DE2043737C3

DE2043737C3 - Aus zwei komplementären Transistoren aufgebauter bistabiler Komparator mit Hysteresisverhalten

Info

Publication number: DE2043737C3
Application number: DE19702043737
Authority: DE
Inventors: Günther 1000 Berlin Troll
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1970-08-26
Publication date: 1977-07-28

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen aus zwei komplementären Transistoren aufgebauten bistabilen Komparator mit Hysteresisverhalten zwischen Ansprech- und Abfallspannung.

Ein solcher Komparator ist durch die Zeitschrift »Elektronik«, 1969, Heft 12, Seite 360, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Komparator so zu gestalten, daß der Bauteilaufwand verringert wird und daß keine stabilisierte Versorgungsspannung benötigt wird.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe beisteht darin, daß parallel zum Eingang die Reihenschaltung einer ersten Zenerdiode, der Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors und eine zweite Zenerdiode, der die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors parallelgeschaltet ist, angeordnet sind, wobei die erste Zenerdiode anodenseitig an der Basis und die zweite Zenerdiode kathodenseitig am Emitter des ersten Transistors angeschlossen sind, und daß der Kollektor des ersten Transistors und die Basis des zweiten Transistors an die Ausgangsklemmen angeschlossen sind.

Eine zweite Lösung der Aufgabe besteht darin, daß parallel zum Eingang die Reihenschaltung der Ba.sis-Emittei-Strecke des ersten Transistors und einer ersten Zenerdiode mit kathodenseitigem Anschluß am Emitter des ersten Transistors angeordnet sind, daß parallel 2:ur ersten Zenerdiode die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors und eine zweite Zenerdiode mit kathodenseitigem Anschluß am Kollektor des zweiten Transistors in Reihe geschaltet sind, und daß der Kollektor des ersten Transistors und die Basis des zweiten Transistors an die Ausgangsklemmen angeschlossen sind.

Bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen wird auf die bisher bei Komparatoren zur HysteresisbiliJung notwendigen Widerstandsbewertungen verzichtet, so daß wegen der damit erreichten Unempfindlichkeit gegen Versorgungsspannungsschwankungen der Schaltungsaufwand vorteilhaft gering gehalten ist.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt die Abhängigkeit der jeweiligen Schaltpunkte des Komparators von den wirksamen Spannungsgrenzwerten U\ und Lk, die durch die Zenerdioden festgelegt werden. Beim Überschreiten eines bestimmten Differenzwertes werden die steuerbaren Halbleiter von der einen Grenzlage in die andere gesteuert. Beim Unterschreiten eines bestimmten Differenzwertes werden die steuerbaren Halbleiter wieder in ihre ursprüngliche Grenzlage gesteuert. Infolge dieses Prozesses wird mit Hilfe des im Rückkopplungszweig liegenden steuerbaren Halbleiterbauelementes eine durch die binären Crenzlagen charakterisierte Potentialverschiebung herbeigeführt.

Bei der in F i g. 2 dargestellten ersten Lösung wird die zu überwachende Wechselspannung U₀ mit dem Innenwiderstand 1 mittels einer Brückenschaltung 2 gleichgerichtet. Übersteigt der Augenblickswert der gleichgerichteten Spannung L/fdie Summe der in Reihe geschalteten Spannungen Z₁ + Z₂ der Zenerdioden 3 und 4 um die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 5, so wird der Transistor 5 sowie der in Kaskade geschaltete komplementäre Transistor 6 leitend. Der Transistor 6 entkoppelt durch Kurzschließen die Spannung Z₂ vom Eingang.

Während dieses Prozesses bricht die Spannung U_A der mit dem Ausgang des Komparators verbundenen Stromquelle 8 mit dem Innenleitwert 7 zusammen und es fließt der Kurzschlußstrom /* über die beiden Transistoren 5 und 6. Unterschreitet nun der Augenblickswert der Eingangsspanung Ue die noch anstehende Spannung Z\ der Zenerdiode 3, so kippt der Transistor 5 und damit auch der Transistor 6 wieder in den ursprünglichen gesperrten Zustand zurück.

Bei der zweiten Lösung gemäß Fig.3 sind die Zenerdioden 3 und 4 parallel angeordnet Die Funktionsweise dieser Anordnung ist ähnlich der oben beschrieben Anordnung nach F i g. 2. Die Zenerdiode 3 gibt eine höhere Spannung Z\ ab als die Zenerdiode 4 (Spannung Z₂). Die Differenz zwischen dem Eingangs-Istwert ί/Eund der Spannung Z\ steuert die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 5. Überschreitet der Augenblickswert der gleichgerichteten Spannung Ue einen bestimmten durch die Spannung Zi ui,d die Basis-Emitter-Spiinnung des Transistors 5 vorgegebenen Betrag, so wird der Transistor 5 sowie der in Kaskade geschaltete komplementäre Transistor 6 leitend. Durch diesen Vorgang wird durch Kurzschließen die Spannung Z\ vom Eingang entkoppelt und gleichzeitig die Zenerdiode 4 aufgeschaltet, so daß nur noch die kleinere Spannung Z₂ der Zenerdiode 4 am Eingang ansteht. Während dieses Prozesses bricht die Spannung U_A der mit dem Ausgang des Komparators verbundenen Stromquelle 8 mit dem Innenleitwert 7 zusammen und es fließt der Kurzschlußstrom /* über die beiden Transistoren 5 und 6.

Verringert sich nun wiederum der Augenblickswert der Eingangsspannung Ue, so verringert sich ebenfalls

der Basisstrom des Transistors 5 und dadurch bedingt ai'"h dessen Kollektor-Emitter-Strom und der Basisstrom des Transistors 6. Unterschreitet der Augenblickswert der Eingangsspanung L//.die nooi anstehende Spannung Z₂ der Zenderdiode 4, so nimmt der Transistor 6 an seiner Kollektor-Emitter-Strecke Spannung auf, wodurch der Transistor 5 weniger ausgesteuert wird und an seiner Kollektor-Emitter-Strecke ebenfalls Spannung aufnimmt. Beide Transistoren sind somit gesperrt.

Das Hystercsisverhalten des bistabilen !Comparators wird also dadurch erreicht, daß entweder wechselweise eine Zencrdiode vom Eingang abgetrennt und uii gleichen Prozeß die andere Zenerdiode aufges<. h.ilici wird und am Eingang mit ihrer Spannung ansteht ι »Icι daß aus der Reihenschaltung eine der Zenerdiodin vom Eingang abgetrennt wird und nur noch die andere
ihrer Spannung am Eingang ansteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aus zwei komplementären Transistoren aufgebauter bistabiler Komparator mit Hysteresisverhalten zwischen Ansprech- und Abfallspannung, d a durch gekennzeichnet, daß parallel zum Eingang die Reihenschaltung einer ersten Zenerdiode (3), der Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors (5) und eine zweite Zenerdiode (4), der die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors (6) parallelgeschaltet ist, angeordnet sind, wobei die erste Zenerdiode (3) anodenseitig an der Basis und die zweite Zenerdiode (4) kathodenseitig am Emitter des ersten Transistors (5) angeschlossen sind, und daß der Kollektor des ersten Transiütors (5) und die Basis dos zweiten Transistors (6) an die Ausgangsklemmen angeschlossen sind.

2. Aus zwei komplementären Transistoren aufgebauter bistabiler Komparator mit Hysteresisverhalten zwischen Ansprech- und Abfallspannung, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Eingang die Reihenschaltung der Basiä-Emitter-Strecke des ersten Transistors (5) und einer ersten Zenerdiode (3) mit kathodenseitigem Anschluß am Emitter des ersten Transistors (5) angeordnet sind, daß parallel zur ersten Zenerdiode (3) die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors (6) und eine zweite Zenerdiode (4) mit kathodenseitigem Anschluß am Kollektor des zweiten Transistors (6) in Reihe geschaltet sind, und daß der Kollektor des ersten Transistors (5) und die Basis des zweiten Transistors

(6) an die Ausgangsklemmen angeschlossen sind.