DE1014165B

DE1014165B - Transistor-Impulsgenerator

Info

Publication number: DE1014165B
Application number: DEN11889A
Authority: DE
Inventors: Henri Herman Van Abbe
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1955-02-28
Filing date: 1956-02-24
Publication date: 1957-08-22
Also published as: BE545600A; NL195184A; US2890403A; CH340256A; GB805137A; FR1148044A; NL102010C

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem Transistor, der durch aperiodische Transformatorrückkopplung zur Erzeugung von Impulsen angeregt wird, wobei die über einer Transformatorwieklung erzeugte Spannung über einen Widerstand der Basiselektrode des Transistors zugeführt wird. Eine solche Schaltung wird, nach Gleichrichtung der erzeugten Impulse, z. B. für die Umwandlung einer dem Transistor zugeführten, verhältnismäßig niedrigen Speisegleichspannung in eine wesentlich höhere, einem Verbraucher zuzuführende Speisespannung verwendet.

Es ergibt sich, daß die Schaltung bei höheren Werten der Impulswiederholungsfrequenz hohe Verluste aufweist, die auf Raumladungsströme in der Basis- *5 zone des Transistors zurückzuführen sind. Diese Verluste könnten durch Anwendung eines Transistors mit höherer Grenzfrequenz, insbesondere des n-p-i-n-Typs oder p-n-i-p-Typs verringert werden. Der Transistor könnte auch in geerdeter Basisschaltung anstatt so in geerdeter Emitterschaltung betrieben werden, aber dann wäre ein Emitterwiderstand zur Begrenzung des durch den Transistor fließenden Maximalstroms erforderlich, so daß zusätzliche Verluste herbeigeführt werden würden.

Die Erfindung hat das Merkmal, daß zur Verringerung von Verlusten ein Punkt einer Belastungswicklung des Transformators, an welchem die Amplitude der erzeugten Impulse größer ist als die über der Rückkopplungswicklung, mit einem Punkt zwischen dem Widerstand und der Basiselektrode des Transistors über eine Impedanz verbunden ist, die wenigstens die Vorderflanke der Impulse durchläßt, jedoch bei der Impulswiederholungsfrequenz größer ist als der erwähnte Widerstand.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Abart der Ausführungsform nach Fig. 1.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 enthält einen Transistor 1, z. B. des pnp-Typs, der durch aperiodische Rückkopplung mittels eines Transformators 2 zur Erzeugung von Impulsen angeregt wird. Die über einer Wicklung 3 des Transformators 2 erzeugte Spannung wird dazu über einen die Impulsamplitude bedingenden Strombegrenzungswiderstand 4 der Basiselektrode des Transistors 1 zurückgeführt, wodurch ein sägezahnförmiger Kollektorstrom den Transistor 1 durchfließt, welcher beim Rücklauf des Sägezahns einen erheblichen Spannungsimpuls am Transformator 2 erzeugt. Dieser Spannungsimpuls wird z. B. über einen Gleichrichter 5 einem Verbraucher 6 zugeführt, dem also eine erheblich höhere Speisespannung zur Transistor-Impulsgenerator

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 28. Februar 1955

Henri Herman van Abbe, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Verfügung steht als die Spannung der Transistor-Speisequelle 7.

Besonders wenn eine solche Schaltung für höhere Frequenzen und mit Transistoren für höhere Leistungen ausgebildet wird, wobei z. B. ein Maximalkollektorstrom von 100 mA fließen kann, ergibt es sich, daß erhebliche Verluste auftreten, die die Nutzwirkung der Spannungsumwandlung verringern. Diese Verluste sind, gemäß einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis, darauf zurückzuführen, daß die während des Rücklaufs des Sägezahnstroms in der Basiszone angehäufte »Löcher«-Raumladung geneigt ist, zum größten Teil zur Kollektorelektrode abzufließen, was einerseits einen zusätzlichen Belastungsstrom der erzeugten Impulse bedeutet, welcher auf Kosten des dem Verbraucher 6 zur Verfügung stehenden Stroms fließt, andererseits eine höhere Verlustleistung im Transistor bedeutet, wodurch die maximale, durch die Schaltung zu verarbeitende Leistung abnimmt. ·

Dieser Belastungs- oder Verluststrom wird wesentlich dadurch verringert, daß die an der Anzapfung 8 des Transformators 2 erzeugte Spannung über einen Kondensator 9 der Basiselektrode zugeführt wird, so daß eine hohe Sperrspannung an der Basiselektrode wirksam ist, welche die erwähnte »Löcher«-Raumladung um einen wesentlichen Teil zur Emitterelektrode des Transistors zurücktreibt und somit den Verluststrom zur Kollektorelektrode verringert. Man könnte dazu z. B. auch die Wicklung 3 mit mehr Win-

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düngen versehen, aber dann müßte der Widerstand 4 auch einen höheren Wert haben, um während des Rücklaufs des Sägezahns den Transistor bis zu demselben Basisstrom zu steuern, wodurch die beabsichtigte Verbesserung wieder verlorengeht. Man hätte auch parallel zum Widerstand 4 einen Gleichrichter mit einer den Basissperrimpulsen entsprechenden Durchlaßrichtung schalten können, aber bei den hohen Strömen, die vorstehend erwähnt wurden, ergibt es sich, daß dies praktische Bedenken mit sich bringt, da Gleichrichter mit einem den Widerstand 4 wesentlich unterschreitenden Durchlaßwiderstand schwierig erhältlich sind.

Es ergibt sich bereits eine wesentliche Verbesserung, wenn nur der Widerstand 4 durch einen Kondensator überbrückt wird; dieser Kondensator muß dabei so klein sein, daß Aufladungserscheinungen infolge des Basisstroms des Transistors vermieden werden, d. h., er muß die Vorderflanke der erzeugten Impulse durchlassen, aber für die Impulswiederholungsfrequenz eine wesentliche Impedanz bilden. Dies trifft auch zu bei dem Kondensator 9 nach Fig. l_r wobei mittels des höheren Spannungsimpulses an der Anzapfung 8 eine weitere Verringerung des erwähnten Verluststroms erzielt wird. Dieser Spannungsimpuls soll jedoch auch nicht allzu hoch gewählt werden, da sonst wieder zu viel Impulsenergie im Widerstand 4 verlorengehen würde.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel hatte die Kollektorwicklung des Transformators 2 84 Windüngen, die Basiswicklung 3 12 Windungen, die Tertiärwicklung 10 insgesamt 250 Windungen und bis zur Anzapfung 8 24 Windungen, der Widerstand 4 betrug 80 0hm, der Kondensator 9 56 00OpF. Der Transistor 1 mit einer Grenzfrequenz in geerdeter Emitterschaltung von 15 kHz wurde bis zu einem maximalen Kollektorstrom von 75 mA ausgesteuert, wobei im Kollektor ohne den Kondensator 9 eine Verlustleistung von 15 mW, mit dem Kondensator 9 parallel zum Widerstand 4 eine Leistung von 10 mW und mit dem Kondensator 9 nach Fig. 1 mit der Anzapfung 8 verbunden, nur eine Leistung von 7 mW auftritt. Die gemäß der statischen Kennlinie im Transistor auftretende Verlustleistung betrug 4,5 mW.

Die Impulswiederholungsfrequenz war 5 kHz und die Impulsbreite war 50μ5€ΐ<. Außer dieser Verringerung der Verluste im Kollektor ergab sich auch eine wesentlich kürzere Dauer des Kollektorverluststromes, wodurch die Möglichkeit einer augenblicklichen Überlastung des Transistors während der Erzeugung der Impulse verringert wird.

Fig. 2 zeigt eine Abart der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei die Emitterelektrode des Transistors 1 mit einer Anzapfung 14 und die Basiselektrode über den Widerstand 4 mit einer Anzapfung 15 und über den Kondensator 9 mit einer Anzapfung 16 eines Autotransformators 17 verbunden ist, dessen ganze Spannung über den Gleichrichter 5 der Belastung 6 zugeführt wird. Die Wirkungsweise dieser Schaltung entspricht der nach Fig. 1.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E:

1. Schaltungsanordnung mit einem Transistor, der durch aperiodische Transformatorrückkopplung zur Erzeugung von Impulsen angeregt wird, wobei die über einer Rückkopplungswicklung des Transformators erzeugte Spannung über einen Widerstand der Basiselektrode des Transistors zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung von Verlusten ein Punkt einer Belastungswicklung des Transformators, an welchem die Amplitude der erzeugten Impulse größer ist als die über der Rückkopplungswicklung, mit einem Punkt zwischen dem Widerstand und der Basiselektrode des Transistors über eine Impedanz verbunden ist, die wenigstens die Vorderflanke der Impulse durchläßt, jedoch bei der Impulswiederholungsfrequenz größer ist als der erwähnte Widerstand.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Impedanz durch einen Kondensator gebildet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterelektrode, der Widerstand und der Kondensator mit aufeinanderfolgenden Anzapfungen eines in den Kollektorkreis des Transistors eingefügten Autotransformators verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen