DE1957363A1 - Voltage-dependent trigger circuit - Google Patents
Voltage-dependent trigger circuitInfo
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Description
Anmelder: ^y phiUps· Gloettampanf abrieter.
Akte No. EHF- 3687Applicant: ^ y phiUps · Gloettampanf abrieter.
File No. EHF- 3687
Anmeldung vom: 12. 1Ϊ0ΤΓ. 1969Registration from: 12. 1Ϊ0ΤΓ. 1969
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"Spannungsabhängige Kipps chaltung""Voltage-dependent tilting circuit"
Die Erfindung bezieht sich auf eine spannungsabhängige Kippschaltung, mit einem ersten Differenzverstärker (long-tax led pair) mit Transistoren von einem Leitfähigkeitstyp und einer einen Transistor vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp enthaltenden positiven Rückkopplung. The invention relates to a voltage-dependent multivibrator with a first differential amplifier (long-tax led pair) with transistors of one conductivity type and a positive feedback containing a transistor of the opposite conductivity type.
Derartige Kippschaltungen werden z.B. für Steuerungszwecke angewandt, wobei z.B. Schichttransistoren benutzt werden, eine Eingangsspannung an die Basis der einen Transistors des Uifferenzverstärkers gelegt und der Basis des anderenSuch flip-flops are used, for example, for control purposes, using, for example, film transistors be, an input voltage to the base of one transistor of the differential amplifier and the base of the other
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lzverstärkers eine Bezuiamplifier a bezui
Transistors des Differenzverstärkers eiiTe Bezugsspannung zugeführt wird, und wobei dieser eine Transistor nichtleitend ■ und der andere leitend istr wenn die unbekannte Eingangsspannung unter der erwähnten Bezugsspannung bleibt, und die Kippschaltung umkippt (umklappt), d.h., dass der eine Transistor leitend und der andere gesperrt wird, wenn diese Spannung diesen Bezugswert überschreitet. TMn Nachteil solcher Kippschaltungen besteht darin, dass die Triggerung der Kippschaltung bereits anfangen kann, bevor die Eingangsspannung den Wert der Bezugsspannung erreicht hat. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, sobald die Eingangsspannung den erwähnten einen Transistor des. Differenzverstärkers etwas leitend macht, Strom durch diesen Transistor zu fliessen beginnt, der im Rückkopplungstransistor verstärkt wird und bei dem üblichen hohe Rückkopplungsfaktor bewirkt, dass der andere Transistor dann gesperrt wird.Transistor of the differential amplifier eiiTe reference voltage is supplied, and wherein said one transistor nonconductive ■ and the other is conducting r when the unknown input voltage remains below the said reference voltage and the multivibrator tipping (umklappt), that is, the one transistor is conductive and the other blocked when this voltage exceeds this reference value. A disadvantage of such multivibrators is that the triggering of the multivibrator can start before the input voltage has reached the value of the reference voltage. This is due to the fact that as soon as the input voltage makes the aforementioned one transistor of the differential amplifier a little conductive, current begins to flow through this transistor, which is amplified in the feedback transistor and, with the usual high feedback factor, causes the other transistor to be blocked.
Die Erfindung bezweckt, eine Kippschaltung zuThe aim of the invention is to provide a flip-flop
schaffen, bei der die Triggerung bei einem beliebigen geringen Unterschied zwischen der Eingangs- und der Bezugsspannung oder sogar bei einer die Bezugsspannung überschreitenden Eingangsspannung erfolt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Transistoren des ersten Differenzverstärkers mit einem zweiten Differenzverstärker mit Transistoren vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in Kaskade geschaltet sind, von dein ein Ausgang auf einen Eingang des ersten Differenzverstärkers rückgekoppelt ist,, wobei die Transistoren des zweiten Differenzverstärkers auf derartige Ströme eingestellt sind, dass Triggerung der Kippschaltung nicht erfolgen kann, bevor ein Zustand erreicht ist, in dem die beiden Transistoren des ersten Differenzverstärkers sich in definierten leitenden Zuständen create triggering at any small difference between the input and reference voltage or even if the input voltage exceeds the reference voltage takes place. It is characterized in that the transistors of the first differential amplifier with a second Differential amplifier with transistors from the opposite Conductivity type are connected in cascade, of which one output fed back to an input of the first differential amplifier is ,, the transistors of the second differential amplifier are set to currents such that triggering the flip-flop cannot take place before a state is reached in which the two transistors of the first differential amplifier are in defined conductive states
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finden.Find.
Die Erfindung wird Tür ein Ausführungsbeispie i an Hand der beiliegenden Zeichnung näher· erläutert»The invention is explained in more detail door an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing »
Die Eingangs spannung ist 2,B« aus einer Speisespannung V mit Hilfe eines veränderlichen - :derstandem R i*nd eines Kondensators C hergeleitet. Der Widerstand R ist ζ. \.. ein üchtempfindlicher Widerstand uid die Schaltung kann z.B. zur automatischen Steuerung des Verschlusses einer Kamera dienen, wobei beim Einschalten des Schalters S die Spannung der Speisequelle V der Reihenschaltung.R-C zugeführt wird, so dass am Verbindungspunkt des Widerstandes R und des Kondensators C eine mit der Zeit zunehmende Spannung erzeugt wird, deren Verlauf als Funktion der Zeit durch die Zeitkonstänte RC bestimmt wird. Mit Hilfe der Widerstände R„ und R, wird ausThe input voltage is 2, B «from a supply voltage V with the help of a variable - : derstandem R i * nd of a capacitor C derived. The resistance R is ζ. A ight-sensitive resistor uid the circuit can be used, for example, to automatically control the shutter of a camera, whereby when the switch S is switched on, the voltage of the supply source V is fed to the series circuit.RC, so that a with time increasing voltage is generated, the course of which is determined as a function of time by the time constant RC. With the help of the resistors R „and R, from
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der Speisespannung V ausserdem eine Bezugsspannung am Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände hergeleitet. Die erwähnte Eingangsspannung wird über einen Emitterfolger T der Basis eines Transistors T„ tind die erwähnte Bezugsspannung wird über einen Emitterfolger T^ der Basis eines Transistors T. zugeführt. Die Transistoren T und T. bilden einen ersten Differenzverstärker (long-tailed pair), wobei in der gemeinsamen Emitterleimung dieser Transistoren ein Widerstand R1 angeordnet ist, der in bezug auf den Eniittereingangswiderstand der Transistoren T„ und T. hoch ist.a reference voltage at the connection point of these two resistors is also derived from the supply voltage V. The mentioned input voltage is supplied to the base of a transistor T via an emitter follower T and the mentioned reference voltage is supplied to the base of a transistor T via an emitter follower T 1. The transistors T and T. form a first differential amplifier (long-tailed pair), with a resistor R 1 being arranged in the common emitter glue of these transistors, which is high in relation to the emitter input resistance of the transistors T 1 and T.
Ein zweiter Differenzverstärker {long-tailed pair) mit Transistoren T_ und 3V, deren Leitfähigkeitstyp dem der Transistoren T„ und T, .entgegengesetzt ist, ist mit den Transistoren T„ und T. in Kaskade geschaltet, während der Ausgangs- •trotn de« Transistors T_ über einen Transistor T vom einenA second differential amplifier (long-tailed pair) with transistors T_ and 3V, whose conductivity type corresponds to that of the Transistors T "and T,. Is opposite, is connected in cascade with the transistors T" and T., while the output • Trotn the «transistor T_ via a transistor T from one
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Leitfähigkeitstyp auf die Basis des Transistors T„ rückgekoppelt ist. Auf diese Weise ist eine positive Rückkopplung einerseits vom Transistor T_ über den Transistor T_, den Transistor T-, die Transistoren T2 und ΊΥ zurück auf den Emitter des Transistors T„ und andererseits vom Transistor T_ über die Transistoren T~ und T„, T. und T^ zurück auf den EmitterConductivity type is fed back to the base of the transistor T ". In this way there is positive feedback on the one hand from the transistor T_ via the transistor T_, the transistor T-, the transistors T 2 and ΊΥ back to the emitter of the transistor T "and on the other hand from the transistor T_ via the transistors T ~ and T", T . and T ^ back to the emitter
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des Transistors T_ erzielt, wodurch eine sehr hohe Schleifenverstärkung (loop gain) erhalten wird. Der Kollektorausgang des Transistors T/- wird über weitere Verstärkertransistoren To, TQ und T1 zu einer Belastung M geführt, die z.B. aus einem Relais besteht, das den Verschluss der Kamera betätigt. Die Dioden D1 und D„ dienen als Schutzdioden für zu hohe Schaltspannungen am Transistor T1n.of the transistor T_ achieved, whereby a very high loop gain (loop gain) is obtained. The collector output of the transistor T / - is led via further amplifier transistors To, T Q and T 1 to a load M, which consists, for example, of a relay that actuates the shutter of the camera. The diodes D 1 and D "serve as protective diodes for switching voltages at the transistor T 1n that are too high.
Der Emitterwiderstand R' der TransistorenThe emitter resistance R 'of the transistors
T_ und T/- ist wieder hoch in bezug auf den Emittereingangswiderstand dieser Transistoren. In den Basisleitungen dieser Transistoren sind ausser einer gemeinsamen Diode D„, mit deren Hilfe ein die Emitter-Basisspannung der Transistoren T_ und T/ ausgleichender Spannungsabfall erzielt wird, die Widerstände R„ und R. angeordnet, deren Werte derart gewählt sind, dass eine unzeitige Triggerung der Kippschaltung verhindert wird. Die Wirkungsweise ist dabei folgende: T_ and T / - is again high in relation to the emitter input resistance of these transistors. In the base lines of these transistors, apart from a common diode D ", with the aid of which a voltage drop that compensates for the emitter base voltage of the transistors T_ and T / is achieved, the resistors R" and R are arranged, the values of which are selected such that an untimely Triggering of the toggle switch is prevented. The mode of action is as follows :
Wenn die Spannung an der Basis des Transistors T1 den Wert der Bezugsspannung an der Basis des Transistors T„ erreicht hat, werden etwa gleich grosse Ströme durch die. Transistoren T„ ujtJ T^ fliessen. Diese Ströme durchlaufen dieWhen the voltage at the base of the transistor T 1 has reached the value of the reference voltage at the base of the transistor T ", currents of approximately the same size are generated through the. Transistors T „ujtJ T ^ flow. These currents run through the
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Widerstände R und R. , wobei der' Widerstand R'. z.B. einige Male grosser als der Widerstand R„ gewähLt ist. Der TransistorResistors R and R., where the 'Resistor R'. e.g. some Times greater than the resistance R "is selected. The transistor
T wird dadurch erheblich weniger Strom als der Transistor 'JV "J öT is thereby considerably less current than the transistor 'JV "J ö
führen, aber der Transistor T_ wird bereits bei einem sehr geringen Strom durch den Transistor T_ Leitend werden, wodurch die Spannung an der Basis des Transistors Tp abfällt. Dadurch nehmen die Ströme durch die Transistoren T2 und T^ und somit auch die Aussteuerung des Transistors T. ab, aber so Lange die Vorwärtsspannung an der Basis des Transistors T,- grosser als die Vorwärtsspannung an der Basis des Transistors T ist, wird eine Triggerung noch nicht stattfinden. Durch passende Wahl der Widerstände R_ und R, lässt sich somit innerhalb eines gewissen Bereiches ein beliebiger Triggerpunkt der Kippschaltung erzielen, wobei dann die beiden Transistoren T, und Ti des ersten Differenzverstärkers sich in einem definierten leitenden Zustand befinden.lead, but the transistor T_ will become conductive even at a very low current through the transistor T_, as a result of which the voltage at the base of the transistor T p drops. As a result, the currents through the transistors T 2 and T ^ and thus also the modulation of the transistor T decrease, but as long as the forward voltage at the base of the transistor T - is greater than the forward voltage at the base of the transistor T, a Triggering has not yet taken place. By appropriately choosing the resistors R_ and R, any trigger point of the multivibrator can be achieved within a certain range, the two transistors T 1 and Ti of the first differential amplifier then being in a defined conductive state.
Es dürfte einleuchten, dass die beschriebene Kippschaltung auch für andere Zwecke angewandt werden kann, wobei der Widerstand R z.B. von anderen physikalischen Grossen, z.U. von der Temperatur, von e ineni Magnetfeld oder von einem Druck abhängig ist, während es sogcxr nicht notwendig ist, dass das Eingangssignal aus der Spe Lseque 1.1 e V abgeleitet ist, aber z.B. in Form irgendeiner unbekannten Mossspannung an der Basis üea Transistors T1 eingeführt sein kann. Auch kann diese unbekannte Spannung z.B. zwischen den Bas L«-Elektroden der Tr ει ns. istoren T. und T angelegt werden, wie z.B. beim Prüfen sehr kleiner MeBespannungen. Kerner ist es nicht unbedingt notwendig dass die Transistoren Schicht transistoren sind; ate können aucti Feldeffekttransistoren,, gegebenenfalls mit isoLiorter Tor-It should be evident that the flip-flop circuit described can also be used for other purposes, the resistance R being dependent, for example, on other physical quantities, e.g. on the temperature, on a magnetic field or on a pressure, while it is not necessary that the input signal from the Spe Lseque 1.1 e V is derived, but may be introduced in some unknown Moss voltage at the base üea transistor T 1 in the form eg. This unknown voltage can also be used, for example, between the Bas L «electrodes of the Tr ει ns. sensors T. and T are applied, for example when testing very small measuring voltages. Kerner it is not absolutely necessary that the transistors are layer transistors; ate can aucti field effect transistors, if necessary with isoLiorter gate
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elektrode, sein. Werden die Polarität der Speisespannung V*electrode, be. If the polarity of the supply voltage V *
sowie die der Dioden, und der Lei tf'ähigkeits typ der Transistoren umgekehrt, so können vöLLig gleiche Effekte erzielt werden. Der innerhalb der gestrichelten Linie dargestellte Teil der Schaltung lässt sich leicht als eine integrierte Halbleiterschaltung (integrated circuit) ausbiLden, wobei dann in einem Halbleiter-Einkristall, z.B. aus Silicium, die dargestellten npn-Transistoren als "vertikale" Transistoren (in Draufsicht eine, n-, eine p- und eine η-Schicht untereinander) und die pnp-Transistoren als "Laterale" Transistoren (in Draufsicht eine p-, eine n- und eine p-Zone nebeneinander) ausgebildet sein können.as well as that of the diodes and the conductivity type of the transistors conversely, exactly the same effects can be achieved. The part of the shown within the dashed line Circuit can be easily described as a semiconductor integrated circuit (integrated circuit), then in a semiconductor single crystal, e.g. made of silicon, the shown npn transistors as "vertical" transistors (in plan view one, n-, one p- and one η-layer one below the other) and the pnp transistors as "lateral" transistors (in plan view a p-, an n- and a p-zone next to one another) can be formed.
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Cited By (3)
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| US4104547A (en) * | 1977-03-21 | 1978-08-01 | National Semiconductor Corporation | Extended range current-to-time converter |
| EP0273630A2 (en) * | 1986-12-31 | 1988-07-06 | Dual-Lite Manufacturing, Inc. | Improved line receiver |
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- 1969-11-18 JP JP9204969A patent/JPS4915983B1/ja active Pending
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