-09-01 DE DEM28096A patent/DE969246C/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1042642B (en) * | 1956-12-08 | 1958-11-06 | Merk Ag Telefonbau Friedrich | Bistable multivibrator with two mutually controlling transistors |
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