WO1989003937A1 - Ignition device for internal combustion engines - Google Patents

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WO1989003937A1
WO1989003937A1 PCT/DE1988/000425 DE8800425W WO8903937A1 WO 1989003937 A1 WO1989003937 A1 WO 1989003937A1 DE 8800425 W DE8800425 W DE 8800425W WO 8903937 A1 WO8903937 A1 WO 8903937A1
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WO
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transistor
connection
ignition device
stage
emitter
Prior art date
Application number
PCT/DE1988/000425
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English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Meinders
Ulrich Nelle
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/12—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having means for strengthening spark during starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/0407—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means
    • F02P3/0435—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means with semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/055—Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
    • F02P3/0552—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices

Definitions

  • the invention relates to an ignition device according to the type of the main claim, which is known from D ⁇ -A-28 25 830.
  • the primary winding of an ignition transformer is connected to the collector terminal of the transistor, while the emitter terminal of the transistor is connected to the ground terminal, possibly via a current measuring resistor.
  • high power losses occur at the final stage of the ignition device, which have to be dissipated from the collector connection to the heat sink.
  • the collector connection must be electrically insulated from the heat sink during the clamp voltage occurring during the shutdown process.
  • the ignition device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a large power loss can be reliably discharged through the use of a pnp transistor in the output stage of the ignition device and the thermally and electrically conductive connection of its collector connection to the earth connection of the ignition device can. By saving insulating layers between the collector connection and the ground connection, the structure of the ignition device is also simplified and thereby cheaper. Finally, the predominant part of the ignition device can be integrated monolithically in a particularly advantageous manner, as a result of which large numbers of items with narrow electrical characteristics can also be produced.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the ignition device
  • FIG. 2 shows the circuit diagram of a part of the ignition device with the output stage and the decoupling means
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the ignition device with illustration of the output stage and the decoupling means
  • FIG. 4 shows the ignition device with an illustration of a Reclosure lock in the final stage and a decoupling diode in the preliminary stage
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of the final stage of the ignition device using monolithically integrated technology
  • FIG. 6 shows a cross section through a semiconductor substrate. Description of the invention
  • FIG. 1 shows the ignition device 3, shown essentially as a block diagram, in particular for a spark-ignition internal combustion engine, with an ignition transformer 1 having a primary winding 1 a and a secondary winding 1 d, to whose primary winding 1 a a DC voltage source can be applied.
  • the ignition device 3 comprises a current control device for controlling the current flowing through the primary winding 1 a of the ignition transformer 1.
  • This current control device consists of a preliminary stage 3a and a final stage 3c.
  • the output stage 3c essentially consists of a transistor T100 of a first conductivity type, namely a pnp transistor or pnp Darlington transistor, the collector of which is connected to the ground connection of the ignition device 3.
  • Decoupling means 3b are provided between the preliminary stage 3a and the final stage 3c, which decouple the preliminary stage 3a from the final stage 3c and which in particular protect the preliminary stage 3a from the high clamp voltage that occurs at the final stage 3c during the switch-off process.
  • the decoupling means 3b comprise a transistor T20 of a second conductivity type, the collector connection of which is connected to the base connection of the transistor T100 provided in the output stage 3c, and the emitter connection of which is connected to the ground connection of the ignition device 3 ⁇ are.
  • the base connection of the transistor 20 is connected to the preamplifier 3a of the ignition device 3 and is controlled by it.
  • the decoupling means comprise, in addition to the transistor T20, whose collector terminal is connected to the base terminal of the transistor TIOO via a resistor R21, a further transistor T25 which is connected in parallel to the emitter base path of the Transistor T20 is connected.
  • the collector terminal of transistor T25 is thus connected to the base terminal of transistor T20, while the emitter terminal of transistor T25 is connected to the ground terminal of the ignition device, to which the emitter terminal of transistor T20 is also connected via resistor E22.
  • the resistor R22 has the function of a current sensor resistor, ie, when there is a current flowing through the transistor T20 and the resistor E22, a voltage drop occurs across the resistor R22, which can be used for control purposes.
  • the base connection of the transistor T25 lies at the tap of a voltage divider formed from the resistors R23 and R24, which is connected between the base connection of the transistor T20 and the ground connection of the ignition device.
  • the partial resistance R24 of the voltage divider R23, R24 which is connected to the ground connection of the ignition device, is expediently designed to be able to exactly determine the base voltage of the transistor T25.
  • the adjustment is carried out in a particularly advantageous manner by connecting suitable additional resistors in parallel, which are initially connected in series with Zener diodes. Overloading the zener diodes destroys them and the additional resistors are connected in parallel to the partial resistor R24.
  • a ittermitter current regulation for T100 can be realized with T30 and the resistors R31, R32.
  • the decoupling means comprise a diode D41, the anode connection of which with the emitter connection of a drive transistor T40 in the preliminary stage and the cathode connection of which has the base connection of transistor T100 and via the load resistor R42 of transistor T40 are connected to the ground connection of the ignition device.
  • the diode must have at least the blocking capacity of the clamp voltage occurring on the T100.
  • the ignition device has the particular advantage that the transistor T100 arranged in the output stage 3c is directly conductively connected with its collector connection to the ground connection and can thus be mounted directly on a heat sink connected to the ground connection.
  • the dissipation of the power loss occurring during the operation of the ignition device is thus made extremely easier, since there is no need to arrange insulating layers that prevent heat flow between the collector connection of the transistor TIOO and a heat sink to be insulated from the collector connection.
  • the decoupling means described above are provided which prevent the pre-stage 3a from being impaired by the high clamp voltage that occurs when the transistor TIOO is switched off. It must also be ensured that after a scheduled shutdown of the transistor T100 arranged in the output stage 3c, its uncontrolled restarting is reliably prevented.
  • transistor T43 (FIG. 4), the collector connection of which is connected to the base connection of transistor T100, the emitter connection of which is connected to the emitter connection of transistor TIOO, and the base connection of which is connected via a resistor R44 to the positive connection of the DC voltage source.
  • This circuit arrangement ensures that the transistor T43 is only activated and switched through via its base connection if the base connection has a more negative potential than the emitter connection of the transistor T43.
  • the clamp voltage which is in the order of magnitude of approximately 400 volts, occurs, which could lead to an unintentional restart of the transistor T100.
  • a resistor R12 is arranged for the purpose of current measurement between the positive connection of the DC voltage source and the connection of the primary winding 1a of the ignition transformer 1 remote from the ground. When current flows through the primary winding 1a, a voltage drops across this resistor R12, which voltage can be fed to the preliminary stage 3a for control purposes.
  • a current measuring resistor R12 ' is arranged between the emitter connection of the transistor T100 and the ground-side connection of the primary winding la of the ignition transformer.
  • the voltage drop across the measuring resistor R12 ' is tapped via two high-impedance resistors R13, R14 and fed to input connections of the preliminary stage 3a which are protected by Zener diodes ZI, Z2 connected to ground.
  • the high voltage occurring at the two phases of the measuring resistor R12 * during the switch-off phase is decoupled via R13, R14, ZI and Z2.
  • a further transistor T30 is provided, which is connected in parallel with the series connection of the emitter base section of the transistor T100 and the current measuring resistor R12 '.
  • the emitter connection of the transistor T30 is connected to the ground-side connection of the primary winding la of the ignition transformer 1, its collector connection to the base connection of the transistor T100 and finally its base connection to the tap of a voltage divider R31, R32 located between the emitter and collector connection of the transistor T30.
  • the partial resistor R32 closer to the ground connection is also designed to be adjustable in this voltage divider R31, R32.
  • preliminary stage 3a, final stage 3c and the decoupling means 3b of the ignition device 3 are implemented using monolithically integrated technology. This means that even in large-scale production, the scattering can be extremely low achieve essential electrical characteristics.
  • the current measuring resistor R12 ' is expediently arranged as a distributed resistor on the emitter teeth of the emitter region of the transistor T100, as a result of which a good current distribution is ensured over the entire active emitter region of the transistor TIOO.
  • the decoupling means shown in the exemplary embodiment according to FIG. 3 can also be integrated with the transistors T20 and T25.
  • the transistor T43 provided in the exemplary embodiment according to FIG. 4 of the ignition device and preventing an uncontrolled reclosing of the transistor TIOO can also be monolithically integrated as a lateral pnp transistor in the base-emitter path of the transistor TIOO arranged in the output stage 3c.
  • Both the control stage 3a and the transistors T20, T25 or the decoupling diode D41 provided for decoupling purposes must be brought to the thick-film circuit in the form of separate chips and connected to the rest of the circuit by means of bond connections.
  • the resistors R33, R44 and R12 can be implemented as thick film resistors.
  • FIGS. 5 and 6 show the configuration of the output stage 3c of the ignition device 3 using monolithically integrated technology.
  • 5 shows the circuit diagram of the final stage, while FIG. 6 shows a cross section through a semiconductor substrate.
  • the output stage transistor T100 is designed as a two-stage Darlington transistor with the components T101 and T102.
  • the short-circuit designed as a pnp lateral transistor transistor marked with the reference numeral 43.
  • the resistors R50 and R51 shown in the circuit diagram according to FIG. 5 are integrated in a manner known per se to the person skilled in the art and are therefore no longer shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 shows with reference numeral 60 a high-resistance p-type substrate into which n-type base troughs 62, 63 and 64 are diffused. Highly doped p-type emitter zones 65, 66, 67 and 68 are in turn diffused into the aforementioned base troughs.
  • the base wells 62 and 63 represent the bases of the two transistors T101 and T102 belonging to the Darlington, while 64 represents the base well comprising the lateral short-circuit transistor T43.
  • the additional wells 69, 70 and 71 consist of n-type silicon highly doped with phosphorus.
  • the transistor arrangement thus comprises the three outer connecting lands 612 (base of the Darlington transistor), 617 (base of the lateral transistor) and 615 (emitter of the Darlington transistor).

Description

Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Zündeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs, die aus DΞ-A-28 25 830 bekannt ist. Bei den bisher bekannten Zündeinrichtungen, die einen pnp-Transistor in der Endstufe verwenden, ist mit dem Kollektoranschluß des Transistors die Primärwicklung eines Zündtransformators verbunden, während der Emitteranschluß des Transistors, gegebenenfalls über einen Stromme߬ widerstand, mit dem Masseanschluß verbunden ist. Während des Betriebs der Zündeinrichtung treten an der Endstufe der Zündeinrich¬ tung hohe Verlustleistungen auf, die vom Kollektoranschluß zum Kühl¬ körper abgeführt werden müssen. Gleichzeitig muß aber der Kollektor¬ anschluß während der beim Abschaltvorgang auftretenden Klammer¬ spannung gegen den Kühlkörper elektrisch isoliert werden. Diese beiden entgegengesetzten Forderungen lassen sich nur mit einer ther¬ misch gutleitenden, elektrisch isolierenden Keramikschicht zwischen Kollektoranschluß und Kühlkörper erfüllen, die jedoch den Aufbau der Zündeinrichtung erheblich verteuert und die insbesondere bei Hoch¬ leistungszündeinrichtungen den auftretenden thermischen Wechselbe¬ lastungen nicht gewachsen ist. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung mit den kennzeichnenden Merk¬ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Verwendung eines pnp-Transistors in der Endstufe der Zündeinrichtung und die thermisch und elektrisch gut leitenden Verbindung seines Kollektoranschlusses mit dem Masseanschluß der Züneinrichtung eine große Verlustleistung betriebssicher abgeführt werden kann. Durch die Einsparung isolierender Schichten zwischen dem Kollektoranschluß und dem Masseanschluß wird zudem der Aufbau der Zündeinrichtung ver¬ einfacht und dadurch verbilligt. Schließlich läßt sich der über¬ wiegende Teil der Zündeinrichtung in besonders vorteilhafter Weise monolithisch integrieren, wodurch auch große Stückzahlen mit engen elektrischen Kennwerten herstellbar sind.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündeinrichtung möglich.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild der Zündein¬ richtung, Figur 2 den Stromlaufplan eines Teiles der Zündeinrichtung mit der Endstufe und den Entkopplungsmitteln, Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung mit Darstellung der Endstufe und der Entkopplungsmittel, Figur 4 die Zündeinrichtung mit Dar¬ stellung einer Wiedereinschaltsperre in der Endstufe und einer Ent- koppelungεdiode in der Vorstufe, Figur 5 als Stromlaufplan ein Ausführungsbeispiel der Endstufe der Zündeinrichtung in monolithisch integrierter Technik und Figur 6 einen Querschnitt durch ein Halbleitersubstrat. Beschreibung der Erfindung
Figur 1 zeigt die im wesentlichen als Blockschaltbild dargestellte Zündeinrichtung 3, insbesondere für eine fremdgezündete Brennkraft¬ maschine, mit einem eine Primärwicklung la und eine Sekundärwicklung ld aufweisenden Zündtransformator 1, an dessen Primärwicklung la eine Gleichspannungsquelle anlegbar ist. Die Zündeinrichtung 3 umfaßt eine Stromsteuereinrichtung zur Steuerung des durch die Primärwicklung la des Zündtransformators 1 fließenden Stromes. Diese Stromsteuereinrichtung besteht aus einer Vorstufe 3a und einer End¬ stufe 3c. Die Endstufe 3c besteht im wesentlichen aus einem Tran¬ sistor T100 eines ersten Leitfähigkeitstyps, nämlich einem pnp-Tran¬ sistor oder pnp-Darlington-Transistor, dessen Kollektor mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung 3 verbunden ist. Zwischen Vorstufe 3a und Endstufe 3c sind Entkopplungsmittel 3b vorgesehen, die die Vorstufe 3a von der Endstufe 3c entkoppeln und die insbesondere die Vorstufe 3a vor der jeweils beim Abschaltvorgang an der Endstufe 3c auftretenden hohen Klammerspannung schützen. Wie in Figur 2 darge¬ stellt, umfassen bei einem Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung die Entkopplungsmittel 3b einen Transistor T20 eines zweiten Leit¬ fähigkeitstyps, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des in der Endstufe 3c vorgesehenen Transistors T100, und dessen Emitteranschluß mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung 3 verbun¬ den sind. Der Basisanschluß des Transistors 20 ist mit der Vorstufe 3a der Zündeinrichtung 3 verbunden und wird von dieser angesteuert. Da der Transistor T100 ein pnp-Transistor ist, wird als Entkopp¬ lungstransistor T20 ein Transistor vom npn-Typ eingesetzt. Dieser muß mindestens das gleiche Sperrvermögen, wie die am T100 auftre¬ tende Klammerspannung haben. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung (Figur 3) umfassen die Entkopplungsmittel neben dem Transistor T20, dessen Kollektoranschluß über einen Widerstand R21 mit dem Basisanschluß des Transistors TIOO verbunden ist, einen weiteren Transistor T25, der parallel zur Emitter-Basisstrecke des Transistors T20 geschaltet ist. Der Kollektoranschluß des Tran¬ sistors T25 ist also mit dem Basisanschluß des Transistors T20 ver¬ bunden, während der Emitteranschluß des Transistors T25 mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden ist, an dem auch über den Widerstand E22 der Emitteranschluß des Transistors T20 liegt. Der Widerstand R22 hat die Funktion eines Stromfühlerwiderstandes, d. h., bei einem Stromfluß durch den Transistor T20 und den Wider¬ stand E22 tritt am Widerstand R22 ein Spannungsabfall auf, der für Steuerzwecke einsetzbar ist. Der Basisanschluß des Transistors T25 liegt am Abgriff eines aus den Widerständen R23 und R24 gebildeten Spannungsteilers, der zwischen dem Basisanschluß des Transistors T20 und den Masseanschluß der Zündeinrichtung geschaltet ist. Zweckmäßig ist dabei zur exakten Festlegung der Basisspannung des Transistors T25 der mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbundene Teil¬ widerstand R24 des Spannungsteilers R23, R24 abgleichbar ausge¬ bildet. Auf besonders vorteilhafte Weise erfolgt der Abgleich durch Parallelschaltung geeigneter Zusatzwiderstände, die zunächst mit Zenerdioden in Reihe geschaltet sind. Durch Überlastung der Zener- dioden werden diese zerstört und die Zusatzwiderstände parallel zum Teilwiderstand R24 geschaltet. In der gleichen Weise, wie mit T25 und T20 der Baustrom für T100 eingeregelt wird, läßt sich alternativ mit T30 und den Widerständen R31, R32 eine Ξmitterstromregelung für T100 realisieren.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung (Figur 4) umfassen die Entkopplungsmittel eine Diode D41, deren Anodenanschluß mit dem Emitteranschluß eines Ansteuertransistors T40 in der Vor¬ stufe und deren Kathodenanschluß mit dem Basisanschluß des Tran¬ sistors T100 und über den Lastwiderstand R42 des Transistors T40 mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden sind. Auch hier muß die Diode mindestens das Sperrvermögen der am T100 auftretenden Klammerspannung haben. Die Zündeinrichtung bietet den besonderen Vorteil, daß der in der Endstufe 3c angeordnete Transistor T100 mit seinem Kollektoranschluß unmittelbar mit dem Masseanschluß elektrisch leitend verbunden ist und somit unmittelbar auf einem mit dem Masseanschluß verbundenen Kühlkörper montiert werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zündeinrichtungen wird somit die Ableitung der während des Betriebs der Zündeinrichtung auftretenden Verlustleistung außerordentlich erleichtert, da keine den Wärmefluß behindernden Isolierschichten zwischen dem Kollektoranschluß des Transistors TIOO und einem vom Kollektoranschluß zu isolierenden Kühlkörper angeordnet werden müssen. Zusätzlich ergibt sich dadurch der Vorteil, daß der Aufbau einer solchen Zündeinrichtung wesentlich vereinfacht wird, wodurch diese erheblich preisgünstiger herstellbar ist. Um einen störungs¬ freien Betrieb der Zündeinrichtung zu gewährleisten, werden die zuvor beschriebenen Entkopplungsmittel vorgesehen, die eine Beein¬ trächtigung der Vorstufe 3a durch die beim Abschalten des Tran¬ sistors TIOO auftretende hohe Klammerspannung verhindern. Weiter ist dafür zu sorgen, daß nach einem planmäßigen Abschalten des in der Endstufe 3c angeordneten Transistors T100 sein unkontrolliertes Wiedereinschalten zuverlässig verhindert wird. Dies wird durch einen weiteren Transistor T43 erreicht (Figur 4), dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors T100, dessen Emitteranschluß mit dem Emitteranschluß des Transistors TIOO und dessen Basisan¬ schluß über einen Widerstand R44 mit dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Durch diese Schaltungsanordnung wird gewährleistet, daß der Transistor T43 über seinen Basisanschluß nur dann angesteuert und durchgeschaltet wird, wenn der Basisan¬ schluß ein negativeres Potential aufweist als der Emitteranschluß des Transistors T43. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn beim Abschalten des Transistors TIOO die in der Größenordnung von etwa 400 Volt liegende Klammerspannung auftritt, die zu einem ungewollten Wiedereinschalten des Transistors T100 führen könnte. In den Ausführungsbeispielen der Zündeinrichtung nach Figur 1 und Figur 4 ist zum Zwecke der Strommessung zwischen dem positiven An¬ schluß der Gleichspannungsquelle und dem massefernen Anschluß der Primärwicklung la des Zündtransformators 1 ein Widerstand R12 ange¬ ordnet. Bei Stromfluß durch die Primärwicklung la fällt an diesem Widerstand R12 eine Spannung ab, die der Vorstufe 3a für Steuer¬ zwecke zuführbar ist. In den Ausführungsbeispielen der Zündeinrich¬ tung nach Figur 2 und 3 ist ein Strommeßwiderstand R12' zwischen den Emitteranschluß des Transistors T100 und dem masseseitigen An¬ schluß der Primärwicklung la des Zündtransformators angeordnet. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wird der Spannungsabfall am Me߬ widerstand R12' über zwei hochohmige Widerstände R13, R14 abge¬ griffen und Eingangsanschlüssen der Vorstufe 3a zugeführt, die mit gegen Masse geschalteten Zenerdioden ZI, Z2 geschützt sind. Die bei der Abschaltphase an beiden Anschlüsen des Meßwiderstandes R12* auf¬ tretende Hochspannung wird über R13, R14, ZI und Z2 abgekoppelt. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist ein weiterer Transistor T30 vorgesehen, der parallel zur Reihenschaltung von Emitter-Basis¬ strecke des Transistors T100 und Strommeßwiderstand R12' geschaltet ist. Dabei sind der Emitteranschluß des Transistors T30 mit dem masseseitigen Anschluß der Primärwicklung la des Zündtransformators 1, sein Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors T100 und schließlich sein Basisanschluß mit dem Abgriff eines zwischen Emitter- und Kollekteranschluß des Transistors T30 liegenden Spannungsteilers R31, R32 verbunden. Wie bereits zuvor im Zusammen¬ hang mit dem Entkoppeltransistor T25- beschrieben, wird auch bei diesem Spannungsteiler R31, R32 der dem Masseanschluß nähere Teil¬ widerstand R32 abgleichbar ausgebildet.
In besonders vorteilhafter Weise werden Vorstufe 3a, Endstufe 3c sowie die Entkopplungsmittel 3b der Zündeinrichtung 3 in mono¬ lithisch integrierter Technik ausgeführt. Dadurch lassen sich auch in Großserienherstellung außerordentlich geringe Streuungen der wesentlichen elektrischen Kennwerte erzielen. Bei Ausführung der Zündeinrichtung 3 in integrierter Technik wird der Strommeßwider¬ stand R12' zweckmäßig als verteilter Widerstand an den Emitterzähnen des Emitterbereichs des Transistors T100 angeordnet, wodurch für eine gute Stromgleichverteilung über das gesamte aktive Emitter¬ gebiet des Transistors TIOO gesorgt wird. Strommeßwiderstand R12' und die in Figur 3 in Zusammenhang mit der Endstufe dargestellte Stromregelschaltung werden dabei zweckmäßig in die Emitter-Basis¬ strecke des pnp-Transistors T100 integriert, wobei der Transistor T30 als lateraler pnp-Transistor ausgestaltet ist. In gleicher Weise können auch die im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 dargestellten Entkopplungsmittel mit den Transistoren T20 und T25 integriert werden. Auch der im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 der Zündein¬ richtung vorgesehene, eine unkontrollierte Wiedereinschaltung des Transistors TIOO verhindernde Transistor T43, kann als lateraler pnp-Transistor in die Basis-Emitterstrecke des in der Endstufe 3c angeordneten Transistors TIOO monolithisch integriert werden.
Sowohl die Ansteuerstufe 3a als auch die für Entkopplungszwecke vor¬ gesehenen Transistoren T20, T25 oder die Entkoppeldiode D41 müssen in Form von separaten Chips auf die Dickschichttschaltung gebracht und mittels Bondverbindungen an die übrige Schaltung angeschlossen werden. Die Widerstände R33, R44 und R12 sind als Dickschichtfilm¬ widerstände zu realisieren.
Anhand von Figur 5 und Figur 6 wird beispielhaft die Ausgestaltung der Endstufe 3c der Zündeinrichtung 3 in monolithisch integrierter Technik erläutert. Dabei zeigt Figur 5 den Stromlaufplan der End¬ stufe, während Figur 6 einen Querschnitt durch ein Halbleitersub¬ strat darstellt. Der Endstufentransistor T100 ist dabei als zwei¬ stufiger Darlington-Transistor mit den Bestandteilen T101 und T102 ausgeführt. In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist der als pnp-Lateraltransistor ausgestaltete Kurzschluß- transistor mit der Bezugsziffer 43 gekennzeichnet. Die Integration der im Stromlaufplan nach Figur 5 dargestellten Widerstände R50 und R51 erfolgt in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise und ist daher in Figur 6 nicht mehr dargestellt. Figur 6 zeigt mit Bezugs¬ ziffer 60 ein hochohmiges p-leitendes Substrat, in die n-leitende Basiswannen 62, 63 und 64 eingediffundiert sind. In die vorgenannten Basiswannen sind wiederum hoch dotierte p-leitende Emitterzonen 65, 66, 67 und 68 eindiffundiert. Dabei stellen die Basiswannen 62 und 63 die Basen der beiden zum Darlington gehörenden Transistoren T101 und T102 dar, während 64 die den lateralen Kurzschlußtransistor T43 umfassende Basiswanne darstellt. Die zusätzlichen Wannen 69, 70 und 71 bestehen aus hoch mit Phosphor dotiertem n-leitenden Silicium. Sie dienen zunächst der Herstellung niederohmiger Kontakte 612, 614 und 617 auf den sonst hochohmig mit Phosphor dotierten Basiswannen. Zum anderen üben diese hochdotierten Phosphorschichten eine getternde Wirkung aus, die für das Sperrverhalten und gleichzeitig für die Verstärkung der Transistoren T43, T101 und T102 günstig ist. Die äußeren Verbindungsleitungen 612 bis 618 werden nun wie folgt miteinander verknüpft. Die Zusammenschaltung der Transistoren T101 und T102 zu einem Darlingtonpaar erfolgt in der Weise, daß die Anschlüsse 613 und 614 miteinander verbunden werden, während der Anschluß 612 der äußere Basisanschluß und der Anschluß 615 der äußere Emitteranschluß des Darlingtontransistors sind. Zur Inte¬ gration des pnp-Lateraltransistors T43 wird dessen lateraler Kollek¬ toranschluß 618 mit dem Basisanschluß 612 des Darlingtontransistors T101, T102 und der laterale Emitteranschluß 616 des Transistors T43 mit dem Emitteranschluß 615 des Darlingtontransistors verbunden. Somit umfaßt die Transistoranordnung die drei äußeren Anschlußlands 612 (Basis des Darlingtontransistors), 617 (Basis des Lateraltran¬ sistors) und 615 (Emitter des Darlingtontransistors).

Claims

Ansprüche
1. Zündeinrichtung, insbesondere für eine fremdgezündete Brennkraft¬ maschine, mit einem eine Primär- und eine Sekundärwicklung auf¬ weisenden Zündtransformator, mit einer an die Primärwicklung anleg¬ baren Gleichspannungsquelle, mit einer aus einer Vorstufe und einer Endstufe bestehenden Stromsteuereinrichtung zur Steuerung des durch die Primärwicklung fließenden Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (3c) der Stromsteuereinrichtung einen Transistor (TIOO) eines ersten Leitfähigkeitstyps umfaßt, dessen Kollektoranschluß mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden ist, daß zwischen der Vorstufe (3a) und der Endstufe (3c) Entkopplungsmittel (3b) sowie Mittel zur Veränderung des unkontrollierten Ξinschaltens der Endstufe (3c) vorgesehen sind.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsmittel (3b) einen Transistor (T20) eines zweiten Leit¬ fähigkeitstyps umfassen, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisan¬ schluß des Transistors (T100) und dessen Emitteranschluß mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden sind, und der über seinen Basisanschluß von der Vorstufe (3a) der Stromsteuereinrich¬ tung ansteuerbar ist.
3. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Endstufe (3c) eine Strommeßeinrichtung umfaßt, deren Ausgangssignal der Vorstufe (3a) zugeführt wird.
4. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Strommeßeinrichtung aus einem Widerstand (R12, R12' ) besteht und daß die bei Stromfluß durch die Primärwicklung (la) des Zündtransformators (1) an ihm abfallende Spannung der Vor¬ stufe (3a) zugeführt wird.
5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Anschlüsse des Widerstandes (R12') über hochohmige Widerstände (R13, R14) mit Eingangsanschlüssen der Vorstufe (3a) verbunden sind, welche Eingangsanschlüsse durch mit Masse verbundene Zenerdioden (ZI, Z2) geschützt sind.
6. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Vorstufe (3a) einen Ansteuertransistor (T40) um¬ faßt und daß zum Schutz der Vorstufe (3a) gegen primärseitig auf¬ tretende Spannungspitzen eine Diode (D41) vorgesehen ist, deren Anodenanschluß mit dem Emitteranschluß das Ansteuertransistors (40) und deren Kathodenanschluß mit dem Basisanschluß des Transistors (T100) und über den Lastwiderstand (R42) des Transistors (T40) mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden ist.
7. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung des unkontrollierten Ein- schaltens der Endstufe (3c) einen Transistor (T43) umfassen, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors (T100), dessen Emitteranschluß mit dem Emitteranschluß des Transistors (T100), und dessen Basisanschluß über einen Widerstand (R44) mit dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden sind.
8. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Vorstufe (3a), die Endstufe (3c) und gegebenen¬ falls die Entkopplungsmittel (3b) in monolithisch integrierter Tech¬ nik hergestellt sind.
9. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein Strommeßwiderstand (R12') zwischen dem Emitter¬ anschluß des Transistors (T100) und dem masseseitigen Anschluß der Primärwicklung (la) angeordnet ist, daß der Emitteranschluß eines Transistors (T30) mit dem masseseitigen Anschluß der Primärwicklung (la), daß der Kollektoranschluß des Transistors (T30) mit dem Basis¬ anschluß des Transistors (T100) und des schließlich der Basisan¬ schluß des Transistors (T30) mit den Abgriff eines zwischen dem Emitter- und dem Kollektoranschluß des Transistors (T30) liegenden Spannungsteilers (R31, R32) verbunden ist.
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