Schaltungsanordnung mit einem Transistorschalter zur Kompensation
der Temperatureinflüsse und der Amplitudenschwankungen der Umsteuerimpulse Die Erfindung
bezieht sich auf Schaltungsanordnungen, in denen Transistoren als elektronische
Schalter verwendet werden. Bei solchen Schaltungsanordnungen ist es bekannt, den
Transistor, insbesondere seine Emitter-Basis-Strecke so vorzuspannen, daß der Transistor
im Ruhezustand gesperrt ist und erst durch Steuerspannungen einer bestimmten Mindestamplitude
vom nichtleitenden in den leitenden Zustand übergeführt wird, während er bei niedrigeren
Steuerspannungen im nichtleitenden Zustand verbleibt. Es ist weiterhin bekannt,
bei solchen Schaltungsanordnungen die Vorspannung des Transistors so lange sehr
groß zu machen, wie kein Nutzsignal an den Transistor angelegt wird, die Vorspannung
dagegen dann zu erniedrigen, wenn ein Nutzsignal auftreten kann. Derartige Schaltungsanordnungen
werden insbesondere bei Leseverstärkern für Matrixanordnungen verwendet. Auf diese
Weise läßt sich nämlich erreichen, daß von dem Transistor nur die Nutzsignale verstärkt
werden, während selbst sehr große Störsignale, die zu anderen Zeiten als die Nutzsignale
auftreten, durch den stark vorgespannten, d. h. gesperrten Transistor nicht weitergeleitet
werden.Circuit arrangement with a transistor switch for compensation
the temperature influences and the amplitude fluctuations of the reversing pulses The invention
refers to circuit arrangements in which transistors are considered electronic
Switches are used. In such circuit arrangements it is known to the
Bias the transistor, in particular its emitter-base path, so that the transistor
is blocked in the idle state and only by control voltages of a certain minimum amplitude
is transferred from the non-conductive to the conductive state, while it is at lower
Control voltages remain in the non-conductive state. It is also known
in such circuit arrangements the bias of the transistor for so long
To make large, as no useful signal is applied to the transistor, the bias
on the other hand, to decrease if a useful signal can occur. Such circuit arrangements
are used in particular in sense amplifiers for matrix arrangements. To this
This is because it can be achieved that only the useful signals are amplified by the transistor
are, while even very large interfering signals at times other than the useful signals
occur due to the highly prestressed, d. H. Blocked transistor not forwarded
will.
Die bekannten Schaltungsanordnungen haben aber die beiden Nachteile,
daß die Spannungen zur Sperrung bzw. zur Vorbereitung des Transistors beim Auftreten
eines Nutzsignales, d. h. die Amplitude der dazu notwendigen Impulse sehr genau
eingehalten werden muß und daß die Schwellspannung des Transistors und damit die
Spannung, bei der der Transistor vom nichtleitenden in den leitenden Zustand übergeführt
wird, temperaturabhängig ist. Es sind bereits eine Reihe von Schaltungsanordnungen
bekannt, die den zweiten Nachteil, d. h. die Temperaturabhängigkeit von Transistoren
kompensieren. Bei diesen bekannten Schaltungsanordnungen ist ein temperaturabhängiger
Widerstand in eine der Zuleitungen, insbesondere die Emitter- oder Basiszuleitung
des Transistors eingeschaltet und wird vom Emitter- bzw. Basisstrom durchflossen.
Diese Maßnahmen sind aber bei der Anordnung gemäß der Erfindung nicht anwendbar,
da bei dieser erreicht werden soll, daß die zwischen Emitter und Basis des Transistors
im Sperrzustand herrschende Spannung und nicht der im leitenden Zustand im Transistor
fließende Strom temperaturunabhängig ist.The known circuit arrangements have the two disadvantages
that the voltages to block or to prepare the transistor when it occurs
a useful signal, d. H. the amplitude of the necessary impulses very precisely
must be observed and that the threshold voltage of the transistor and thus the
Voltage at which the transistor changes from the non-conductive to the conductive state
is temperature dependent. There are already a number of circuit arrangements
known to have the second disadvantage, i.e. H. the temperature dependence of transistors
compensate. In these known circuit arrangements, a temperature-dependent
Resistance in one of the leads, especially the emitter or base lead
of the transistor is switched on and the emitter or base current flows through it.
However, these measures are not applicable to the arrangement according to the invention,
because this should be achieved between the emitter and base of the transistor
voltage prevailing in the off state and not in the conducting state in the transistor
flowing current is independent of temperature.
Sowohl die erstgenannte als auch die zweite Aufgabe werden erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß an den Verbindungspunkt zwischen Emittervorwiderstand und
Emitterelektrode eine Halbleiterdiode angeschlossen ist, deren anderes Ende auf
einem festen Potential liegt. Weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung sowie ihre Wirkungsweise werden an Hand der Zeichnung näher erläutert.Both the former and the second object are according to the invention
achieved in that at the connection point between the emitter series resistor and
Emitter electrode a semiconductor diode is connected, the other end of which is on
a fixed potential. Further details of the circuit arrangement according to
the invention and its mode of operation are explained in more detail with reference to the drawing.
Die dargestellte Anordnung besteht aus dem Transistor T mit dem Emittervorwiderstand
R sowie der Halbleiterdiode D. Die Halbleiterdiode D ist einerseits
an den Verbindungspunkt zwischen dem Emittervorwiderstand R mit der Emitterelektrode
und andererseits an ein festes Potential U 2 angeschlossen. Das nicht mit der Emitterelektrode
verbundene Ende des Emittervorwiderstandes R liegt auf einem Potential U 1, welches
zwischen zwei verschiedenen Werten umgetastet wird. Die dargestellte Anordnung arbeitet
wie folgt: Solange das Potential U 1 sehr stark negativ, und zwar noch negativer
als das Potential U 2 ist, ist sowohl der Transistor T als auch die Halbleiterdiode
D gesperrt. Wenn das Potential U 1 zur Vorbereitung des Transistors für die Übertragung
eines an seiner Basiselektrode zugeführten Nutzsignals angehoben wird, und zwar
so weit, daß der Transistor gerade noch im nichtleitenden Zustand ist, und so weit,
daß es gegenüber U 2 positiv ist, dann geht die Halbleiterdiode D in den leitenden
Zustand über. In diesem Zustand fließt über den Emittervorwiderstand R und die Halbleiterdiode
D ein Strom, durch den erreicht wird, daß sich die Emitterelektrode des Transistors
T im wesentlichen auf dem Potential U 2 befindet. Für die Spannung am Emitter ist
dabei in weiten Grenzen unwesentlich, wie groß das Potential U 1 ist, wenn es nur
größer ist als das Potential U2, so daß die Halbleiterdiode D im leitenden
Zustand gehalten wird. Auf diese Weise erreicht man also, daß unabhängig
von
der Amplitude der an dem freien Ende des Emitterwiderstandes R zugeführten Impulse
das Potential am Emitter des Transistors T gleich ist.The arrangement shown consists of the transistor T with the emitter series resistor R and the semiconductor diode D. The semiconductor diode D is connected on the one hand to the connection point between the emitter resistor R and the emitter electrode and on the other hand to a fixed potential U 2. The end of the emitter series resistor R not connected to the emitter electrode is at a potential U 1, which is keyed between two different values. The arrangement shown works as follows: As long as the potential U 1 is very strongly negative, namely even more negative than the potential U 2, both the transistor T and the semiconductor diode D are blocked. If the potential U 1 is raised to prepare the transistor for the transmission of a useful signal fed to its base electrode, to the extent that the transistor is just in the non-conductive state, and so far that it is positive with respect to U 2, then it goes the semiconductor diode D into the conductive state. In this state, a current flows through the emitter series resistor R and the semiconductor diode D, by means of which it is achieved that the emitter electrode of the transistor T is essentially at the potential U 2. For the voltage at the emitter it is insignificant within wide limits how large the potential U 1 is if it is only greater than the potential U2, so that the semiconductor diode D is kept in the conductive state. In this way it is achieved that the potential at the emitter of the transistor T is the same regardless of the amplitude of the pulses supplied to the free end of the emitter resistor R.
Die Halbleiterdiode D erfüllt aber noch die weitere Aufgabe der Temperaturkompensation.
Sie stellt nämlich einen temperaturabhängigen Widerstand dar. Die Temperaturabhängigkeit
der Durchlaßspannung einer Halbleiterdiode bei konstantem Durchlaßstrom und die
Schwellspannung eines Transistors aus dem gleichen Halbleitermaterial hat nämlich
den gleichen Betrag. Wenn sich also mit steigender Temperatur die Schwellspannung
des Transistors T erniedrigt, so vermindert sich im gleichen Maße der Spannungsabfall
an der Halbleiterdiode D. Man erreicht auf diese Weise, obwohl sich der Transistor
noch im nichtdurchlässigen Zustand befindet, daß die Summe aus Steuerspannung und
der an der Diode abfallenden Spannung sich im gleichen Maße erniedrigt wie die Schwellspannung
des Transistors niedriger wird. Eine solche Abhängigkeit ist aber erforderlich,
um die Schwelle, bei der der vorgespannte Transistor vom nichtleitenden in den leitenden
Zustand übergeht, in weiten Grenzen von der Temperatur unabhängig zu halten.However, the semiconductor diode D also fulfills the further task of temperature compensation.
Namely, it represents a temperature-dependent resistance. The temperature dependence
the forward voltage of a semiconductor diode at constant forward current and the
This is because the threshold voltage of a transistor made of the same semiconductor material has
the same amount. So if, with increasing temperature, the threshold voltage
of the transistor T is reduced, the voltage drop is reduced to the same extent
at the semiconductor diode D. In this way, although the transistor
is still in the non-permeable state that the sum of control voltage and
the voltage drop across the diode decreases to the same extent as the threshold voltage
of the transistor becomes lower. But such a dependency is necessary
around the threshold at which the biased transistor changes from being nonconducting to being conductive
State goes over to be kept independent of the temperature within wide limits.