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DD225022A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT WITH HYSTERESIS BEHAVIOR IN DIGITAL CIRCUITS - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT WITH HYSTERESIS BEHAVIOR IN DIGITAL CIRCUITS Download PDF

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DD225022A1
DD225022A1 DD26461984A DD26461984A DD225022A1 DD 225022 A1 DD225022 A1 DD 225022A1 DD 26461984 A DD26461984 A DD 26461984A DD 26461984 A DD26461984 A DD 26461984A DD 225022 A1 DD225022 A1 DD 225022A1
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DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
input
circuit arrangement
circuit
digital circuits
hysteresis behavior
Prior art date
Application number
DD26461984A
Other languages
German (de)
Inventor
Dieter Kuehnel
Rainer Kuehn
Guenter Maasch
Wolfgang Boettcher
Original Assignee
Halbleiterwerk Frankfurt Oder
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Publication date
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Publication of DD225022A1 publication Critical patent/DD225022A1/en

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf digitale Schaltungen, deren Uebertragungskennlinie ein Hystereseverhalten aufweist, insbesondere Schaltungen mit TTL-Logik. Die Erfindung ist darauf gerichtet, stoersichere Eingangsstufen fuer digitale Schaltkreise mit Hystereseverhalten zu schaffen, die den logischen TTL-Pegelbereich ohne Einschraenkungen sicher erkennen. Erfindungsgemaess wird eine Schottkydiode in den fuer die Lage der Schaltschwellen verantwortlichen Referenzzweig eingefuegt.The invention relates to digital circuits whose transfer characteristic has a hysteresis behavior, in particular circuits with TTL logic. The invention is directed to creating interference-proof input stages for digital circuits with hysteresis behavior, which reliably recognize the logical TTL level range without restrictions. According to the invention, a Schottky diode is inserted in the reference branch responsible for the position of the switching thresholds.

Description

Prankfurt (Oder), den Zk6 Prankfurt (Oder), the Zk6

Erfinder: Böttcher, Wolfgang, Dipl.-Ing· Maasch, Günter, Dipl.-Ing· Kühn, Rainer, Dr.-Ing· Kühne1, Dieter, Dipl.-Ing·Inventors: Böttcher, Wolfgang, Dipl.-Ing · Maasch, Günter, Dipl.-Ing · Kühn, Rainer, Dr.-Ing · Kühne1, Dieter, Dipl.-Ing ·

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung mit Hystereseverhalten in digitalen SchaltkreisenCircuit arrangement with hysteresis behavior in digital circuits

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine digitale Schaltungsanordnung, die es ermöglicht, Schaltungen aufzubauen, deren Übertragungskennlinie ein Hystereseverfaalten aufweist, insbesondere Schaltungen mit TTL-Logik.The invention relates to a digital circuit arrangement which makes it possible to build circuits whose transfer characteristic has a hysteresis, in particular circuits with TTL logic.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Herkömmliche TTl-Schaltungen, wie sie aus der Literatur hinreichend bekannt sind, verwenden in vielen Fällen Multiemitter-npn- oder pnp-Transistoren als Bauelemente am Eingang der Schaltung· Durch die Art der "Verbindung dieser Eingangstransistoren mit den Transistoren der nachfolgenden Schaltang erfolgt die Pestlegung der Schaltschwelle für die gesamte Struktur. Da für TTL-Standardschaltungen Eingangsspannungen ^ 0,3 YConventional TTL circuits, as are well known from the literature, in many cases use multi-emitter npn or pnp transistors as components at the input of the circuit. The type of connection of these input transistors to the transistors of the subsequent switching path leads to the destruction the switching threshold for the entire structure, because for TTL standard circuits, input voltages ^ 0.3 Y

als "Low" und -2,0 7 als "High" erkannt werden sollen, liegt die Schaltschwelle Uj3 am günstigsten bei etwa 1,4 V; d. h. es existieren etwa gleiche Störsicherheiten bezüglich des Low- und des High-Pegels, Eine Erhöhung dieser Störsicherheiten kann erreicht werden, wenn die Eingangsschaltung Hystereseeigenschaften besitzt; d, h· die Einschaltspannung Ojßj, (Übergang Low - High am Eingang) gröJ3er als die Ausschaltspannung ^XSH (^berSaiDS High - Low am Eingang) ist· Eine Möglichkeit der Erzeugung einer solchen Hysterese wird im EP 0 041 363 dargestellt. Die dort gezeigte Scfealtungsvariante besitzt jedoch" den lachteil, daß sie nicht mit den oben genannten TTL-Singangsbedingungen arbeiten kann, da die erreichte Hysterese nicht symmetrisch zur günstigsten Umschaltschwelle von 1,4 "7 liegt» Die erreichten Schwellspannungen liegen bei etwa 1,3 V C^jcr) und 0,9 ? ^tsh^ ·· ^er max^M8Lzulässige Low-Pegel am Eingang der Schaltung"muß damit auf etwa 0,6 7 begrenzt werden, da er sonst bei geringen Plußspannungen der im Beferenzzweig liegenden Transistoren und/oder erhöhten Umgebungstemperaturen nicht mehr sicher erkannt wird·should be recognized as "low" and -2.0 7 as "high", the switching threshold Uj 3 is most favorable at about 1.4 V; ie there are approximately the same interference safety with respect to the low and the high level, An increase in this interference can be achieved if the input circuit has hysteresis properties; d, h · the turn Ojßj, (transition Low - High on the input) gröJ3er than the turn-off ^ XSH (^ via S AID S High - Low at the input) is · One way of generating such a hysteresis is shown in EP 0041363 , However, the variation version shown there has "the drawback that it can not work with the above-mentioned TTL Singangsbedingungen because the achieved hysteresis is not symmetrical to the most favorable switching threshold of 1.4" 7. The threshold voltages reached are about 1.3 VC ^ jcr) and 0.9? ^ tsh ^ ·· ^ he max ^ M8L ^ permissible low level at the input of the circuit "must thus be limited to about 0.6 7, because he no longer at low plus voltages of lying in Beferenzzweig transistors and / or increased ambient temperatures is reliably detected ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung störsicherer Eingangsstufen für digitale Schaltkreise, die ein Hystereseverhalten aufweisen und den logischen TTL-PegeI-bereich ohne Einschränkungen sicher erkennen,The object of the present invention is to provide fail-safe input stages for digital circuits which have a hysteresis behavior and reliably recognize the logical TTL level without restrictions,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die gesamte Spannungshysterese in positiver. Richtung zu verschieben, so daß die Erhöhung der Störsicherheiten für beide logische Eingangspegel wirksam und ein sicheres Arbeiten der Schaltung bei Einhaltung der oben genannten Ü?TL-Singangspegel gewährleistet wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Schottky-diode in den für die Lage der Schaltschwellen verant-The object of the invention is the entire voltage hysteresis in positive. Move the direction so that the increase of the noise immunity for both logical input levels is effective and ensures safe operation of the circuit in compliance with the above Ü? TL-Singangspegel. According to the invention, this object is achieved in that a Schottky diode is responsible for the position of the switching thresholds.

wortlichen Referenzzweig eingefügt ist. Je nacb der Auslegung dieser Schottkydiode; d· h* nach ihren geometrischen Abmessungen und der Höhe der Potentialbarriere werden die Schwellspannungen um den Wert der Diodenflußspannung in positiver Richtung verschoben· Ss ergeben sich die Schaltschwellenliteral reference branch is inserted. Depending on the design of this Schottky diode; According to their geometrical dimensions and the height of the potential barrier, the threshold voltages are shifted in the positive direction by the value of the diode voltage. Ss results in the switching thresholds

ÜISH = "ϋΕΒΣ1 + ϋΒΞΣ4 + UBEX2 + ÜBEX3 + UF; Ü ISH = " ϋ ΕΒΣ1 + ϋ ΒΞΣ4 + U BEX2 + Ü BEX3 + U F ;

Pi Q A1 I KjJZiXi* J tr Ff i^ t · ζ? "*/\ ~) X Pi QA 1  IKjJZiXi * J t r Ff i ^ t ·ζ ? "* / \ ~) X

Die eingeführte Schottkydiode ist dabei vorzugsweise direkt an den Emitter des für die Erzeugung der Hysterese verantwortlichen Transistors anzuschließen, um eine Auswirkung der Potentialverschiebung auf die Funktion der der Eingangsstufe nachfolgenden Schaltung zu vermeiden. 'Weiternin ist sie "mit einer Eingangsschaltung verbunden·The introduced Schottky diode is preferably to be connected directly to the emitter of the responsible for the generation of the hysteresis transistor in order to avoid an effect of the potential shift on the function of the input stage subsequent circuit. It is also connected to an input circuit.

Damit werden beide St'örsicherheiten erhöht, wobei ausreichende Sicherheitsabstände zu den minimal bzw· maximal zulässigen Eingangsspannungspegeln für die beiden logischen Zustände vorhanden sind.Thus, both interference factors are increased, with sufficient safety distances to the minimum or maximum permissible input voltage levels for the two logic states being present.

Ausführungsbe ispielAusführungsbe ispiel

Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend an eines Ausführungsbeispiel beschrieben·The solution according to the invention is described below with reference to an exemplary embodiment.

Figur 1 PrinzipschaltbildFigure 1 schematic diagram

Figur 2 Treiberstufe unter Verwendung der erfindungsgemäßen LösungFIG. 2 Driver stage using the solution according to the invention

Figur 3 Übertragungskurven der Treiberstufen bei unterschiedlichen UmgebungstemperaturenFigure 3 transmission curves of the driver stages at different ambient temperatures

Figur 4-6 Verschiedene Varianten der EingangsschaltungFigure 4-6 Different variants of the input circuit

Im folgenden soll die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Figur beschrieben werden.In the following, the operation of the circuit according to figure will be described.

Bei Low-Pegel am Eingang leitet der pnp-Transistor T1; die Referenzstrecke T4 (T5) - D2-T2-T3 ist gesperrt· Der Darlingtontransistor T8/T9 wird durchgesteuert· Damit liegt am Ausgang der Schaltang hohes Potential· Als Referenzpunkt für das Zuschalten der Rückkopplung wirkt der Basisanschluß τοη Τ7· Es gilt:At low level at the input, the pnp transistor T1 conducts; the reference path T4 (T5) - D2-T2-T3 is blocked. · The Darlington transistor T8 / T9 is turned on. · This results in a high potential at the output of the switching circuit. · The reference terminal for switching on the feedback is the basic connection τοη Τ7.

^DA + %ET6 + UBCT7 = ÜBET7 + UCET2 + UBET3# ^ DA + % ET6 + U BCT7 = Ü BET7 + U CET2 + U BET3 #

Ist T2 gesperrt, so fließt der gesamte Basisstrom von T7 in die Basis von T6 and steuert diesen durch. Damit wird dem transistor T5 der Basisstrom entzogen; er ist gesperrt· Bei Erhöhung der Eingangsspannung bis zum Wert der Einschalt-' schwelle wird T2 durchgesteuert; am Ausgang der Schaltung liegt niedriges Potential· Gleichzeitig öffnet die Basis-Emitter-Diode von TT; TS bekommt keinen Basisstrom mehr und sperrt· Dadurch leitet T5, und die Basis-Emitter-Diode von T4 wird mit der durchgesteuerten Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T5 überbrückt. Damit verändert sich die Referenzstrecke am Eingang der Schaltung, so daß erst bei einer Ausschaltspannung Üjsj,» die etwa 0,3 - 0,5 Y niedriger als die Einschaltschwellspannung Ujcgj ist, das Low-Signal am Eingang erkannt wird· Dann stellt sich der oben beschriebene Anfangszustand wieder ein; d. h·, auch T5 sperrt wieder und besitzt damit keinen Einfluß auf die Eingangsreferenzstrecke. Ein entsprechendes Diagramm mit der Darstellung von Übertragungskurven dieser Schaltung bei verschiedenen Umgebungstemperaturen wird in· Figur 3 gezeigt.If T2 is disabled, the entire base current of T7 flows into the base of T6 and controls it. Thus, the base current is removed from the transistor T5; it is disabled · When the input voltage is increased up to the value of the switch-on threshold, T2 is turned on; at the output of the circuit is low potential · At the same time opens the base-emitter diode of TT; TS gets no base current and blocks · This causes T5, and the base-emitter diode of T4 is bridged with the gated collector-emitter path of the transistor T5. Thus, the reference path at the input of the circuit changes, so that only when a turn-off voltage Ujsj, "which is about 0.3 - 0.5 Y is lower than the turn-on threshold Ujcgj, the low signal is detected at the input · Then it turns up the initial state described again; d. h ·, even T5 locks again and thus has no influence on the input reference path. A corresponding diagram with the representation of transfer curves of this circuit at different ambient temperatures is shown in FIG.

leben der in Figur 1 dargestellten Eingangskonfiguration sind auch Varianten mit anderen Eingangselementen möglich, die in Verbindung mit der Schottkydiode D2 die gleiche Wirkung wie oben beschrieben hervorrufenlive the input configuration shown in Figure 1 variants with other input elements are possible, which cause the same effect as described above in connection with the Schottky diode D2

Solche Eingangselemente sind: Such input elements are:

- der Multiemitter-pnp-Transistor T11 (Pig. 4),the multi-emitter pnp transistor T11 (Pig. 4),

- der npn-Transistor T21 (Fig. 5),npn transistor T21 (FIG. 5),

- die Scfaottkydiode D11 (Fig. 6).- Scfaottkydiode D11 (Fig. 6).

Claims (5)

ErfindungsazispruchErfindungsazispruch 1. Schaltungsanordnung mit Hystereseverhalten in digitalen Schaltungen mit 2 Transistoren, wobei der Kollektor des zweiten Transistors und die Basis des ersten Transistors verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Emitter beider Transistoren (T4; T5) gemeinsam über eine Schottkydiode (D2) mit der Basis nachgeschalteter Treibertransistoren (T2; T3) und über weitere Schaltelemente (LS; RK) mit der Basis von (T5) verbunden sind, wobei die Katode der Diode (D2) weiterhin mit einer Eingangsschaltung (ES) zusammengeschaltet ist»1. Circuit arrangement with hysteresis behavior in digital circuits with two transistors, wherein the collector of the second transistor and the base of the first transistor are connected, characterized in that the emitters of both transistors (T4, T5) together via a Schottky diode (D2) with the base connected downstream driver transistors (T2; T3) and via further switching elements (LS; RK) to the base of (T5), wherein the cathode of the diode (D2) is further connected to an input circuit (ES) » 2* Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltang (ES) durch einen pnp-Transistor (T1) realisiert ist·2 * circuit arrangement according to item 1, characterized in that the input switching (ES) is realized by a pnp transistor (T1) · 3· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltung (ES) durch einen Multiemitterpnp-Transistor (TH) realisiert ist»3 · Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the input circuit (ES) is realized by a multi-emitter pnp transistor (TH) » 4· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltung (ES) durch einen npn-Traasistor (T21) realisiert ist·4 · Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the input circuit (ES) is realized by an NPN-Traasistor (T21) · 5· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsschaltung (ES) durch eine Schottkydiode (D11) realisiert ist.5 · Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the input circuit (ES) by a Schottky diode (D11) is realized. Hierzu ^...Seiten ZeichnungenFor this purpose ... page drawings
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0440055A2 (en) * 1990-02-01 1991-08-07 National Semiconductor Corporation High speed inverting hysteresis TTL buffer circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0440055A2 (en) * 1990-02-01 1991-08-07 National Semiconductor Corporation High speed inverting hysteresis TTL buffer circuit
EP0440055A3 (en) * 1990-02-01 1991-12-18 National Semiconductor Corporation High speed inverting hysteresis ttl buffer circuit

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