DE1512411C - Multivibrator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Multivibrator, dessen widerstand durch einen Transistor gleichen Leitungs-

beide zwischen einer Betriebsspannung und einem typs ersetzt ist. .

Bezugspunkt liegenden Stromzweige je mindestens Bei dieser Schaltung ist der Schaltzustand durch einen Transistors eines Leitungstyps und einen Ar- die Potentiale an den Verbindungspunkten der beibeitswiderstand aufweisen und bei dem im ersten 5 den Feldeffekttransistoren jedes Stromzweiges be-Stromzweig dem Arbeitswiderstand des Transistors stimmt. Von diesen beiden Transistoren ist jeweils ein zusätzlicher Transistor vom anderen Leitungstyp einer gesperrt und hat somit einen sehr hohen Bahnparallel geschaltet ist, der vom Transistor des zwei- widerstand, so daß beide Stromzweige unabhängig ten Stromzweiges angesteuert wird. vom jeweiligen Schaltzustand hochohmig sind und

Eine bekannte derartige Schaltung ist mit üblichen io demgemäß nur minimale Verlustleistungen auftreten. Transistoren aufgebaut Beim Sperren des einen Diese Beriebsweise läßt sich insbesondere bei VerTransistors soll der seinem Arbeitswiderstand par- Wendung von Feldeffekttransistoren mit isolierter allelgeschaltete zusätzliche Transistor die Kollektor- Steuerelektrode gut erreichen, da hierbei praktisch kapazität schneller entladen, als es bei einer Entla- keine Steuerleistung benötigt wird, wie sie bei Schaldung nur über den Arbeitswiderstand möglich ist, 15 tungen mit normalen Transistoren über den KoUekso daß die Rückflanke des am Kollektor erscheinen- torwiderstand des jeweils nichtleitenden Transistors den Impulses steiler abfällt Hinsichtlich des Strom- geliefert wird. Weiterhin läßt sich die Kapazität der Verbrauchs leidet diese bekannte Schaltung jedoch isolierten Steuerelektroden zur Energiespeicherung unter dem gleichen Nachteil wie andere Schaltungen, während der Haltezeit des instabilen Zustandes bei die passive Arbeitswiderstände verwenden. Durch ao monostabilen und astabilen Multivibrätoren ausden Arbeitswiderstand des gerade leitenden Tran- nutzen, ohne daß weitere zuzuschaltende Kapazisitors fließt nämlich dessen Kollektorstrom und setzt täten notwendig wären.

ihn in Leistung um. Bei integrierten Schaltungen . Zwar ist es grundsätzlich bekannt, daß sich Multimöchte man jedoch wegen der großen Packungs- vibratoren mit Feldeffekttransitoren aufbauen lassen, dichte die Wärmeentwicklung in den einzelnen Bau- as jedoch handelt es sich hierbei entweder um selbst-¹ elementen so gering wie möglich halten, damit die schwingende Schaltungen mit nur einem Transistor, Temperatur innerhalb des integrierten Schaltungs- die nach. Art einer Relaxationsschaltung Kippschwinplättchens nicht zu stark ansteigt Ein weiteres Pro- gungen erzeugen, oder um Schaltungen, welche soblem bei integrierten Schaltungen besteht darin, daß wohl Feldeffekttransistoren als auch normale Transich Kapaziäten in integrierter Form nicht gut reali- 30 sistoren gemeinsam verwenden, oder um Schaltunsieren lassen, weil sie eine beträchtliche Fläche des gen, die in konventioneller Weise aufgebaut sind, Halbleiterplättchens benötigen, wobei zwar die Arbeitswiderstände ebenfalls durch

Die Aufgäbe der Erfindung besteht in der Schaf- Feldeffekttransistoren reailisert sind, die zwar als fung einer Multivibratorschaltung, in welcher nur Strombegrenzer geschaltet sind, aber immerhin noch eine minimale Verlustleistung umgesetzt wird und 35 einen nennenswerten Strom führen und somit Enerwelche keine eigens ausgebildeten Kapazitäten be- gie verbrauchen. Ferner verwenden die bekannten nötigt und sich daher für eine Ausbildung in inte- Schaltungen durchweg konventionelle Bauelemente, grierter Form eignet Diese Aufgabe wird bei einem während man für die Ausbildung integrierter Schal-Multivibrator, dessen beide zwischen einer Betriebs- tungen möglichst ausschließlich mit Halbleiterbauspannung und einem Bezugspunkt liegenden Strom- 40 elementen auszukommen sucht, da sich Transistoren zweige je mindestens einen Transistors eines Lei- ..; und Dioden in integrierter Form leichter realisieren tungstyps und einen Arbeitswiderstand aufweisen lassen als Widerstände oder gar Kondensatoren,
und bei dem im ersten Stromzweig dem Arbeitswider- Eine besondere Ausführungsform des erfindungsstand des Transistors ein zusätzlicher Transistor vom gemäßen Multivibrators als monostabiler Multivianderen Leitungstyp parallel geschaltet ist, der vom 45 brator besteht darin, daß die zusammengeschalteten Transistor des zweiten Stromzweiges angesteuert Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schal- des ersteh Stromzweiges mit den Kollektoren zweier tungsanordnung in integrierter Form mit Feldeffekt- Eingangstransistoren verbunden sind, deren Steuertransistoren unter Vermeidung konventioneller pas- elektroden ebenfalls zusammengeschaltet und an den siver Bauelemente aufgebaut ist, wobei in Reihe mit 50 Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren jedem der erstgenannten .Transistoren der Strom- des zweiten Stromkreises geführt sind, und daß dem zweige je ein weiterer Transistor vom anderen Lei- Emitter des einen Eingangstransistors das Eingangstungstyp Hegt und die Steuerelektroden der in Reihe signal zugeführt wird, während der Emitter des geschalteten Transistoren miteinander verbunden anderen Eingangstransistors am Bezugspunkt liegt sind, wobei den zusammengeschalteten Steuerelek- 55 Damit läßt sich der Eingang des monostäbilen Multitroden der Transistoren des ersten Stromzweiges ein vibrators nach dem Auftreten eines Triggerimpulses Steuersignal zuführbar ist während ihre zusammen- für die instabile Zeit gegen weitere Eingangsimpulse geschalteten Kollektoren mit den zusammengeschal- sperren, so daß eine Doppeltriggerung vermieden teten Steuerelektroden der entsprechenden Transisto- wird. Sollte die mit der Kapazität, welche durch die ren des zweiten Stromzweiges verbunden sind und die 60 Steuerelektroden- und Schaltungskapazitäten gebilan diesem Zusammenschaltungspunkt wirksamen det wird, erreichbare Haltezeit nicht ausreichen, so Schalt- und Elektrodenkapazitäten die Breite des kann man diese gegebenenfalls durch Zuschalten Ausgangsimpulses bestimmen, wobei ferner der Ver- einer äußeren Kapazität beliebig verlängern.
bindungspunkt der Ausgängselektroden der Tran- Der monostabile Multivibrator läßt sich in einen sistoren des zweiten Stromzweiges mit der Steuerelek- 65 astabilen Multivibrator umwandeln, wenn zwischen trode des zusätzlichen Transistors verbunden und an die Betriebsspannung und dem Bezugspunkt ein eine Last angeschaltet ist und wobei der den zu- ebenso wie der erste Stromzweig aufgebauter dritter sätzlichen Transistors parallelgeschaltete Arbeite- Stromzweig geschaltet wird, wobei die zusammen-

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geschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten wendeten Feldeffekttransistoren sind vom Strom-Transistoren des ersten Stromzweiges mit den zu- erhöhungstyp. Bei einem solchen Transistor fließt, sammengeschalteten Kollektoren der ihnen ent- wenn die Spannungen an der Steuerelektrode und sprechenden Transistoren des dritten Stromzweiges am Emitter den gleichen Wert haben, zwischen verbunden sind, deren zusammengeschaltete Steuer- 5 Emitter und Kollektor nur ein sehr kleiner Restelektroden wiederum mit den zusammengeschalteten strom, während, wenn die Steuerelektrodenspannung Kollektoren der Transistoren des zweiten Strom- sich ändert, und zwar in negativer Richtung bei zweiges verbunden sind, an deren zusammengeschal- einem p-leitenden Transistor bzw. in positiver Richtete Steuerelektroden andererseits die Steuerelektrode tung bei einem η-leitenden Transistor, nach Überdes dem zusätzlichen Transistor entsprechenden io steigen des Schwellwertes für die Steuerelektroden-Transistors des dritten Stromzweiges geführt ist. Auch Emitter-Spannung zwischen'Emitter und Kollektor in diesem Falle läßt sich die Haltezeit und damit die ein Strom fließt ■■■■'■■"■■
Periodendauer der erzeugten Schwingung verlängern, Die in Fig. 1 gezeigte monostabile Kippschaltung wenn man zwischen die zusammengeschalteten enthält zwei η-leitende Transistoren 10 und 12 sowie Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren 15 vier p-leitende Transistoren 14, 16, 18 und 20. Die des ersten bzw. zweiten Stromzweiges und den Be- Transistoren 10, 14 und 20 Hegen mit ihren Leizugspunkt ebenfalls zusätzliche Kapazitäten einfügt. tungswegen oder Kanälen in der genannten Reihen-Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Dar-... folge in Reihe zwischen Masse und einem ersten Stellungen von Ausführungsbeispielen näher erläu- Schaltungspunkt 24, wobei die Kollektoren des terL Es zeigt ^: ao ersten Transistors 10 und des dritten Transistors 14 Fig.l das Schaltbild einer monostabilen Kipp- sowie der Emitter des dritten Transistors 14 und der .-":, . schaltung nach der Erfindung, Kollektor des sechsten Transistors 20 jeweils zu-' Fig. 2 und 3 verschiedene Möglichkeiten zur Er- sammengeschaltet sind. Ein zweiter Schäjtungszweig zeugung der Vorspannung für den die Zeitkonstante enthält die Kanäle des zweiten und des vierten Tranbeftimmendeh Transistor in der Schaltung nach 35 sistors 12 und 16, die in dieser Reihenfolge in Reihe Fig.l^ ' : ; : ·;;■■.- zwischen Masse und einen zweiten Schaltungspunkt Fig.4 eine für die Schaltung nach Fig. 1 ver- 26 geschaltet sind, wobei die Kollektoren der Tranwendbare Eingangsschaltung und sistoren 12 und 16 gemeinsam an die Steuerelektrode . Fig. 5 das Schaltbild einer astabilen Kippschal- des fünften Transistors 18 angeschaltet sind. Der tung nach der Erfindung. ■ 30 Transistor 18 liegt mit seinem Kanal parallel zum . Für die nachfolgend beschriebenen Multivibrator- Kanal des sechsten Transistors 20. Die Steuerelekschaltungen eignen sich insbesondere Feldeffekttran- troden der Transistoren 12 und 16 sind miteinander sistoren mit isolierter Steuerelektrode. Für die im verbunden und galvanisch an die Kollektoren des angelsächsischen Sprachgebrauch mit »drain«, ersten und des dritten Transistors 10 und 14 ange- »source« bzw. »gate« bezeichneten Elektroden seien 35 schlossen. Eine Spannungsquelle 28 kann mit ihrem im folgenden die deutschen Ausdrücke Kollektor, . negativen Pol geerdet und mit ihrem positiven Pol Emitter bzw. Steuerelektrode verwendet. Derartige an die Schaltungspunkte 24 und 26 angeschlossen Feldeffekttransistoren zeichnen sich durch Majori- sein, um die Schaltung mit Betriebsspannung zu betätsträgerleitung aus und sind mit einem Subtrat aus liefern.

Halbleitermaterial aufgebaut, auf dem eine Emitter- 4° Eingangstriggersignale 30 von einer geeigneten Sielektrode und eine Kollektorelektrode angebracht gnalquelle 32 sind der Steuerelektrode des ersten sind, welche die beiden Enden eines Leitungsweges Transistors 10 sowie der Steuerelektrode des dritten j. oder stromführenden Kanals im Halbleitermaterial Transistors 14 zugeführt. Diese Triggersignale sind *!·-■ bilden. Eine auf einem Teil dieses Kanals liegende positiv gerichtete Impulse, deren Amplitude V gleich Steuerelektrode ist vom Kanal· durch eine Isolator- 45 dem von der Betriebsspannungsquelle 28 gelieferten schicht getrennt. Daher entnimmt sie keinen nennens- Potential sein kann. An die Abflüsse des zweiten werten Stromj so daß die Kollektorelektrode eines und des vierten Transistors 12 und 16 ist eine Aus-Transistors über eine vernachlässigbar kleine Impe- gangslast oder ein Verbraucher 22 angeschlossen.
danz, also praktisch unmittelbar mit der Steuerelek- Der sechste Transistor 20 dient als ohmsche Komtrode eines anderen Transistors gekoppelt werden 50 ponente im Zeitkonstantennetzwerk der Schaltung kann. Ferner kann der Feldeffekttransistor eine hohe und kann daher an sich durch einen ohmschen Steuerelektroden-oder Eingangskapazität haben, die Widerstand ersetzt werden. Verwendet man.jedoch als Zeitkonstantenkapazität für einen Multivibrator einen Transistor, so läßt sich die Schaltung leichter ausgenutzt werden kann. in integrierter Form aufbauen, da dann die gesamte Zwei bekannte Arten des isolierten Feldeffekt- 55 Schaltung lediglich Transistoren als Bauelemente transistors sind der Dünnschichttransistor (TFT) und enthält. Die Steuerelektrode des Transistors 20 ist der Metall-Oxyd-Halbleiter-Transistor (MOS). Die mit einem Block 34 verbunden, der entweder in der physikalischen und betrieblichen Eigenschaften des in Fig. 2 gezeigten Weise oder in der in Fig. 3'ge-TFT sind in der Arbeit von Paul, K. Weimer: zeigten Weise ausgebildet sein kann. Beispielsweise ... »The TFT-A New Thin Film Transistor« in der Zeit- 60 ist die Steuerelektrode des Transistors:20 in Fig. 2 schrift »Proceedings of the IRE«, Juni 1962, S. 1462 direkt geerdet, während sie in Fig. 3 an eine posibis 1469,, beschrieben. Der MOS-Transistor und tive Spannungsquelle V_b angeschlossen ist. Die Leitseine Eigenschaften sind in der Arbeit von S. R. Hof- fähigkeit bzw. der Widerstand des Kanals des Transtein und F. P. Hei man: »The Silicon Insulated- . sistors 20 ist eine Funktion der Steuerelektroden-Gate Fiel-Effect Transistor« in der Zeitschrift »Pro- (!5 spannung, und man kann daher durch geeignete ceedings of the IEEE«, September 1963, S. 1190 bis Wahl der der Steuerelektrode dieses Transistors zu-1202, beschrieben. : - , - .··.·■■■· geführten Spannung jeden gewünschten Widerstands-Die in den Schaltungen nach Fig. 1,4 und 5 ver- wert, in vernünftigen Grenzen, erhalten.

Wie erwähnt, hat ein Feldeffekttransistor mit iso- 'Wert erreicht, der die Schah/schwellen der Tranlierter !Steuerelektrode, besonders ein -solcher -vom -5istorenl2 ibis 16 !übersteigt, 'beginnt der "Transistor MOS^Typ, eine !verhältnismäßig hdheEingangs-oder !2 zu öffnen und .der -Transistor 16 /zu sperren, ©ie !SteuerelektF_poderikapazität, die als Zeitkonstanten- .Ausgangsspannung :am !Punkt IB 'beginnt dann Ab-■kapazität ifür idie !Kippschaltung jdienenrkann. iDie 5 ;züfallen. Diese, zur Steuerelektrode ides !fünften ikombiiiierten !Eingangskapazitäten des zweiten umd !Transistors 38 gelangende Spannung öffnet diesen des vierten Transistors 12 und 16 zusammen mit den !Transistor. IDa der )Kanäl des Transistors 18 -parallel Ausgangskapazitäten des ,ersten oma des dritten :zum !Kanal odes Transistors2O liegt, whd durch ,das Transistors 10 und 14 und .der !Stteükapazität der !Öffnen des Transistors W der ^Widerstand ihn .Auf-Werbindungsleitung 1st durch den gestrichelten JKon- .10 !ladungsweg des !Kondensators ihetäbjgesetzt, iso daß densatoT.36 angedeutet. Es 'hat .-sich !herausgestellt, sich derüKonäensator36wascher;aüflädt.IMeser^ar-. daß .diese !Kapazität eine :für die !Erzeugung von Hin- igang sist .regenerativ mnd !hat .zur !Folge, (daß fäer !pulsen mäßiger ^oder mittlerer !Dauer ^ausreichende ,zweite "Transistor 12 sehr -rasch geöffnet vwhd.iSQdaß (Größe!hat. 'Sollen sehr langdauernde Impulse ,erzeugt dm .-Ausgangsspannungsverlauf-40 «eine ziemlich werden, so !kann man zwischen ,den JRurikt38 :und 113 ischarfe ;ader -«teile IRückflarike (erscheint. :
Masse -eine .äußere !Kapazität :schälten, an \welchem Whä on/Stelle üks TrxansEStar-s20 iein xihmscher

iEälle -der !gestrichelte !Kondensator36 diese iäußere Widerstand .verwendet, so \ergiht sich aeine !lineare !Kapazität mit oenthälten vwürde. .Aufladung ides Xoniknsateir-s3J6 ^-während tdesjeriigen

!Es soll mun <die lAfbeitsweise cder Kippschaltung !Teils der ILadeperiode, ;da ider tdritte !Transistor M iim stationären oder !Ruhezustand !betrachtet \werden. λο im 'Stromsättigungsgebiet .-also ;äls KonstantstromiBei'.Abwesenheit .des T.riggerimp.ulses3O -wird cdurch x}uelle^rheitet,.d.;h.

.äaS'Niillpotential:amIEingangiderierste'iTransistoraLO . -.

iin den ihochohmigen, gesperrten /Zustand iund tder '. l^os.ü l'^tos | ~~>Hr»

■dritte !Transistor 14 iin xden ;niederdhrriigen "/Zustand .

• gespannt. !Die '!Transistoren^ umd 120 !bilden läaim as vwdbiei ]ν._υ3 die Spannung -zwisdhen IKdllektor lund seinen !Leitungsweg zwischen ider iSpannungsquelle.28 !Emitter, ^V_i0S j >.die Spannung Äwisiihen SteuetelekiundidemiPuriktil, wodurchcdie5Kapazität36-auf ;an- ttrode lund !Emitter ;und W_n-.'die 3Sjdhwellen§pannung ,■nähernd ;den vollen :Spannungswert W -der frSpan- cdes !Transistors !bedeuten. ^vWenn W_iI>s ikleiner alsicder !nutigsquelle28;düfgeladenAvrrd..!Beiiin.äer;gezeigten angege'hene 'Wert -.wild, ^wandert ider ,'Mbeits.purikt ;Pdlaritätsfichtung:auf iF WdIt :aüfgelaäenem IKonden- 30 mach unten ;in den iriichtlmearen JBereich ider tKenri- :sator36 ;ist.der Transistors 12 ;in :den miederöhmigen !linie, so tdaß edie Aufladung tdes !Kondensators36 /Zustand !und'der Transistors 16 iin den [gesperrten -riichtmehrilinear-effdlgt.

Zustand 'gespannt. Die Ausgangsspannung .am iWird «in Transistor20 mit geerdeter Steuerdlek-

iPunktß entspricht tdann annähernd ?Nullpotential, Ttrode verwendet ;((Fii:g..2), ;so cerfdlgt :die Aufladung wodurch der (fünfte Transistor .18 in den mieder- ^35 :des IKondensators36 solange llineaT, wie ijeder der ■ohmigen Zustand gespannt wird. ebeiden "Transistoren 14 und 20 am Stromsättigungs-

Wird dem Eingang .ein ;positiv igerichteter Trigger- ^gebiet !arbeitet; Schließt ;man ijeddc'h .die Steuerelekimpüls30 zugeführt, so wird der tdritte Transistor 14 trode des /!Transistors.20 ^n .ein .positives iEotentiäl gesperrt und der .erste ■ Transistor HO ;geöffnet. ^!Der an, vso whrd '.die !lineare .Aüfladeäauer weilärjgert. Transistor 10 bildet einen ;niederdhmigen ;Leitungs- 40 iDies wird :daraus tersicihtlich, cdaß W_iGS jjetzt «einen weg, iüher den sich ;der !Kondensator 36 rsehT rasch !-kleineren 'Wert !hat. 3n der !Praxis 'Jcann (die Betriehs entlädt, so daß der iPurikt./l/Nüllpotentiäl annimmt, ^spannung F₆ ,einen 'Sdlchen Wett -haben, ;daß xdie Der zweite Transistor 12 wird dann gesperrt und der Aufladung des !Kondensators36 >von fOWdlt Ibis zu vierte Transistor 16 wird geöffnet, ;so daß die Aus- Üem Spannungswert, ibei >dem der izweite Transistor gangsspannung auf +iFVdlt /(Spannungsverlaüf 40) ■« 12 geöffnet wird, /linear erfolgt. !Das !Durchlaufen .des ansteigt. tDiese Ausgangsspannung sperrt den ifüriften Schwellwertes des Transistors 32 !läßt sich .dann Transistor 18. ibesserikpntrollieren.

■Bei Beendigung des Triggerimpulses wird der erste . Bei tder oben beschriebenen !Betriebsweise !hängt Transistor 10 jgesperrt und der dritte Transistor 14 .dielBreite .des Ausgangshnpules4l0 ibis ,zu-einem _;;gegeöffnet. Der !Kondensator 36 'lädt sich «dann .über 50 wissen 'Grade von der !Breite ides 'Tfiggerimpülses3D den Leitungsweg mit den !Kanälen des dritten Tran- iäb. !Dieses ^ergibt sich daraus, daß der !Kondensator sistorsl4 .und des sechsten Transistors .20 auf. "Wie 36 sicherst dann aufzuladen !beginnt, >wennder "Trigerwähnt, !kann der Transistor /20 so vorgespannt wer- igerimpüls30 endet mnd der Trransistorlt4 fgeöffnet den, daß .er -einen verhältnismäßig 'hochdhmigen wird. !Diese .Abhängigkeit iläßt -sich 'vermeiden, -,wenn !Leitungsweg !.bildet. !Ferner können bei diesem Tran- .55 .man .eine Schaltung iin der !in JF&g. '4 .^gezeigten Weise ^sistor!20 die Abmessungen des Emitters :und des -,abwandelt. !Dort üst der Triggerirrrpiiis/BO der (Quelle iKdllektors, werglichen :mit den Abmessungen der eines [p41eitenden Transistors #4 -zugeiführt, deren Emitter iund IKdllektoren der ;anderen Transistoren, Abfluß ;an die Steuerilektroxlen des ^ersten uind ides so gewählt werden, daß: sich ein erheblich !geringerer dritten Transistors j£0 sund 14 .angeschlossen üst. !Ein !Leitwert, '.beispielsweise ein Zwanzigstel des ILeit- >6o ;n41eitender Transistor'46 'ist iiriit'^seinem !Kanal izwi-•wettes der wanderen Transistoren ergibt. ;Das ^gleiche .sehen Masse .und die iSteuerelektroden der '!Transi- ;Resiiltat iläßt >sic'h :auch mit anderen Mitteln ter- stören 10 Lund HA igeschältet. [Die iSteuerdlektroden !reichen. iDer !Kondensator 36 ilädt :sich demnach der ,zusätzlichen Transistoren414 iund 4t6 rsind mu- ;riicht luhniittdlbar.auf -l-IFVdlt :auf, sondern die Auf- sammengeschältetiundigälvariischmitdem/Ausgangslladung .crfdlgt !rriit meiner ^Gesohwindigkeit, die -durch ^65 ?puiikt?B (den JKdlldktarender Transistoren12ώηαΙΤ6 den Widerstand des .Transistors20 iund.die !Kapazität jfFiug. si,]) wefbunden.
desiKondcnsators!36!hestimmt wird. . Un dieser Schaltung !führen die !Steuerelöktroden

'Weifn die !Ladung/des SKondcnsators/36 .einen der "Transistoren 44 tund 4ί6 mormalervweise Müll-.

Steuerelektrode sowie durch den Eigenleitwert dieses Transistors gegeben ist. . ■ '['

Wenn die Kapazität 36 sich so weit aufgeladen hat, daß die Spannung am Punkt 38 den Schwellwert des zweiten Transistors 12 erreicht, beginnt dieser Transistor zu leiten. Und zwar beginnt, wenn die Spannung am Punkt 38 den Übergangsbereich der Spannungsübertragungskennlinie für das Transistorpaar 12, 16 erreicht, die Spannung am Ausgangs-

etwa vorhandene Eingangskapazität entladen und io punkt B abzufallen. Diese, zur Steuerelektrode des die Spannung an, den Steuerelektroden der Tran- fünften Transistors 18 gelangende Spannung beginnt

diesen Transistor zu öffnen, wodurch der Widerstand des Aufladungsweges für die Kapazität 36 sich verringert. Wie bei der monostabilen Schaltung ist dieser Vorgang regenerativ, d. h., das öffnen des Transistors 18 bewirkt eine entsprechend raschere Aufladung der Kapazität 36, wodurch der Transistor 12 rascher geöffnet wird, so daß die Ausgangsspannung am Punkt B rascher abfällt und dadurch der Transistor

dritten Schaftungszweig mit einem siebten Transistor ao 18 rascher in den vollgeöffneten Zustand getrieben 50 des einen Leitungstyps (η-Leitung) ersetzt, der wird.

mit seinem Kanal in Reihe mit den Kanälen eines Wenn die Spannung am Ausgangspunkts auf.

achten und eines, neunten p-leitenden Transistors 52 einen Wert abfällt, der ausreichend nahe beim NuIl- und 54 liegt. Ein zehnter p-leitender Transistor 56- potential liegt, wird der siebte Transistor 50 gesperrt liegt parallel zum neunten Transistor 54 und ist mit as und der achte Transistor 52 geöffnet. Die kapazität seiner Steuerelektrode galvanisch an den Kollektor 58, die zu diesem Zeitpunkt ungeladen ist, beginnt des ersten Transistors 10 angeschaltet.'Die Kollek- sich jetzt über die Kanäle des achten Transistors 52 toren der Transistoren 50 und 52 sind gemeinsam an und des neunten Transistors 54 aufzuladen. Der die Steuerelektroden des ersten und des dritten Tran- zehnte Transistor 56 ist zu diesem Zeitpunkt durch sistors 10 und 14 angeschaltet. Die Steuerelektröden 3° die hohe Spannung am Punkt A gesperrt. Der Widerder Transistoren. 50 und 52 sind zusammengeschaltet stand dieses Ladeweges hängt vom Wert der Span- und galvanisch mit dem Ausgangspunkts am Abfluß nung W₁ an der Steuerelektrode des neunten Trandes Transistors 12 gekoppelt. Der gestrichelte Kondeii- sistors 54 und vom Eigenleitvermögen dieses Transator58 repräsentiert die Eingangskapazität an den sistors ab. Wie im Falle des sechsten Transistors 20 Steuerelektröden der Transistoren 10 und 14, die Aus- 35 können bei diesem Transistor 54 die Abmessungen gangskapazitäten. der Transistoren 50 und 52 sowie des Emitters und des Kollektors so gewählt sein, daß

potential. Der Triggerimpuls 30 öffnet den Transistor 44, wodurch der erste Transistor 10 für die Entladung des Kondensators 36 geöffnet wird. Der vierte Transistor 16 (Fig. 1) wird dann geöffnet, und die Ausgangsspannung am Punkts steigt auf + V Volt an. Diese, zu den Steuerelektroden der Transistoren 44 und 46 gelangende Spannung sperrt den Transistor 44 unter Blockierung des Eingangsimpulses und öffnet den Transistor 46, wodurch die

"sistoreniO und 14 auf Nullpotential heruntergedrückt wird. Es gelangt also der Eingangstriggerimpuls 30, unabhängig von seiner Breite, nur sehr kurzzeitig zu den Transistoren 10 und 14.

Die in Fig. 5 gezeigte astabile Kippschaltung unterscheidet sich von der monostabilen Kippschaltung in folgender Hinsicht: Die Trjggerimpulsquelie 32 am Eingang ist weggelassen und durch einen

die etwaige Streükapazität der Verbindungsleitung. Diese Kapazität 58 kann auch einen zwischen den Punkt 60 und Masse geschalteten äußeren Kondensator enthalten.

Wie bei der monostabilen Kippschaltung dient der Transistor 20 als ohmsche Komponente des Zeitkonstantennetzwerks. Das gleiche gilt für den neunten Transistor 54. Den Steuerelektroden der

die Leitfähigkeit erheblich geringer als die der anderen Transistoren, mit Ausnahme des Transistors 20, ist. ·■"■·■ . "■■■■■■ ■■··■'■■· ' '

Wenn die Ladung der Kapazität 58 einen solchen Wert erreicht hat, daß die Spannung am Punkt 60 über die Einschaltschwelle des ersten Transistors 10 ansteigt, beginnt die Spannung am Punkt A abzufallen, so daß der zehnte Transistor 56 zu öffnen be

Transistoren 54 und 20 können Spannungen mit den 45 ginnt und dadurch der Widerstand des Ladeweges Werten W₁- bzw. W₂ zugeführt werden, um die absinkt. Dieser Vorgang ist ebenfalls regenerativ, so Widerstände der Kanäle dieser Transistoren und da- daß die Kapazität 58 sich jetzt schneller auflädt und mit die Breite oder Dauer der einzelnen Halb- die Spannung am Punkt A sehr rasch auf Nullpotenperioden der Ausgangsschwingimg einzustellen. Wie tial gedrückt wird. Die Kapazität 36 entlädt sich jetzt bei der monostäbilen Kippschaltung erfolgt die Auf- 5° sehr rasch auf Nullpotential, wodurch ein neuer,

ladung der Kapazität 36 bei bestimmten Werten von W₂ linear über die Ladeperiode. Das gleiche

dem oben beschriebenen ·'ähnlicher Arbeitszyklus eingeleitet wird.

Die Dauer des positiven Teils des Ausgarigssignals 64 hängt vom Wert der Spannung W_z an der Steuer

gilt für die Kapazität 58 in Verbindung mit W₁.

Für die Betrachtung der Arbeitsweise der Schaltung sei angenommen, daß die Spannung am Punkt S 55 elektrode des sechsten Transistors 20" ab. Die Dauer anfänglich den Wert +FVoIt hat. Es ist dann der · des negativen Teils des Ausgangssignals hängt von siebte Transistor 50 geöffnet und der achte Tran- der Spannung W₁ an der Steuerelektrode des neunten sistor 52 gesperrt. Die Kapazität 58 ist entladen Transistors 54 ab. Diese beiden Teile des Ausgangsund der Punkt 60 führt Nullpotential, so daß der signals können durch Einstellen der genannten Spanerste Transistor 10 gesperrt und der dritte Transistor 60 nungswerte unabhängig voneinander geregelt werden. 14. geöffnet ist. Da die Ausgangsspannung am Während die Kollektoren des ersten und des dritten

Transistors 10 und 14 in Fig. 1, 4 und 5 zusammengeschaltet sind, kann man den . Transistor 14 auch zwischen den Schaltungspunkt 24 und die Transisto-

sistorsl4 und des sechsten Transistors 20 aufladen. 65. ren 18 und 20 schalten. In diesem Falle wären die Die Ladeperiode oder Ladedauer wird durch die ■" Kollektoren der Transistoren 18 und 20 an den

Kollektor des ersten Transistors 10 anzuschalten. Die räumliche Anordnung des achten Transistors 52

Punktß zu dieser Zeit hoch ist, ist der fünfte Transistor 18 gesperrt, und die Kapazität 36 muß sich über die in Reihe liegenden Kanäle des dritten Tran-

Impedanz des sechsten Transistors 20 bestimmt, die ihrerseits durch den Wert der Spannung W₂ an der

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in seinem Schaltungszweig (Fig. 5) kann in entsprechender Weise verändert werden. Natürlich kann man auch Transistoren des jeweils entgegengesetzten Leitungstyps (gegenüber dem hier angegebenen Leitungstyp) verwenden, vorausgesetzt, daß die An-Schlüsse der Spannungsquelle 28 umgekehrt und ferner die Polarität und die Pegel des Eingangs in F i g. 1 und 4 verändert werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Multivibrator, dessen beide zwischen einer Betriebsspannung und einem Bezugspunkt liegenden Stromzweige je mindestens einen Transistor eines Leitungstyps und einen Arbeitswiderstand aufweisen und bei dem im ersten Stromzweig dem Arbeitswiderstand des Transistors ein zusätzlicher Transistor vom anderen Leitungstyp parallel geschaltet ist, der vom Transistor des ao zweiten Leitungstyps angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung in integrierter Form mit Feldeffekttransistoren unter Vermeidung konventioneller passiver Bauelemente aufgebaut ist, wobei in Reihe mit jedem der erstgenannten Transistoren (10, 12) der Stromzweige je ein weiterer Transistor (14 bzw. 16) vom anderen Leitungstyp liegt und die Steuerelektroden der in Reihe geschalteten Transistoren (10, 14 bzw. 12, 16) miteinander verbunden sind, wobei den zusammengeschalteten Steuerelektroden der Transistoren (10,14) des ersten Stromzweiges ein Steuersignal (30) zuführbar ist, während ihre zusammengeschalteten Kollektoren mit den zusammengeschalteten Steuerelektroden der entsprechenden Transistoren (12, 16) des zweiten Stromzweiges verbunden sind und die an diesem Schaltungspunkt (A) wirksamen Schalt- und Elektrodenkapazitäten die Breite des Ausgangsimpulses bestimmen; wobei ferner der Verbindungspunkt (B) der Kollektoren der Transistoren (12,16) des zweiten Stromzweiges mit der Steuerelektrode des zusätzlichen Transistors (18) verbunden und an eine Last (22) angeschaltet ist und wobei der dem zusätzlichen Transistor (18) parallelgeschaltete Arbeitswiderstand durch einen Transistor (20) gleichen Leitungstyps ersetzt ist.

2. Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren (10, 14) des ersten Stromzweiges mit den Kollektoren zweier Eingangstransistoren (44, 46) verbunden sind, deren Steuerelektroden ebenfalls zusammengeschaltet und an den Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren (12, 16) des zweiten Stromzweiges geführt sind, und daß dem Emitter des einen Eingangstränsistors (44) das Eingangssignal (30) zugeführt wird, während der Emitter des anderen Eingangstransistors (46) am Bezugspunkt liegt (F i g. 4).

3. Multivibrator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zusammengeschalteten Steuerelektroden der Transistoren (12, 16) des ersten Stromzweiges und den Bezugspunkt eine zusätzliche Kapazität (36) eingefügt ist. . '...■'■

4. Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines stabilen Multivibrators zwischen die -Betriebsspannung und den Bezugspunkt ein ebenso wie der erste Strömzweig aufgebauter dritter Stromzweig geschaltet ist, daß die zusammengeschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren (10,14) des ersten Stromzweiges mit den zusammengeschalteten Kollektoren der ihnen entsprechenden Transistoren (SO, 52) des dritten Stromzweiges verbunden sind, deren zusammengeschaltete Steuerelektroden wiederum mit den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren (12, 16) des zweiten Stromzweiges verbunden sind, an deren zusammengeschaltete Steuerelektroden andererseits die Steuerelektrode des dem zusätzlichen Transistor (18) entsprechenden Transistors (56) des dritten Stromzweiges geführt ist (Fig. 5).

5. Multivibrator nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zusammengeschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren (10, 14) des ersten Stromkreises und dem Bezugspunkt ebenfalls eine zusätzliche Kapazität (58) eingefügt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen