DE1936076C - Schaltungsanordnung für einen astabilen Multivibrator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen astabilen Multivibrator mit einem normalen Transistor und einem Feldeffekttransistor, wobei der Emitter des normalen Transistors und die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors an einem Pol einer Versorgungsgleichspannungsquelle liegen, mit einem Kollektorwiderstand zwischen dem Kollektor des normalen Transistors und dem anderen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle, mit einem hohen Ableitwiderstand zwischen der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors und dem anderen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle, mit einem ersten Kopplungskondensator zwischen der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors und der Basis des normalen Transistors und mit einem zweiten Kopplungskondensator zwischen dem Kollektor des normalen Transistors jnd der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt (Zeilschrift »Electronics«, 3. April 1967, S. 98 und 99). Die Hauptvorteile von astabilen Multivibratoren der eingangs beschriebenen Art, also von Multivibratoren mit einem Feldeffekttransistor und einem normalen Transistor, sind die hohe Temperaturkonstanz der Multivibratorfrcquenz und die Möglichkeit, ohne Verwendung von großen und teueren Elektrolytkondensatorm niedrige Frequenzen zu erzeugen. Die hohe Temperaturkonstanz wird dadurch erreicht, daß der Kollektorstrom des normalen Transistors mit steigender Temperatur sieigt, der Drain-Strom des Feldeffekttransistors dagegen sinkt. Niedrige Frequenzen können deshalb mit einem astabilen Multivibrator der eingangs beschriebenen Art erzeugt werden, weil der Feldeffekttransistor einen sehr hohen iniienwiderstand hat und der Ableitwiderstand des Feldeffekttransistors daher ebenfalls sehr hoch gewählt werden kann. Dadurch wird auch die entsprechende Entladezeitkonstante sehr hoch.

Der astabile Multivibrator der eingangs beschriebenen Art ist jedoch noch relativ aufwendig, insbetonderc sind mehrere Potentiometer zur Einstellung der Frequenz erforderlich. Potentiometer sind jedoch teuer und vergrößern die Abmessungen der Schaltungen. Das ist insbesondere bei gedruckten und integrierten Schaltungen von großem Nachteil.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, «lic Schaltung einfacher und billiger zu gestalten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Basis des normalen Transistors und dem einen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle tin weiterer Kondensator liegt und daß zwischen den beiden Polen der Versorgungsglcichspannungsquelle • in zur Einstellung der Multivibratorfrequenz dienendes Potentiometer liegt, dessen Abgriff mit der Basis ties normalen Transistors verbunden ist.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben.

Der in der Zeichnung dargestellte astabile Multivibrator weist einen normalen npn-Transistor Tl und einen Feldeffekttransistor Tl auf. Der Emitter des Normaltransistors Tl ist mit dem Minuspol einer Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Der Kollektor des Normaltransistors Tl ist über einen Kollektorwiderstand A3 mit dem Pluspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl ist mit dem Minuspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl ist über einen sehr hohen Ableitwiderstand R 2 mit dem Pluspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl ist über einen sehr hohen Ableitwiderstand Rl mit dem Minuspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Zwischen dem Minuspol und de.Ji Pluspol der Gleichstromversorgungsquelle liegt ferner ein Potentiometer P, das zur Steuerung der Frequenz des astabilen Multivibrators dient. Der Abgriff des Potentiometers P ist mit der Basis des normalen Transistors Tl verbunden. Zwischen der Basis des normalen Transistors Tl und dem Minuspol der Gleichstromversorgungsquelle liegt ferner ein Kondensator Kl. Zwischen der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl und der Basis des Nurmaltransistors Tl liegt ein Rückkopplungskondensator K2. Zwischen dem Kollektor des Normaltransistors Tl und der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors T2 liegt ein Kopplungskondensator K3. Die Schaltung funktioniert auch, wenn der Ableitwiderstand R 1 weggelassen wird. In diesem Fall wirkt der Widerstand der Source-Gate-Strecke des Feldeffekttransistors T2 als Ableitwiderstand.

Die Schaltung funktioniert wie folgt: Durch die mit der Stellung des Abgriffs am Potentiometer P gewählte Steuergleichspannung werden die parailelgeschalteten Kondensatoren Kl und Kl mit einem bestimmten Ladestrom aufgeladen. Sobald die Ladespannung den Wert der Schwellspannung des nor-

malen Transistors 1 erreicht, wird dieser Transistor leitend. Von seinem Kollektor aus wird dann über den Kondensator K3 ein negativer Impuls auf die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors T2 übertragen. Dadurch wird dessen Drain-Strom unterdrückt.

Infolgedessen setzt eine po^iive Rückkopplung über den zweiten Kondensator Kl ein, durch die der normale Transistor Tl ins Sattigungsgebiet gesteuert wird. Sobald der Kondensator O über den Widerstand R 1 umgeladen ist, wird der normale Transistor Tl durchgesteuert. Dadurch fällt das Potential an der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors T2 auf seinen ursprünglichen Wert ab. Über die leitende Basis-Emitter-Strecke des normalen Transistors T1 ist in der Zwiichenzeit eine Potentialverschiebung der Basis des normalen Transistors Tl in negativer Richtung eingetreten. Durch das auf den ursprünglichen Wert zurückgefallene Drain-Potential des Feldeffekttransistors T2 sinkt das Basispotential an dem normalen Transistor Tl unterhalb des Schwellwertes.

Dadurch kippt die Schaltung wieder in ihren Ausgangszustand zurück und der Kippvorgang kann von neuem beginnen.

Durch die Verwendung eines normalen Transistors Tl und eines Feldeffekttransistors T2 ist die bekannte hohe Temperaturstabilität gegeben. Der Kollektorstrom des normalen Transistors Tl wird mit steigender Temperatur positiv, der Drain-Strom des Feldeffekttransistors Tl dagegen negativ. Spannungsschwankungen sind in großen Grenzen ohne Einfluß auf die Schaltung.

Durch den hohen Eingangswiderstand des Feldeffekttransistors Tl ergibt sich der ebenfalls bekannte Vorteil: Je nach Frequenz braucht der Kondensator Kl bei einem Frequenzverhältnis von 1:500 bis

«S 1: 1000 nicht verändert zu werden.

Durch Verwendung eines hohen Öate-Ableitwiderstandes Ri kann die Kapazität des Kondensators Ki auch bei sehr tiefen Frequenzen kleingehalten werden.

Die Größenordnung liegt bei einigen 100 pF. Da der Kondensator K3 für die Einschaltzeit des normalen Transistors T1 bestimmend ist, ergibt sich über den gesamten Frequenzbereich eine konstante Breite des Ausgangsimpulse?, dessen Anstiegsgeschwindigkeit durch die einsetzende Rückkopplung sehr steil ist. Die Pause oder Ausschaltzeit des normalen Transistors Tl wird durch die Kondensatoren Kl und Kl bestimmt und kann durch die Wahl von deren Größe verändert werden. Beide Kondensatoren Kl und Kl werden aufgeladen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Schaltungen ist nur ein Potentiometer erforderlich. Die Periodendauer der Schaltung ist mit dem einzigen Potentiometer P linear einstellbar.

Claims (1)

15 Patentanspruch:

Schaltungsanordnung für einen asu>bilcn Multivibrator mit einem normale.i Transistor und einem Feldeffekttransistor, wobt.·! der Emitter des ao normalen Transistors und die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors an einem Pol einer Versorgungsgleichspannungsquelle liegen, mit einem Kollektorwiderstand zwischen dem Kollektor des normalen Transistors und dem anderen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle, mit eint.Mii hohen Ableitwiderstand zwischen der Soürce-Elektrode des Feldeffekttransistors und dem anderen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle, mit einem ersten Kopplungskondensator zwischen der Source-Elektrocle des Feldeffekttransistors und der Basis des normalen Transistors und mit einem zweiten Kopplungskondensator zwischen dem Kollektor des normalen Transistors und der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basis des normalen Transistors und dem einen Pol der Versorgmigsgleiehspannungsqueile ein weiterer Kondensator (K I) liegt und daß zwischen den beiden Polen der Vcrsorgungsgleichspannungsquelle ein zur Einstellung der Multivibratorfrequenz dienendes Potentiometer (P) liegt, dessen Abgriff mit der Basis des normalen Transistors verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen