NL8103084A - Transistorbeveiligingsketen. - Google Patents

Description

* « 1 να 1926

Transistorbeveiligingsketen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een keten die is ingericht om een halfgeleider-junctie-inrichting te beveiligen tegen beschadigingen ontstaan door elektrische spankrachten zoals veroorzaakt door hoogspanningstransiënten.

5 Hoogspanningstransiënten waardoor een halfgeleiderjunctie- inrichting zoals een transistor kan worden beschadigd kunnen op verschillende manieren ontstaan. B.v. kunnen in een televisie-ontvanger, waarvan een beeldweergeefbuis deel uitmaakt, dergelijke transiënten ontstaan wanneer hoogspanningsboogontladingen die 10 verband houden met de weergeefbuls, ontstaan. De grootte, polari teit en duur van dergelijke transiënten kan dusdanig zijn, dat transistoren die deel uitmaken van signaalverwerkende ketens van de ontvanger kunnen worden beschadigd of vernield, b.v. doordat de keerrichting-doorslagspanning van de transistoren wordt over-15 schreden en overmatig sterke in de keerrichting met betrekking tot de desbetreffende juncties gerichte stromen gaan vloeien.

Dit effect treedt in het bijzonder op wanneer hoogspanningstransi-enten worden geïnduceerd bij ketenpasities of aansluitingen, waarmee de transistoren zijn verbonden, en dergelijke effecten zijn 20 bijzonder lastig in een systeem dat een of meer geïntegreerde ke tens bevat waarvan gevoelige, laag-niveausignaalverwerkende tran-sistorketens deel uitmaken. In het geval van een bipolaire transistor kunnen overmatige in de keerrichting met betrekking tot de basis-emitterjunctie vloeiende stroman de transistor kapot ma-25 ken, of de stroomversterkingseigenschappen van de transistor blij vend verslechteren.

Diverse beveiligingsinrichtingen kunnen worden toegepast om de effecten van hoogspanningstransiënten te verminderen.

Geschikt gepoolde halfgeleiderdiodes kunnen in ketenpunten 30 worden gebruikt om transiënten af te leiden van gevoelige transis- 8t 03 0 8 4 * ^ - 2 - torketens dis moeten worden beveiligd. Voor dit doel Kunnen diodes zijn vereist die zijn gefabriceerd onder gebruikmaking van niet-gestandaardiseerde.technieken of configuraties. Diodes ten aanzien waarvan deze vereisten zijn gesteld, zijn veelal ongewenst in het . 5 bijzonder wanneer deze moeten worden toegepast in de sfeer van geïntegreerde ketens, aangezien dergelijke vereisten een complicatie betekenen bij de fabricage van de geïntegreerde keten. In ieder geval dient er zorg voor te worden gedragen dat zeker is gesteld dat de diodes voldoende vermogensdissipatievermogen hebben IQ om de elektrische spankrachten behorende bij de transiënten en die schadelijk kunnen zijn, te weerstaan waarbij moet gelden, dat dergelijke diodes alleen of samen met enig bijbehorend drempelniveau of bepalend hulpspanningsnetwerk, geen schadelijke invloed hebben op de gewenst'e impedantie-eigenschappen of haog-frequent-15 responsie van signaalketens die moeten worden beveiligd. Ook kan gebruik worden gemaakt van weerstanden of impedantie-inrichtingen die in het bijzonder zijn ontworpen om hoagspanningstransiënten te onderdrukken. Dergelijke inrichtingen kunnen echter vanuit ont-werpstandpunt bezien voor talrijke ketentoèpassingen te kostbaar 20 of anderszins onpraktisch zijn, en dergelijke inrichtingen kunnen van invloed zijn op de impedantie-eigenschappen en de hoog-fre-quentresponsie van signaalverwerkende ketens waarin zij moeten worden toegepast.

Ook is gebruik gemaakt van een beveiligingsketen met actie-25 ve transistoren in combinatie met een sensorimpedantie gekoppeld met een ketenpunt waar:hoogspanningstransiënten kunnen ontstaan en met de keten die moet worden beveiligd. Bij een dergelijke inrichting fungeert de beveiligingstransistor als middel om de door een transiënt geïnduceerde stromen van de keten die moet worden 30 beveiligd, af te leiden, wanneer de beveiligingstransistor wordt geactiveerd in responsie op een drempelgeleidingsspanning die over de sensorimpedantie wordt ontwikkeld. Een dergelijke inrichting is ongewenst wanneer deze wordt gebruikt om een signaalverwerkende keten te beveiligen aangezien de sensorimpedantie een verandering 35 betekent voor de impedantie die anderszins behoort bij de beveilig- ......8103084- ί * - 3 - ds signaalverwerKsnde Ketens tevens Kunnsn hoog-frequentsignalen die normaliter verschijnen bij de desbetreffende aansluiting, worden verzwakt zodat een laag-doorlatend filter is gevormd samen met enige parasitaire capaciteit die bij de desbetreffende aansluiting 5 aanwezig Kan zijn.

Met een transiëntbeveiligingsKeten die is ingericht volgens de onderhavige uitvinding worden de in het voorafgaande genoemde bezwaren opgeheven en een dergelijke Keten leent zich bijzonder goed voor de fabricage in de sfeer van geïntegreerde Ketens die 10 tevens een beveiligende Keten bevatten. Een beveiligingsketen vol gens de uitvinding vereist meer in het bijzonder een minimum aantal componenten en heeft geen schadelijke invloed op de hoogfre-quentresponsie, of impedantie-eigenschappen van de te beveiligen Keten.

15 Een inrichting volgens de uitvinding beveiligt een halfge- leiderinrichting tegen schade als gevolg van elektrische spankrachten zoals veroorzaakt door storende hoogspanningstransiënten.

De halfgeleiderinrichting omvat een halfgeleiderjunctie die is-gekoppeld met een ketenpunt waar de transiënten kunnen verschij-20 nen en waar elektrische spankrachten, die ontstaan wanneer de transiënten een gegeven niveau overschrijden, beschadiging kan ontstaan. De beveiligingsinrichting omvat een beveiligingstransistor met een collectorelektrode die is gekoppeld met een werkpotentiaal, een basiselektrode en een emitterslektrode die met het desbetref-25 fende ketenpunt is gekoppeld. Een als referentie dienende hulp- spanning wordt zodanig aan de basiselektrode aangelegd, dat de hulpspanning van de basiselektrode bepaalbaar onafhankelijk is van de hulpspanning van de halfgeleiderinrichting en de hulpspanning zoals aanwezig in het desbetreffende ketenpunt. De referentiespan-30 ning is werkzaam op de collector-basisjunctie van de beveiligings transistor in de keerrichting voor te spannen alsook om de basis-emitter junctie van de beveiligingstransistor bij afwezigheid van de transiënten in de keerrichting voor te spannen, zodat de bevei-ligingstransistor normaliter niet-geleidend is. Het niveau van de 35 als referentie dienende hulpspanning is zodanig, dat de basis- emitterjunctie van de beveiligingstransistor in de voorwaartse 8103084 - 4 - richting wordt voorgespannen in responsie op transiënten die groter zijn dan een drempelniveau dat lager is dan het gegeven niveau, zodat in het·collector-emitterpad van de beveiligingstransistor geleiding mogelijk is waardoor transiëntstromen van de halfgelei-5 derinrichting worden afgeleid.

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding is de emitter van de beveiligingstransistor verbonden met de halfgeleider-inrichting waarbij geldt dat de onbalansspannirig tussen het desbetreffende ketenpunt en de halfgeleiderinrichting in hoofdzaak nul IQ is.

Volgens een verder aspect van de onderhavige uitvinding omvat de beveiligde halfgeleiderinrichting een bipolaire transistor soortgelijk aan de beveiligingstransistor, die is beveiligd tegen het geleiden van overmatig sterke met betrekking tot de ingangs-15 junctie in de keerrichting vloeiende stromen.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden verduidelijkt met verwijzing naar de tekening. In de tekening is:

Fig.I een schema van een gedeelte van een televisie-ontvan-ger met een netwerk waarvan deel uitmaakt een beveiligingsketen 20 volgens de onderhavige uitvinding:

Fig.2 - 5 ketenschema's van uitvoeringsvormen van beveili-gingsketens -volgens de onderhavige -uitvinding, gecombineerd met ketens die moeten worden beveiligd: en

Fig.6 een schema met behulp waarvan de werking van de in 25 ’ de fig.2 t/m 5 weergegeven ketens zal worden verduidelijkt.

Bij de in fig.1 weergegeven configuratie worden luminantie-signalen afkomstig van een bron 10 en chrominantiesignalen afkomstig van een bron 12 toegevoerd aan afzonderlijke signaalingangs-aansluitingen Ti van een luminantie- en chrominantiesignaalproces-30 sor 15 die deel uitmaakt van een kleurentelevisieontvanger. Zoals bekend is de processor 15 Éb.v. een geïntegreerde keten] werkzaam om in responsie op de luminantie- en chrominantie-ingangssignalen R-, G-, en B-kleurbeeldsignalen teweeg te brengen. De kleursigna-len worden^via een video-uitgangstrap (niet weergegeven] toege-35 voerd aan afzonderlijke intensiteitbesturingskathode-elektrodes --------81 03 0 84 ' - - 5 - van een kleurenweergeefbuis 18. Een bedrijfspanningstoevoerketen 19 geeft meerdere bedrijfsspanningen af voor de weergeefbuis 18.

In deze spanningen Komt een hoge spanning voor met een grootte-orde van 25000 V voor het voorspannen van de anode-elektrode van 5 de weergeefbuis 18, en verder komen spanningen voor met een grootte-orde van enige honderden volt voor het voorspannen van andere elektrodes van de weergeefbuis 18 Cb.v. kathode, schermroos-ter en focusseerelektrodes).

Oe processor 15 is voorzien van ingangsketens die zijn ge-10 koppeld met de ingangsaansluitingen T^, welke ingangsketens kunnen worden vernield of beschadigd wanneer op de aansluitingen van de processor 15 hoge spanningen kans krijgen zich te ontwikkelen.

In- een televisieontvanger zijn transiënten veroorzaakt door boog-ontladingen van de weergeefbuis de primaire oorzaak van dergelijke 15 hoge spanningen. Weergeefbuisboogontladingen kunnen ontstaan tus sen de hoogspanningsanode-elektrode en het chassis van de ontvanger, wanneer aan de ontvanger b.v. herstel- of controlewerkzaamheden worden verricht. Weergeefbuisboogontladingen kunnen ook onvoorspelbaar ontstaan tussen de anode en een of meer van de andere 20 (lagers potentiaal) elektrodes van de weergeefbuis, wanneer de ont vanger normaal in bedrijf is. In ieder geval resulteert een weer-geefbuisboogontlading in een hoogspanningstransiënt met oscillerend karakter, en waarvan positieve en negatieve spanningspieken bij de desbetreffende ketenaansluitingen veelal groter zijn dan Z5 100 V en waarbij tijdsduren voorkomen van 1 tot meerdere microse- conden.

Een ketenschema voor het beveiligen van zich binnen de processor 15 (fig.1) bevindende ketens tegen beschadigingen als gevolg van hoogspanningstransiënten, is weergegeven in fig.2.

30 In fig.2 is een signaal verwerkende keten 20 weergegeven met een klein-signaalversterkende NPN-transistor 22 en een bijbehorende basishulpspanningsweerstand 24. Te versterken ingangssignalen worden via een aansluiting gekoppeld met de basiselektrode van de transistor 22. Versterkte signalen verschijnen aan een ccllec-35 toruitgang van de transistor 22 van waaruit zij worden toegevoerd aan volgende signaalverwerkende trappen (niet weergegeven).

8103084 - 6 -é

Van de in fig.2 weergegeven keteninrichting maakt verder deel uit een beveiligingsketen 25 met een NPN-transistor 28 met een emitterelektrode die rechtstreeks is verbonden met de aansluiting T^, een basiselektrode die is gekoppeld met een als hulpspan-5 ning dienende referentiespanning Cb.v. aardpotentiaal), en een col lect ore lektrode die is gekoppeld met een positieve bedrijfsvoe-dingsspanning +V . Bij dit uitvoeringsvoorbeeld zijn de transis-toren 28 en 22 soortgelijk van uitvoering. Een in de collectorke-ten van de transistor 28 opgenomen weerstand. 29 geeft een symboli-10 sche voorstelling van de verdeelde oolleotorgebiedweerstand van de transistor 28. Oe transistor 28 is normaliter niet-gëfeidend en functioneert bij dit uitvoeringsvoorbeeld niet als een signaalver-werkende inrichting en is niet opgenomen in een signaalverwerkend pad.. De ketens 20 en 25 kunnen op eenvoudige wijze gemeenschappe-15 lijk worden gefabriceerd in een enkele geïntegreerde keten, in welk geval de'aansluiting T\ een externe verbindingsaansluiting van de geïntegreerde keten is. Alvorens de in fig.2 weergegeven ketenconfiguraties verder te behandelen wordt verwezen naar het schema volgens fig.S.

20 Fig.B geeft een dwarsdoorsnede-aanzicht van een halfgelei- dertransistorinrichting die kan worden gebruikt voor de transisto-ren 22 en 28 van de configuratie volgens fig.2. De inrichting omvat een geaard substraat dat is gevormd van P-type halfgeleiderma-teriaal, een collectorgebied dat N-type materiaal omvat dat in het 25 substraat is gediffundeerd, een basisgebied dat P-type materiaal omvat dat is gediffundeerd in het collectorgebied van N-type materiaal en een emittergebied met N+ type materiaal dat is gediffundeerd in het emittergebied. De respectieve basis-, emitter- en collectorgebieden zijn voorzien van bijbehorende geleidende aan-30 sluitingen voor het vormen van uitwendige verbindingen. Een isole rende laag is boven op het halfgeleidermateriaal gelegen. Een Weerstand r vormt een symbolische voorstelling van de verdeelde half-c geleiderweerstand die behoort bij het collectorgebied.

Uit beschouwing van fig.S samen met fig.2 blijkt, dat de 35 signaaltransistor 22 kan worden beschadigd of kapot gemaakt bij 8103084----------- - 7 - aanwezigheid van sterke, een negatieve polariteit bezittende transient spanningen die bij de ingangsaansluiting kunnen worden geïnduceerd als gevolg van baogvorming van de beeldbuis. Dergelijke negatieve transiinten Cveelal groter dan 100 V piek-piekamplitu-5 de) zullen naar alle waarschijnlijkheid wanneer deze groter zijn dan de keerrichtingemitter-basisdoorslagspanning van de transistor 22, de emitter-basisjunctie van deze transistor 22 kapot maken als gevolg van de overmatige kortdurende vermogensdissipatie bij de junctie. Meer in het bijzonder geldt dat de transistor 22 in ster-10 ke mate in de keerrichting van emitter naar basis leidend zal zijn bij aanwezigheid van de sterke negatieve transiinten, en wel in evenredigheid met de grootte waarmee de transiinten de keer-richtingemitter-basisdoorslagspanning van ongeveer 7 V overschrijden. Met verwijzing naar fig.6 wordt opgemerkt dat bij dit voor-15 beeld een in keerrichting van emitter naar basis vloeiende leiding- straom met hoge dichtheid en een dienovereenkomstige intense verwarming primair aanwezig zal zijn in het gebied "d" van de emitter-basis junctie waarbij deze junctie op deze plaats door warmteontwikkeling naar alle waarschijnlijkheid kapot zal gaan, indien geen 20 beveiligingsvoorzieningen zijn getroffen. Ook is het mogelijk dat de basishulpspanningsweerstand 24 kapot kan gaan wanneer de transistor 22 en deze weerstand 24 zijn gevormd in dezelfde geïntegreerde keten, aangezien een klein gebied van een geïntegreerde keten innemende weerstanden als regel niet in staat zijn om een gro-25 te hoeveelheid thermische energie zoals kan ontstaan als gevolg van d-'oror grote transiënten geïnduceerde stromen, snel te dissiperen.

Vernieling van de signaaltransistor 22 als gevolg van sterke negatieve transiënten wordt verhinderd door de beveiligingstransis-tor 28. Het hoofdstraomgeleidingspad (callector-emitterpad) van de 30 transistor 28 is rechtstreeks verbonden tussen een bron met posi tieve gelijkvoedingspotentiaal +V en een ingangsaansluiting T.

CC X

zonder dat bij dit voorbeeld hierbij elementen een rol spelen (er zij aan herinnerd dat de weerstand 29 een symbolische voorstelling is van een verdeelde collectorgebiedweerstand aangeduid als de 35 weerstand r in fig.6). Een referentiespanning met een vooraf be- -------------81 03 0 8 4 .-6- paalde grootte is werkzaam om de collector-basisjunctie van de transistor 28 in de keerriohting voor te spannen, alsook om de basiselektrode van de beveiligingstransistor 28 voor te spannen teneinde een gewenst drempelgeleidingsniveau voor de transistor 28 5 vast te leggen.

Wanneer de referentiehulpspanning zoals aangelegd aan de transistor 28 overeenkomt, met b.v. aardpotentiaal (0 volt], zal de transistor 28 geleiden wanneer de emitterspanning van de transistor 28 in hoofdzaak gelijk is aan of kleiner is dan de som van de 10 hulpreferentiespanning vermeerderd met de basis-emitterjunctie onbalansspanning van de transistor 28 (ongeveer 0,7 V]. Consequentie hiervan is dat een negatieve transientspanning die aan de aansluiting ontstaat met een grootte die groter is dan -0,7 V zal bewerkstelligen dat de transistor 28 gaat geleiden. Wanneer de 15 transistor 28 geleidend is is een. stroompad gevormd via hetwelk stromen behorende bij de transient van de signaaltransistor 22 kunnen worden weggeleid. Stroom vloeit in dit pad vanaf de bron voor het afgeven van de bedrijfspotentiaal +V , via het. collector-emitterpad van de transistor 28 en de aansluiting T\ naar de bron 20 van de transientspanning. Wanneer aldus stroomgeleiding plaats vindt vanaf de bedrijfsvoedingsspanningbron betekent zulks voordeel in de sfeer van geïntegreerde ketens, aangezien hierdoor de waarschijnlijkheid dat destructieve transiinteffecten ontstaan in andere gebieden van de geïntegreerde keten en via het gemeenschappe-25 lijke substraatmateriaal, tot een minimum wordt teruggebracht.

Bij het behandelde uitvoeringsvoorbeeld is de transistor 28 zodanig voorgespannen dat deze geleidend wordt voordat de keer-richtingemitter-basisjunctiedoorslagspanning (ongeveer 7 VI van de signaaltransistor 22 is bereikt. Aangezien keerrichtingemitter-30 basisstroom niet zal vloeien in de signaaltransistor 22 alvorens de keerrichting-doorslagspanning is bereikt, zal de signaaltransistor 22 door een transient geïnduceerde stromen niet. geleiden wanneer de beveiligingstransistor 28 geleidend is. Ér zij opgemerkt dat wanneer de beveiligingstransistor 28 geleidend is, de spanning 35_ aan de aansluiting en derhalve de basisspanning van de signaal- 8103084 - 9 - transistor 22 werkzaam zijn geklemd aan een spanningsniveau dat gelijk is aan de grootte van de basishulp-referentiespanning van de transistor 28 verminderd met de basis-emitterjunctie-onbalans-spanning van de transistor 28. Oe grootte van de referentiehulp-5 spanning zoals aangelegd aan de transistor 28 kan worden aangepast aan de vereisten van een bepaald stelsel, terwijl de werking van de beveiligingstransistor wordt ingeleid voordat in de signaal-transistor 22 keerrichtingstromen ontstaan met een grootte die beschadiging tot gevolg kan hebben.

10 Aan de beveiligingsketen volgens fig.2 zijn verschillende voordelen inherent.

Oe beveiligingsketen omvat een minimum aantal componenten, aangezien slechts een enkele transistor is vereist. Deze transistor behoeft geen grote, of hoog-vermogeninrichting te zijn en kan 15 van hetzelfde type als de klein-signaaltransistor 22. Oe beveili gingsketen kan aldus met voordeel worden toegepast in een geïntegreerde keten waarvan het beschikbare gebied beperkt is. In dit verband zij opgemerkt dat inherent aan de beveiligingstransistor 28 is dat deze transiêntstroomgeleiding zelf begrenst wanneer deze 20 transistor in responsie op de hoogspanningstransiënten geleidend is in verzadigde en niet-verzadigde toestanden. Een dergelijke inherente begrensde transiêntstroomgeleiding hangt samen met de verdeelde colleotorweerstand van de transistor 28 (weerstand r c in fig.6} en maakt het magelijk dat gebruik kan warden gemaakt 25 van een beveiligingstransistor met een conventionele emitter-basis- gebiedconfiguratie. Indien nodig zou echter ook gebruik kunnen worden gemaakt van een afzonderlijke stroom begrenzende collector-weerstand.

Bovendien zij opgemerkt dat de basishulpreferentiespanning, 30 die bepalend is voor het drempelgeleidingsniveau van de beveili- gingstransistor 28 apart van de beveiligde keten wordt toegevoerd aan de beveiligingsketen, en bij dit uitvoeringsvoorbeeld kan deze afzonderlijk ten opzichte van de (basisIhulpspanning van de beveiligde transistor 22 worden bepaald. M.a.w. kan de grootte van de 35 drempelreferentiespanning van de beveiligingstransistor 28 worden ' 8103084 .. - 10 - bepaald onafhankelijk van de hulpspanningsvereisten van de te beveiligen keten.

Ook zij opgemerkt dat de beveiligingsketen 25 geen verandering veroorzaakt in de haog-frequent(ingangs)responsiekarakteris-5 tiek van de signaalketen 20, alsook geen verandering veroorzaakt van de ingangsimpedantie van de signaalketen 20 voor signaalver-werkende doeleinden. De beveiligingsketen 25 is zodanig ingericht dat onder normale voorwaarden een gewenst hoge impedantie wordt aangeboden aan de aansluiting en aan de beveiligde keten, wan-10 neer de beveiligingstransistor 28 niet geleidend is. Deze impedan tie omvat de impedantie die behoort bij de keerriohtingvoorgespan-nen basis-emitterjunotie van de transistor 28 inclusief de zeer geringe parasitaire emittercapaciteit van de transistor 28 Cd.w.z. vergeleken met de aanzienlijke grotere parasitaire collectorcapa-:15 citeit]. De beveiligingsketen introduceert geen extra impedantie tussen de aansluiting en de keten 20. Aldus introduceert de. onderwerpelijke beveiligingsketen geen impedantie die de impedan-. tie die anderszins behoort bij de ingang van de keten 20 zou veranderen, en evenmin introduceert de beveiligingsketen een impedan-20 tie als gevolg waarvan samen met de parasitaire capaciteit die kan behoren bij Chetgeen in de regel het geval is) de aansluiting T^, een laagdoorlatend filter kan vormen. Beschouwingen betreffende de werking en eigenschappen van de in fig.2 weergegeven inrichting gelden in hoofdzaak eveneens voor de alternatieve uitvoeringsvor-25 men volgens de fig.3, 4 en 5.

Fig.3 geeft een inrichting van een als signaalversterker fungerende PIMP-transistor 32 die deel uitmaakt van een signaalver-werkend netwerk 30, en een PNP-beveiligingstransistor 38 die deel uitmaakt van een beveiligingsketen 35. Deze inrichting dient om 30 de PNP-signaaltransistor 32 te beveiligen tegen beschadiging als gevolg van keerrichtingemitter-basisjunctiedoorslag bij aanwezigheid van sterke positieve transiëntspanningen die aan de aansluiting T. kunnen verschijnen met een grootte waarbij zulk een keer-richtinggeleidingdoorslag kan ontstaan.

35 Fig.4 geeft een inrichting van een signaalverwerkend net- ~ 'werk 40 waarvan deel uitmaakt een NPN-signaaltransistor 42 die 81 0 3 0 8 4 - 11 - wordt beveiligd tegen beschadiging als gevolg van zowel negatieve alswel positieve hoogspanningstransiënten. Daartoe omvat de inrichting volgens fig.4 een eerste beveiligingsketen 45 met een NPN-beveiligingstransistor 46 dienende om de signaaltransistor 42 5 bescherming tegen beschadigingen veroorzaakt door sterke negatieve transiëntspanningen, en een tweede beveiligingsketen 43 met een PNP-beveiligingstransistor 49 dienende om de signaaltransistor 42 te beveiligen tegen beschadigingen als gevolg van sterke positieve transiëntspanningen. De respectieve beveiligingsketens 45 en 48 10 komen avereen met de beveiligingsketens 25 en 35 volgens de fig.2 en 3.

Fig.5 geeft een inrichting waarin een verschuifbaar contact van een spanningsdeler 59 Cb.v. een instelbare versterkingsrege-lingspanningsdeler) is verbonden met de aansluiting T\ teneinde 15 de versterking van een NPN-transistor 52 in een signaalverwerkende keten 50 te kunnen regelen. Bij deze inrichting is het gewenst dat de van het schuifbare contact af te nemen spanning van de spanningsdeler instelbaar is over vrijwel het gehele gebied van be-drijfsspanningen die worden aangelegd aan de spanningsdeler, ofwel 20 tussen 0 Volt Caardpotentiaal) en +12 V. Een regelinrichting van deze soort of een equivalente inrichting is veelal aanwezig bij signaalverwerkende ketens van een televisie-ontvanger.

In. dit geval behoort een beveiligingsketen 55 met de NPN-transistoren 56 en 57 bij de keten 50 en de aansluiting T^. De ba-25 sis-emitterjuncties van de transistoren 56 en 57 zijn in seriever- band gekoppeld tussen een hulpreferentiepotentiaal van 0 Volt Caardpotentiaal) en de aansluiting T\. De collectoren van de tran-sistoren 56 en 57 zijn met elkaar verbanden alsook gekoppeld met een bedrijfsvoedingsspanning +V .

CC

30 Met de inrichting van de beveiligingsketen 55 is het moge lijk om zonder hinder te ondervinden van de beveiligingsketen het gewenste gebied van stuurspanningen afgeleid van de spanningsdeler 59 CO volt tot +12 V) aan de aansluiting te doen ontstaan. In dit verband wordt opgemerkt dat elk van de transistoren 56 en 57 35 een keerrichtingemitter-basisdoorslagspanning heeft van ongeveer 7 V, zodat gecombineerde keerrichtingdoorslagspanning door de com- 8103084 - 12. - binatie·van de inrichtingen '56 en 57 ongeveer 14 V bedraagt. Onder normale bedrijfstoestanden Cd.w.z. bij afwezigheid van transiën-ten) zullen de transistoren 56 en 57 derhalve in Keerrichting niet' geleiden, aangezien de gecombineerde Keerrichtingdoorslagspanning 5 niet zal worden overschreden wanneer van het verschuifbare contact van de spanningsdeler 5S de [maximale] positieve regelspanning van +12 V wordt afgenomen.

De beschreven beveiligingsketens zijn geschikt voor het beveiligen van willekeurige halfgeleiderjunctie-inrichtingen (b.v.

10 met transistoren, diodes en weerstanden in het bijzonder in een ge ïntegreerde ket§n) met een betrekkelijk geringe· gebiedsconfigura-tie waarmee het niet mogelijk is om grote hoeveelheden energie die kunnen ontstaan als gevolg van sterke spanningstransiënten, veilig te dissiperen of te begrenzen. Bovendien kunnen de beschreven be-15 · veiligingsketens worden gebruikt om zowel ingangsketenpunten als- wel uitgangsketenpunten en aansluitingen te beveiligen.

"8103084 —"

Claims (10)

1. Inrichting dienende om een halfgeleiderinrichting te beveiligen tegen beschadigingen veroorzaakt door elektrische krachtwerking als gevolg van storende hoogspanningstransienten, welke halfgeleiderinrichting omvat een halfgeleiderjunctie die is gekoppeld 5 met een ketenpunt waar dergelijke transiënten kunnen ontstaan, en die kan worden beschadigd door elektrische krachtwerking die ontstaat wanneer genoemde transiënten een gegeven niveau overschrijden, welke beveiligingsinrichting is gekenmerkt door: een beveiligingstransistor (28) met een collectorelektrode die is geld kappeld met een bedrijfspotentiaal, een basiselektrode en een emit- terelektrode die is gekoppeld met het genoemde ketenpunt,· en middelen voor het aanleggen van een referentiehulpspanning aan genoemde basiselektrode en wel zodanig, dat de hulpspanning van genoemde basiselektrode onafhankelijk bepaalbaar is van hulpspanning van 15 genoemde halfgeleiderinrichting en hulpspanning om het genoemde ketenpunt, welke referentiehulpspanning werkzaam is om de collector-basis junctie van genoemde beveiligingstransistor in de keer-richting voor te spannen en de basis-emitterjunctie van genoemde beveiligingstransistor in de keerrichting voor te spannen bij af-20 wezigheid van genoemde transiënten, dat genoemde beveiligingstran sistor normaliter niet-geleidend is, waarbij het niveau van genoemde referentiehulpspanning zodanig is, dat de basis-emitterjunctie van genoemde beveiligingstransistor in de voorwaartse richting wordt voorgespannen in responsie op transiënten die een drempel-25 niveau overschrijden dat lager is dan het genoemde gegeven niveau, teneinde geleiding mogelijk te maken in het emitter-collectorpad van genoemde beveiligingstransistor teneinde transiëntstromen van genoemde halfgeleiderinrichting weg te leiden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ge-30 noemde emitter van genoemde beveiligingstransistor (283 is verbon den met genoemde halfgeleiderinrichting waarbij de onbalansspan-ning tussen het genoemde ketenpunt en genoemde halfgeleiderinrich- 81 03 0 84 . - 14 - ting in hoofdzaak 0 is.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de emitter van genoemde beveiligingstransistor C2B)” is verbanden met genoemde halfgeleiderinrichting waarbij de onbalansspanning tussen 5 het genoemde ketenpunt en genoemde halfgeleiderinrichting in hoofd zaak 0 is.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat genoemde halfgeleiderinrichting een transistorinrichting (22) omvat waarvan een eerste als ingang werkzame elektrode is gekoppeld met 10 het genoemde ketenpunt en tweede, en derde elektrodes een hoog- stroomgeleidingspad van genoemde transistorinrichting bepalenj en genoemde beveiligingstransistor 028) zodanig is voorgespannen dat deze in responsie op transiënten geleidend is teneinde te verhinderen dat genoemde transistorinrichting overmatig sterke keerrich-15 tingingangsstramen geleidt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat genoemde transistorinrichting 022) omvat een als ingang dienende basiselektrode, en collector- en emitterelektrodes die het genoemde hulpstroomgeleidingspad bepalen; en genoemde beveiligingstran- 20 sistor (28) zodanig is voorgespannen dat deze geleidend is in res ponsie op transiënten, teneinde te verhinderen dat genoemde transistorinrichting overmatige emitter-basisjunctiestromen geleidt.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat genoemde beveiligingstransistor en genoemde transistorinrichting 25 soortgelijke inrichtingen zijn van hetzelfde geleidbaarheidstype.

7. Inrichting volgens de conclusies 3, 4, 5 of 6, met het kenmerk, dat het niveau van de stroom die door genoemde beveiligingstransistor (21) wordt geleid in responsie op transiënten, primair is bepaald door de verdeelde collectorgebiedweerstand van genoemde 30 beveiligingstransistor.

8. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde halfgeleiderinrichting en genoemde beveiligingstransistor deel uitmaken van een videosignaalverwerkende keten in een televisie-ontvanger met een beeldweergeefbuis; een bron voor het afgeven van 35 bedrijfsvoedingsspanningen waaronder een hoge spanning voor genoem- ”81 03 0 8 4 - Γ - 15 - de weergeefbuisi waarbij het genoemde ketenpunt zich bevindt waar hoge spanningstransiënten veroorzaakt door boogontladingen van de weergeefbuis, kunnen ontstaan.

9. Inrichting volgens conclusie 8, gekenmerkt door een instel- 5 bare spanningsdeler C59) die is gekoppeld tussen -de eerste en tweede bedrijfspotentiaalpunten, welke spanningsdeler instelbare aftakking omvat die is gekoppeld met het genoemde ketenpunt,· en middelen C5S] voor het zodanig voorspannen van genoemde beveili-gingstransistor dat deze beveiligingstransistor niet-geleidend 10 blijft bij afwezigheid van transienten wanneer genoemde spannings deler is ingesteld tussen minimum en maximum extreme waarden.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat genoemde hulpspanningsmiddelen omvatten een transistor C563 met een basiselektrode die is gekoppeld met genoemde referentiehulpspanning, 15 een collectorelektrode die is gekoppeld met een bedrijfspotentiaal, en een basis-emitterjunctie die in serieverband met de basis-emit-tarjunctie van genoemde beveiligingstransistor is aangebracht tussen genoemde referentiehulpspanning en het genoemde ketenpunt. 8103084