Elektronische Schalteinrichtung Als elektronische Schalter bezeichnet man elektro nische Bauteile mit ,einer Steuerelektrode :und zwei Ausgangselektroden. Durch ein an die Steuerelektrode angelegtes elektrisches Signal wird der elektronische Schalter entweder in den leitenden oder in den nicht leitenden Zustand versetzt. Aus solchen elektronischen Schaltern können Steuerschaltungen aufgebaut wer den, die in ihren Funktionen den Steuerschaltungen, die aus elektromechanischen Relais aufgebaut sind, ähnlich sind. Ein Beispiel eines solchen elektronischen Schalters ist der Transistor.
Dabei sind Emitter und Kollektor die Ausgangselektroden, und die Basis ist die Steuerelektrode.
In einer ,Steuerschaltung sind @die elektronischen Ausgangsschalter verschiedener Schaltvorrichtungen so miteinander gekoppelt, dass sich diese Schalter entweder im leitenden .oder im nichtleitenden Zustand befinden, wobei unter dem leitenden Zustand der gesättigte Zustand zu verstehen ist.
Es ist bekannt, elektronische Schalteinrichtungen mit mehreren elektronischen Schaltern, z. B. Transi storen, als logische Schaltelemente zu bauen, indem ,die Bauteile eines logischen Schaltelementes zwischen eine .negative und eine positive Speisesammelschiene, allenfalls zur besseren Temperaturstabilisierung und leichteren Ableitung von Restströmen auch zwischen eine negative und zwei positive Speisesammelschienen unterschiedlichen Potentials angeschlossen sind, um solche logische Schaltelemente zu Netzwerken mit vielen und verzweigten Schaltfunktionen zusammen setzen zu können.
Bei solchen logischen Schaltele menten liegt üblicherweise die Emitterelektrode des Eingangstransistors direkt an der einen Speisesammel- schiene.
Die elektronischen Schalter ,bedürfen eines. wohl definierten Eingangssignals, um ihren Schaltzustand. zu ändern. Ein solches Eingangssignal ist oft nicht er hältlich, sondern häufig steht nur eine .auf und ab schwankende Spannung zur Verfügung, die beim Überschreiten eines Grenzwertes eine Schaltfunktion .auslösen soll.
Eine schwankende Steuerspannung hat aber nur eine Schwankung des Kollektorstromes eines Transistors zur Folge und führt nicht sprung haft vom sperrenden in den gesättigten Zustand, oder umgekehrt. Um einen rascheren bzw. kippenden über gang von einem Schaltzustand in ,den .anderen zu erreichen, sind mehrere Transistoren in Triggerschal- tung erforderlich.
Eine bekannte Schaltvorrichtung ,dieser Art ist z. B. der Schmitt-Trigger, bei welchem zwei Transi storen mit gleicher Halbleiterschichtung so ,gekoppelt sind, dass die beiden Emitter durch einen gemein samen Widerstand mit ider einen Speisesammelschiene verbunden sind und der Kollektor des ersten Transi stors galvanisch mit der Basis des zweiten Transi stors verbunden ist, und es kann erreicht werden,
dass beim Ändern der Basisspannung des ersten Tran sistors bei einem gewissen Schwellenwert der zweite Transistor seinen Schaltzustand rasch ändert. Da aber die Kollektorelektrode des zweiten Transistors auch im :
gesättigten Zustand .gegenüber der einen Speisesammelschiene ein Potential aufweist, das min- destens einem der Schwellenwerte ,gleich ist, ist es nur schwer möglich, ein anderes logisches Schalt- element mit einem Transistor von gleicher Halb leiterschichtung, dessen Emitterelektrode wie üb lich direkt mit einer Speisesammelschiene verbun den ist, so mit einem bekannten Trigger, z. B.
Sehmitt-Trigger, zu koppeln, dass dieser nachfolgende Transistor sich nur im :sperrenden oder gesättig ten Zustand befindet und ungesättigte Leitzustände ausgeschlossen sind. Die Erfindung will diese Schwierigkeit beheben.
Sie betrifft eine elektronische Schalteinrichtung mit zwei hintereinander geschalteten Transistoren in Gleichstromverstärkerschaltung, mit einer positiven und einer negativen Speisesammelschiene und je einem Widerstand zwischen einem Emitter und einer Speisesammelschiene, welche dadurch gekennzeich net ist, dass die beiden Transistoren komplementäre Schichten aufweisen und der Emitter des einen Tran sistors über einen Widerstand mit dem Emitter des andern Transistors verbunden ist.
Durch diese Massnahme wird ein Trigger erhal ten mit zwei Schwellwerten für das Eingangssignal, so,dass beim Überschreiten ,des oberen Schwellwertes der zweite Transistor vom gesperrten in den gesättig ten Zustand kippt und den ersten Transistor so lange im gesättigten Zustand hält, bis .das Eingangs signal einen unteren Schwellwert unterschreitet, wobei beide Transistoren in den gesperrten Zustand kippen.
Die ein- und ,auszuschaltende Last kann vorteil- hafterweise zwischen den Kollektor des zweiten Tran sistors und eine Speisesammelschiene .angeschlossen werden.
Insbesondere ermöglicht die erfindungsge- mässe Schaltung, für den Ausschluss eines logischen Schaltelementes einen dritten Transistor vorzusehen, dessen Emitter direkt an der einen Speisesammel- schiene liegt und ,dessen Basis ,an den Kollektor- ,kreis des zweiten Transistors .angeschlossen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Schaltschema oder Schalteinrichtung zum Schalten einer Last, Fig. 2 ein Schaltschema der Schalteinrichtung mit einem Ausgang für eine nachfolgende logische Schaltstufe, Fig. 3 die Eingangscharakteristik.
Gemäss dem Schema Fig.1 hat die Schalteinrich tung zwei Transistoren mit komplementärer Halb- leiterschichtung, und zwar einen ersten Transistor T1 mit PNP-Schichtung und .einen zweiten Transi stor T2 mit NPN-Schichtung. Die Basis des Tran sistors T1 liegt an der Eingangsklemme 4.
Sein Emitter liegt über einen Widerstand 5 ,an der posi tiven Speisesammelschiene 12. Sein Kollektor ist über einen Widerstand 6 mit der Basis des zweiten Transistors T2 verbunden. Der Emitter dieses Tran sistors liegt über einen Widerstand 7 an der nega tiven Speisesammelschiene 13 und ist durch einen Widerstand 9 mit dem Emitter (des ersten Transi stors verbunden.
Die Last 8 ist zwischen den Köllek tor des zweiten Transistors und die positive Speise sammelschiene 13 geschaltet.
Der Widerstand 6 ist nicht eigentlich notwen dig, aber vorteilhaft und dient zur Verminderung der Kollektorspannung des Transistors T1. Ebenfalls nicht eigentlich notwendig, :aber vorteilhaft ist die Basis, des ersten Transistors T1 über einen Wider stand 10 mit der positiven Speisesammelschiene 12 verbunden, der den Transistor T1 in sperrender Stellung hält, wenn die Eingangsklemme offen ist.
Ein weiterer Widerstand 11 ist vorteilhaft, der die Basis des Transistors T2 mit der negativen Speisesammel- schiene 13 verbindet und den Reststrom des Tran sistors Tl zur negativen Speisesammelschiene 13 ab führt.
Wenn- die. Eingangsspannung klein ist, sind beide Transistoren gesperrt. Wenn sich die Spannung einem oberen Schwellenwert Vo nähert, fängt der Tran sistor<I>T1</I> zu leiten an, :aber der Transistor<I>T2</I> bleibt noch sperrend.
Wenn die Spannung den Schwell- wert Vo überschreitet, werden beide Transistoren gesättigt. Sinkt,die Spannung wieder, und zwar gegen einen unteren Schwellwert Voo, so nimmt die Sätti gung ides Transistors T1 wieder ab, aber die Sätti- bgung des Transistors T2 ,bleibt erhalten, bis die Ein gangsspannung den unteren Schwellwert Voo unter schreitet, wodurch der erste Transistor und in der Folge ,
auch der zweite Transistor in den gesperrten Zustand tritt.
Der obere Schwellwert ist:
EMI0002.0104
Der untere Schwellwert ist:
EMI0002.0105
Die Eingangscharakteristik ist aus Fig. 3 ersicht lich.
Die Schalteinrichtung gemäss dem Schema Fig. 2 hat einen PNP-Ausgangstransistor T3, dessen Emitter idirckt mit der positiven Speisesammelschiene 12 verbunden .ist und dessen Kollektor :direkt ,an der Ausgangsklemme 14 liegt.
Die Basis des Transi- stors T3 ist über einen Widerstand 15 mit denn Kollektor des Transistors T2 und über einen Wider stand 16 mit einer zweiten positiven Speisesammel- schiene 18, mit höherem Potential als die Speisesam- melschiene 12, das durch zwei hintereinanderliegende Dioden 17 erzeugt wird, angeschlossen.
An die Aus gangsklemme kanndirekt ein weiteres logisches Schaltelement .angeschlossen werden. Der Transistor T3 arbeitet genau im Takt des Transistors T2. Diese beiden Transistoren haben komplementäre Halbleiter schichtung.