DE2244081A1 - Eingangsschutzschaltung fuer empfindliche geraeteeingaenge - Google Patents

Description

• Eingangsschutzschaltung für emnfindliche Geräteeingänge Die Erfiiidung-betrifft eine Eingangssicherung für empfindliche Ger'ät-eeingänge.
• Oft ergibt sich die Aufgabe, empfindliche Geräteeingänge vor Überlastung zu schützen.Es ist bekannt, daß man dem Eingang eine Sicherungseinheit, etwa bestehend aus zwei Dioden Dl/D2,D3/D4 parallelschaltet,so daß bei größeren Eingangsspannungen diese Sicherungseinheft leitend wird und damit den Eingang des Gerätes schützt, indem Spannung am Längswiderstand R1,R2- abfällt.
• Insbesondere bei hochempfindlichen Geraten machen sich jedoch die Rest ströme dieser Sicherungseinhelt bemerkbar und begrenzen dadurch den maximal erreichbaren Eingangswiderstand(bei Meßgeräten den maximalen Eingangsmeßwiders'tand).
• Zweck der Erfindung ist es ,die Restströme zu erniedrigen und damit den erreichbaren Eingangswiderstand zu erhohen.
• Allg. wird der maximale Eingangswiderstand begrenzt durch den differenziellen Widerstand der Sicherungseinheit vgl.Fig.2 und zusätzlich, wenn die Sicherungseinheit über eine Yorspannung betrieben wird vgl.Fig.1,durch die maximal zumutbare Drift des Restquerstromes(Offsetstrom), wenn von allen anderen Forderungen der Eingangsstufe abgesehen wird.
• Bisher wurden in allen Schaltungsvarianten der Sicherungseinheit selektierte Bauelemente mit vergleichsweise erheblichen Restströmen verwandt wie z.B. einfache Dioden oder Zenerdioden,bzw.
• wurde bei extremen Anforderungen-auf eine Sicherungseinheit ganz verzichtet.Die Vorteile der schon jetzt weit verbreiteten hochohmigen Feldeffekttransistoren für empfindliche Geräteeingänge können jedoch nur dann voll genutzt werden, wenn man über ausreichend hochohmige und betriebssichere Eingangsschutzschaltungen verfügt.
• Diese Aufhabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,dal3 als Diodcnstrecke die Basis-Kollektorstrecke eines Transistors dient,dessen Emitter offen oder mit der Basis verbunden ist.
• Unter Transistoren werden hier nicht nur die als Einzelexemplare hergestellten Bauelemente verstanden,sondern auch die in integrierten Schaltkreisen technologisch als Trsnsistor erkennbaren Teilkristalle Erfahrungsgemäß eignen sich fiir den hier beschriebenen Zweck am besten die im üblichen Expitaxial-Plenar-Prozess entstandenen bipolaren Transistoren,ausgezeichnet durch stark dotierte Emitter-Bssisstrecke und schwach dotierte Kollektor-Basisstrecke.Die Gründe für die vergleichsweise kleinen Kollektorrestströme sind in den dünneren Kollektor-Basisübergängen und dei kleineren Ladungsträgerkonzentration zu suchen.
• Fig.3 zeigt eine Schaltung nach der Erfindung.Der Restouerstrom bei einer Schaltung nach Fig.3 ist bei entsprechender Selektion der Bauelemente erfahrungsgemäß 100 bis 1000 mal kleiner als bei einer Schaltung gesäß Abb.1.Erreicht erden z.B.
• mit dem Transistor BC109 Restströme zwischen 1pA und 100fA.
• Durch eine Schaltung nach Fig.4 kann die Parallelkapazität der Sicherungseinheit auf den halben Wert herabgesetzt werden.
• Fig.5 zeigt eine zweite Schaltung nach der Erfindung vergleichbar Fig.2 Auch hier kann bei entsprechender Selektion der Pauelemente der differenzielle Widerstand der Sicherungseinheit um den Faktor 100- 1000 angehoben werden.
• Weiter erhöhen läßt sich der differenzielle Widerstand der Sicherungseinheit, wenn eine Gegenkopplung nach Fig.6 eingeführt wird.Bei übersteuerung des Eingangs dienen in an sich bekannter Weise die Zenerdioden Z1,Z2 zur Begrenzung der Spannung an R3.

Claims (1)

1. Patent ansprüche

   Eingangsschutzschaltung für empfindliche Geräteeingänge, bei der als Eingangssicherung gegen Über-Spannungen wenigstens eine nicht vorgespannte oder in Sperrichtung vorgespannte Halbleiter-Diodeastrecke,die durch Überspannungen in den leitenden Zustand gesteuert wird,dem Eingang parellel geschaltet ist,dadurch gekennzeichnet,daß als Diodenstrecke die Basis-Kollektorstrecke eines Transistors dient,dessen Emitter offen oder mit der Basis verbunden ist.