DE602004009919T2

DE602004009919T2 - Schaltung für einen verbesserten differenzialverstärker und andere anwendungen

Info

Publication number: DE602004009919T2
Application number: DE602004009919T
Authority: DE
Inventors: Albert Warren Santa Rosa BROWN
Original assignee: OMEGA RECEPTION TECHNOLOGIES I; Omega Reception Technologies Inc Fallbrook
Current assignee: OMEGA RECEPTION TECHNOLOGIES I; Omega Reception Technologies Inc Fallbrook
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: TW200503409A; DE602004009919D1; ATE377866T1; ES2294518T3; US6781459B1; WO2004098049A1; TWI362827B; EP1625656B1; EP1625656A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektronische Schaltungen und insbesondere neuartige elektronische Schaltungen, die in einem breiten Spektrum von Anwendungen mit gegenüber der Leistung, welche herkömmliche Schaltungen erreichen, verbesserter Leistung verwendet werden können.
STAND DER TECHNIK
Elektronische Schaltungen werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen einschließlich Verstärkung, Signalerzeugung, Leistungsregelung, digitaler Speicher, Filterung, Signalerkennung und Phasentrennung verwendet. Obwohl jede Anwendung ihre eigenen Anforderungen stellt, besteht ein vielen solcher Anwendungen gemeinsames Interesse, die Schaltungsleistung durch Verringern des Stromverbrauchs und Verringern der Schaltungskomplexität zu verbessern. Andere Bereiche von breitem Interesse in Anwendungen wie Verstärkung und Signalerzeugung beinhalten einen Wunsch, die Bandbreite zu vergrößern, das Rauschen zu verringern, die Betriebsstabilität zu erhöhen, Eingangs- und Ausgangsimpedanz zu verbessern, Streuinduktivität und -kapazität zu verringern und den sogenannten Miller-Kapazitäts-Effekt zu verringern.
Die US-A-4,021,747 offenbart Signalverstärkerschaltungen, welche Stromversorgung und Arbeitspunkteinstellungs-Schaltkreise, wie sie zum Betreiben von Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFET) in Sperrrichtung erforderlich sind, vereinfachen, offenbart aber nicht, wie Verbesserungen für andere Anwendungen als Verstärkung oder für Schaltungen, die andere Arten von Vorrichtungen verwenden, zu erzielen sind. Die US-A-4,021,747 offenbart auch nicht, wie weitere Verbesserungen über das Vereinfachen der Anforderungen an Stromversorgung und Arbeitspunkteinstellung der Vorrichtung hinaus zu erzielen sind.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltung zu schaffen, die in einem breiten Spektrum von Anwendungen verwendet werden kann, um Verbesserungen wie die oben erwähnten zu schaffen. In vielen Fällen wird diese Aufgabe durch Verringern der Komplexität von Schaltungen erfüllt. Verringerte Komplexität ist oft erwünscht, weil sie allgemein Vorteile wie verringerte Verlustleistung, verringerten Platzbedarf zur Implementierung der Schaltung und verringerte Streuinduktivität und -kapazität bietet. In anderen Fällen wird diese Aufgabe durch Verwenden von Schaltungs-Bauelementen auf solche Weisen, die erlauben, vorteilhafte Eigenschaften der Schaltungs-Bauelemente zu nutzen und gleichzeitig ihre nachteiligen Eigenschaften zu vermeiden, erfüllt.
Diese Aufgab wird durch die Erfindung wie in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die verschiedenen Merkmale der vorliegenden Erfindung und ihrer bevorzugten Ausführungsformen sind durch Bezugnahme auf die folgende Erörterung und die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den einzelnen Figuren bezeichnen, besser verständlich. Der Inhalt der folgenden Erörterung und der Zeichnungen dient nur als Beispiel und ist nicht dahingehend zu verstehen, dass er eine Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung darstellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaltbild einer "Long-Tail Pair"-Schaltung mit einer Konstantstromquelle.
2 ist ein Schaltbild einer "Long-Tail Pair"-Schaltung mit einer annähernd konstanten Stromquelle.
3–8 sind Schaltbilder von Schaltungen, die als Differenzverstärker oder Phasentrenner verwendet werden können.
9–11 sind Schaltbilder von Schaltungen, die als Differenzverstärker oder Phasentrenner verwendet werden können und hybride Arten von Vorrichtungen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung enthalten.
12–13 sind Schaltbilder von Schaltungen, die unidirektionale und bidirektionale steuerbare Gleichrichter gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung enthalten.
14 ist ein Schaltbild eines Differenzverstärkers mit automatischer Löschung der Offset-Spannung.
15–16 sind Schaltbilder von Verstärkern, die eine sehr niedrige Eingangskapazität aufweisen.
17 ist ein Schaltbild eines zweistufigen Differenzverstärkers mit Gegentakt-Endstufen.
18 ist ein Schaltbild einer geregelten Stromversorgung.
19 ist ein Schaltbild eines Amplitudenmodulations-Demodulator.
20 ist ein Schaltbild einer mit optischen Bauelemente implementierten "No-Tail Pair"-Schaltung.
21 ist ein Schaltbild einer Schaltung zum Speichern vieler Pegel.
22 ist ein Diagramm der Strom-Spannungs-Kennlinie einer hypothetischen Tunneldiode.
AUSFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
A. "Long-Tail Pair"
Eine als "Long-Tail Pair" (LTP) bekannte Schaltung ist in einer Reihe von Anwendungen einschließlich Differenzverstärkern und Phasentrennern weit verbreitet. Leider hat die LTP-Schaltung eine Reihe von Nachteilen und Einschränkungen einschließlich der Notwendigkeit einer Konstantstromquelle. Ein Schaltbild eines LTP-Differenzverstärkers mit zwei Bipolartransistoren ist in 1 dargestellt. Die Schaltung in dieser Figur und genauso Schaltungen in anderen Figuren enthalten Bauelemente, die zum Verstehen grundlegender Funktionsprinzipien nützlich sind, aber sie verzichten auf andere Bauelemente, die für praktische Anwendungen nützlich sein können.
Eine Konstantstromquelle wird im "Schwanz"-Teil einer LTP-Schaltung benötigt, um ihre zwei von den Klemmen 21 und 22 erhaltenen Ausgangssignale auszugleichen. Konstantstromquellen sind im allgemeinen nicht ganz einfach zu implementieren und erhöhen Kosten und Komplexität der LTP-Schaltung. Eine LTP-Schaltung kann durch Kompromisse hinsichtlich der Schaltungsleistung und Verwendung einer annähernd konstanten Stromquelle kostengünstiger implementiert werden. Wie aus der in 2 gezeigten Schaltung ersichtlich ist, schafft zum Beispiel ein hoher Widerstand R3 im Schwanzteil der LTP-Schaltung eine annähernd konstante Stromquelle. Der Wert dieses Widerstands und die Spannung der Stromversorgung müssen unter Inkaufnahme eines Kompromisses zwischen Stromregelbereich und Verstärker-Dynamikbereich eingestellt werden.
B. "No-Tail Pair"
1. Einführung
3–5 zeigen Implementierungen von Schaltungen mit Bipolartransistoren, die als allgemeiner Ersatz für die LTP-Schaltung in einem Differenzverstärker oder einem Phasentrenner verwendet werden können. Die in 3–5 gezeigten Schaltungen bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber der LTP-Schaltung, einschließlich der Überflüssigkeit einer Konstantstromquelle und eines sehr hohen Isolationsgrads zwischen Eingangs- und Ausgangssignal. Weitere Vorteile werden unten erörtert. Weil diese Schaltungen keinen Schwanz haben wie die LTP-Schaltung, werden sie hierin als "No-Tail Pair"-(NTP-)Schaltungen bezeichnet.
Jede der in 3–5 gezeigten Schaltungen verwendet zwei Bipolartransistoren verschiedener Leitfähigkeitstypen. Der NPN-Transistor Q1 ist von einem Leitfähigkeitstyp, und der PNP-Transistor Q2 ist von einem anderen Leitfähigkeitstyp. Die Basis von Transistor Q1 ist mit Eingangsklemme 11 gekoppelt, der Kollektor von Q1 ist mit Potential Vcc gekoppelt, und der Emitter von Q1 ist mit einem unten beschriebenen Bauelement Z gekoppelt. Die Basis von Transistor Q2 ist mit Eingangsklemme 12 gekoppelt, der Kollektor von Q2 ist mit Potential Vee gekoppelt, und der Emitter von Q2 ist mit Bauelement Z gekoppelt. Die Transistoren sind zwischen verschiedenen Potentialen, welche als Vcc und Vee bezeichnet sind, Emitter an Emitter in Reihenschaltung gekoppelt. In der gezeigten speziellen Schaltung ist Vcc höher als Vee. Jedes der beiden Potentiale kann über, unter oder auf Massepotential liegen.
Bauelement Z in der Verbindung zwischen den Emittern der Transistoren kann ein Stromweg niedrigen Widerstands wie ein Draht oder eine Leiterbahn sein, es kann ein zur Einstellung des Arbeitspunkts der Transistoren und des durch die Transistoren fließenden Ruhestroms verwendeter Widerstand sein oder es kann andere Bauelemente enthalten, um diese Schaltung an andere Anwendungen als Verstärkung und Phasentrennung anzupassen. Beispiele werden unten erörtert. Potentiale innerhalb des Bauelements Z dürfen bezüglich der Potentiale Vcc, Vee und jedes beliebigen anderen festen Potentials schweben.
Die in 3 gezeigte Schaltung hat zwei Ausgangsklemmen 21 und 22, welche mit den Kollektoren von Transistor Q1 beziehungsweise Q2 gekoppelt sind. Die in 4 und 5 gezeigten Schaltungen haben jeweils eine Ausgangsklemme, entweder Klemme 21 oder 22, welche mit dem Kollektor von Transistor Q1 beziehungsweise Q2 gekoppelt ist. Die Beziehung zwischen diesen Klemmen wird in den folgenden Absätzen erläutert.
Die an die Klemmen 11 und 12 angelegten Signale können auf im wesentlichen jedes gewünschte Potential einschließlich Masse bezogen sein, was im Schaltbild nicht gezeigt ist. Zum Beispiel kann das an Klemme 11 angelegte Signal auf Klemme 12 bezogen sein und kann das an Klemme 12 angelegte Signal auf Klemme 11 bezogen sein. Entsprechend können von den Klemmen 21 und 22 empfangene Signale auf im wesentlichen jedes gewünschte Potential einschließlich Masse bezogen sein. In der in 3 gezeigten Schaltung zum Beispiel kann ein Signal an Klemme 21 auf Klemme 22 bezogen sein und kann ein Signal an Klemme 22 auf Klemme 21 bezogen sein.
Die in 3 gezeigte NTP-Schaltung kann entweder als ein Differenzverstärker oder als ein Phasentrenner verwendet werden. Bezüglich eines an Klemme 21 gelieferten Ausgangssignals ist Eingang 11 ein invertierender Eingang und ist Eingang 12 ein nicht invertierender Eingang. Bezüglich eines an Klemme 22 gelieferten Ausgangssignals ist Eingang 11 ein nicht invertierender Eingang und ist Eingang 12 ein invertierender Eingang. Das invertierende und nicht invertierende Wesen dieser Klemmen ist durch Erkennen einer Zunahme des Stroms oder der Spannung, welcher bzw. welche an Klemme 11 angelegt ist, welche Transistor Q1 veranlasst, zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter eine größere Menge Strom zu leiten, zu sehen. Der Anstieg des Stroms bewirkt eine Zunahme des Spannungsabfalls über Widerstand R1, was dazu führt, dass die Spannung an Klemme 21 sinkt. Der Anstieg des Stroms bewirkt auch eine Zunahme des Spannungsabfalls über Widerstand R2, was dazu führt, dass die Spannung an Klemme 22 ansteigt. Umgekehrt bewirkt ein Anstieg des Stroms oder der Spannung, welcher bzw. welche an Klemme 12 angelegt ist, dass Transistor Q2 weniger Strom zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter fließen lässt. Die Abnahme des Stroms bewirkt eine Abnahme des Spannungsabfalls über Widerstand R1, was dazu führt, dass die Spannung an Klemme 21 ansteigt. Die Abnahme des Stroms bewirkt auch eine Abnahme des Spannungsabfalls über Widerstand R2, was dazu führt, dass die Spannung an Klemme 22 sinkt.
Wenn beide Eingangsklemmen 11 und 12 verwendet werden, arbeitet die NTP-Schaltung als Differenzverstärker mit einem sehr hohen Maß an Gleichtaktunterdrückung. Je nachdem, welche Ausgangsklemme verwendet wird, ist die eine oder die andere der Eingangsklemmen der invertierende Eingang.
Wenn beide Ausgangsklemmen 21 und 22 verwendet werden, arbeitet die NTP-Schaltung als Phasentrenner. In einer bevorzugten Implementierung eines Phasentrenners sind die Potentiale Vcc und Vee gleich groß, haben aber entgegengesetzte Vorzeichen bezüglich Masse, und sind die zwei Ausgangssignale auf Masse bezogen. Je nachdem, welche Eingangsklemme verwendet wird, liefert die eine oder die andere der Ausgangsklemmen den invertierten Ausgang. Das Verhältnis der Änderungen der Ausgangssignale an den Klemmen 21 und 22 ist im wesentlichen gleich dem Verhältnis der Widerstände R1/R2.
Wenn alle vier Klemmen verwendet werden, liefert die NTP-Schaltung ein invertiertes und ein nicht invertiertes Ausgangssignal, welche eine Differenz zwischen zwei Eingangssignalen darstellen.
Die in 4 und 5 gezeigten NTP-Schaltungen können als Differenzverstärker verwendet werden. Die Funktionsweise dieser Schaltungen ist analog zur für die in 3 gezeigte Schaltung oben beschriebenen Funktionsweise.
Die NTP-Schaltung kann mit einer Vielzahl von Vorrichtungen implementiert werden. Es können entweder Stromübertragungs- oder Spannungsübertragungs-Vorrichtungen verwendet werden. 6–8 veranschaulichen Implementierungen, die Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFET), Verarmungsisolierschicht-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) und Anreicherungsisolierschicht-MOSFETs verwenden.
In 6 ist das Gate von N-Kanal-JFET Q1 mit Klemme 11 gekoppelt, ist der Drain-Anschluss von Q1 mit Potential Vcc gekoppelt und ist der Source-Anschluss von Q1 mit Bauelement Z gekoppelt. Das Gate von P-Kanal-JFET Q2 ist mit Klemme 12 gekoppelt, der Drain-Anschluss von Q2 ist mit Potential Vee gekoppelt, und der Source-Anschluss von Q2 ist mit Bauelement Z gekoppelt. Die Ausgangsklemmen 21 und 22 sind jeweils mit dem Drain-Anschluss von Transistor Q1 beziehungsweise Q2 gekoppelt. Entweder Widerstand R1 oder Widerstand R2 kann auf eine zur in 4 und 5 gezeigten Weise analoge Weise entfernt werden.
Die in 7 und 8 gezeigten Schaltungen verwenden Verarmungsisolierschicht- beziehungsweise Anreicherungsisolierschicht-MOSFET-Vorrichtungen. In diesen Schaltungen ist das Gate von N-Kanal-MOSFET Q1 mit Klemme 11 gekoppelt, ist der Drain-Anschluss von Q1 mit Potential Vcc gekoppelt und ist der Source-Anschluss von Q1 mit Bauelement Z gekoppelt. Das Gate von P- Kanal-MOSFET Q2 ist mit Klemme 12 gekoppelt, der Drain-Anschluss von Q2 ist mit Potential Vee gekoppelt und der Source-Anschluss von Q2 ist mit Bauelement Z gekoppelt. Die Ausgangsklemmen 21 und 22 sind jeweils mit dem Drain-Anschluss von Transistor Q1 beziehungsweise Q2 gekoppelt. Entweder Widerstand R1 oder Widerstand R2 kann wie oben erörtert entfernt werden.
2. Hybrid-Implementierungen
Die NTP-Schaltung kann auch verschiedene Arten von Vorrichtungen enthalten. Trotz Unterschieden in Verstärkung und anderen Betriebseigenschaften der beiden Vorrichtungen kann die NTP-Schaltung stabile Verstärkungen und Verstärkungsverhältnisse schaffen, die im wesentlichen unabhängig von diesen Unterschieden sind. Die Eingangsklemmen und Ausgangsklemmen können so gewählt werden, daß die vorteilhaften Eigenschaften jeder Vorrichtung zum Tragen kommen.
Die NTP-Schaltung in 9 zum Beispiel ist eine Hybrid-JFET/MOSFET-Schaltung. In dieser Hybridschaltung weist die mit dem JFET-Gate verbundene Klemme 11 bezeichnenderweise eine höhere Eingangsimpedanz und eine niedrigere Eingangskapazität als die mit dem MOSFET-Gate verbundene Klemme 12 auf. Bezeichnenderweise hat der JFET auch eine höhere Verstärkung, ist linearer und rauscht weniger als der MOSFET. Bezeichnenderweise hat der MOSFET jedoch einen besseren Frequenzgang und ist besser für schnelle Schaltvorgänge geeignet. Ein Phasentrenner mit Eingangseigenschaften des JFET lässt sich aus der in 9 gezeigten Schaltung durch Verwendung der mit dem JFET-Gate gekoppelten Eingangsklemme realisieren. Ein Phasentrenner mit den Eingangseigenschaften des MOSFET lässt sich aus dieser selben Schaltung durch Verwendung der mit dem Gate des MOSFET gekoppelten Eingangsklemme realisieren.
Die Möglichkeit, Hybridschaltungen zu verwenden, erlaubt der NTP-Schaltung, Vorrichtungen wie Vakuumröhren und Isolierschicht-Bipolartransistoren (IGBT, Bipolartransistor mit isoliertem Gate) zu enthalten, die nur einen Leitfähigkeitstyp aufweisen. Vakuumröhren sind fähig, sehr hohe Spannungen und hohe elektrische Leistungen zu steuern. Der IGBT besitzt vorteilhafte Eigenschaften von PNP-Bipolartransistoren und N-Kanal-MOSFETs. Er hat eine sehr hohe Eingangsimpedanz und eine sehr niedrige Eingangskapazität und ist fähig, sehr hohe Ausgangsspannungen zu steuern. Eigenschaften wie diese machen diese Vorrichtungen sehr begehrt zur Verwendung in der NTP-Schaltung für bestimmte Anwendungen. Vorrichtungen wie zum Beispiel die Vakuumröhre und der IGBT, die nur einen Leitfähigkeitstyp aufweisen, können in NTP-Schaltungen verwendet werden, indem diese Arten von Vorrichtungen mit einer anderen Art von Vorrichtung, welche einen anderen Leitfähigkeitstyp hat, gepaart werden.
In der in 10 gezeigten Schaltung zum Beispiel wird ein IGBT mit einem P-Kanal-MOSFET verwendet. Der Kollektor von IGBT Q1 ist mit Potential Vcc gekoppelt, das Gate von Q1 ist mit Klemme 11 gekoppelt, und der Emitter von Q1 ist mit Bauelement Z gekoppelt. Klemme 21 ist mit dem Drain-Anschluss von Q1 gekoppelt.
Die in 11 gezeigte Schaltung verwendet eine Trioden-Vakuumröhre V1 und einen P-Kanal-JFET Q1. Das Steuergitter der Triode ist mit Klemme 11 gekoppelt, die Anode der Triode ist mit Potential Vcc gekoppelt, und die Kathode der Triode ist mit Bauelement Z gekoppelt.
NTP-Schaltungen können auch mit Vorrichtungen wie Thyristoren und Triacs implementiert sein. 12 und 13 zeigen Beispiele, die einen MOSFET als die andere Vorrichtung verwenden. Der Thyristor kann mit einem PNP-Bipolartransistor oder einer P-Kanal-Vorrichtung verwendet werden. Der Triac kann mit NPN- oder PNP-Bipolartransistoren oder P-Kanal- oder N-Kanal-Vorrichtungen wie Feldeffekttransistoren verwendet werden. Eine einen P-Kanal-MOSFET verwendende Schaltung ist in 13 gezeigt. Vorzugsweise ist eine Möglichkeit vorhanden, den Thyristor oder Triac auszuschalten, nachdem er eingeschaltet ist. Dieses Merkmal ist als Schalter S1 schematisch dargestellt, kann aber durch im wesentlichen jede beliebige Einrichtung, welche den Reihenstrom unterbrechen oder auf einen ausreichend niedrigen Pegel verringern kann, wie durch Steuern der anderen Vorrichtung in der NTP-Schaltung in einen Ausschaltzustand, implementiert sein.
C. Andere Anwendungen
Die NTP-Schaltung kann einen Operationsverstärker oder andere Arten von Differenzverstärkern in einem breiten Spektrum von Anwendungen einschließlich Verstärkern, Komparatoren und Filtern ersetzen. Zum Beispiel kann eine negative Rückkopplung verwendet werden, um Verstärkung und Frequenzgang zu kontrollieren, und kann eine positive Rückkopplung verwendet werden, um eine Schwingung zu bewirken oder die Verstärkung zu erhöhen. Eine negative Rückkopplung mit geeigneten ohmschen, kapazitiven und/oder induktiven Bauelementen kann von einer Ausgangsklemme zu einer invertierenden Eingangsklemme geschaltet sein, um einen Tiefpass-, Hochpass- oder Bandpassfilter zu implementieren. Ein Quarz- oder anderer Resonanzkreis kann in eine positive Rückkopplung zu einem nicht invertierenden Eingang integriert sein, um eine Schwingung anzuregen und zu kontrollieren.
Außerdem kann die NTP-Schaltung in einer Reihe anderer Schaltungsanwendungen verwendet werden. Einige dieser Anwendungen werden unten erörtert.
1. Verstärkung
a) Automatische Löschung der Offset-Spannung
Die in 14 dargestellte Schaltung zeigt einen NTP-Differenzverstärker mit automatischer Löschung der Offset-Spannung. Diese Schaltung ähnelt der in 6 gezeigten Schaltung und funktioniert auf ähnliche Weise. Das Bauelement Z ist ein Fotowiderstand Rλ, dessen Widerstandswert sich gegensinnig mit der von Leuchtdiode (LED) D1 emittierten Lichtmenge ändert. Die von der LED D1 emittierte Lichtmenge ändert sich gleichsinnig mit der Spannungsdifferenz zwischen den Klemmen 21 und 22. Diese Anordnung wirkt sich so aus, dass der durch die Vorrichtungen Q1 und Q2 fließenden Reihenstrom abnimmt, wenn die Spannungsdifferenz zwischen den Klemmen 21 und 22 zunimmt.
b) Verringerte Eingangskapazität
Die in 15 und 16 dargestellten Schaltungen zeigen NTP-Verstärker, die eine sehr niedrige Eingangskapazität aufweisen. Der Widerstand R3 kann verwendet werden, um den durch die Vorrichtungen Q1 und Q2 fließenden Ruhestrom einzustellen, und er kann verwendet werden, um die Verstärkung einzustellen.
Die Werte der Widerstände R1 und R5 können verändert werden, um den an Eingangsklemme 11 vorliegenden Miller-Kapazitäts-Effekt zu kontrollieren. Wenn der Widerstand von R1 oder R5 verringert wird, nimmt das Maß an gleichphasiger Rückkopplung zum Drain-Anschluss von Q1 zu, was den Miller-Kapazitäts-Effekt verringert. Die Rückkopplung kann so eingestellt werden, dass der Miller-Kapazitäts-Effekt auf einen negativen Wert gesenkt wird.
c) Zweistufiger Verstärker
17 zeigt eine Möglichkeit, wie die NTP-Schaltung verwendet werden kann, um einen zweistufigen Differenzverstärker zu implementieren, in welchem zwei NTP-Schaltungen, welche FETs Q1a, Q2a, Q1b und Q2b enthalten, in einer Spiegelkonfiguration verbunden sind, um jeweilige Bipolartransistoren Q3a, Q4b, Q3b und Q4b enthaltende Gegentakt-Endstufen anzusteuern. Die Spiegelkonfiguration verringert die Größe der Oberwellenverzerrung. Die Klemmen 11 und 12 sind der nicht invertierende beziehungsweise der invertierende Eingang. Klemme 31 liefert einen nicht invertierenden Ausgang bezüglich des an Eingangsklemme 11 empfangenen Signals, und Klemme 32 liefert einen invertierenden Ausgang bezüglich des an Eingangsklemme 11 empfangenen Signals. Die Werte der Schaltungs-Bauelemente sind nicht kritisch. Die Widerstände R3a und R3b werden so eingestellt, dass sie den gewünschten Ruhestrom für jede NTP-Schaltung bestimmen.
2. Spannungsregler
18 zeigt eine Möglichkeit, wie die NTP-Schaltung verwendet werden kann, um eine geregelte Stromversorgung zu implementieren, welche die Ausgangsspannung an Klemme 31 regelt. Die NTP-Schaltung enthält FETs Q1 und Q2 und verwendet die Abschnürspannung der Transistoren Q1 und Q2, um eine Bezugsspannung für die die Bipolartransistoren Q3 und Q4 enthaltende Regelungsschaltung bereitzustellen. Klemme 32 kann mit der Hochspannungsseite einer Last gekoppelt sein und als Fernabtasteingang verwendet werden, um die Lastspannungsregelung zu verbessern. Klemme 11 kann mit Masse gekoppelt sein, um eine Masseabtastung zu schaffen.
Die Werte der Schaltungs-Bauelemente sind nicht kritisch. Die folgenden Werte können verwendet werden, um eine einstellbare Stromversorgung mit einer Ausgangs-Nennspannung von etwa 15 Volt zu schaffen: Q1 = 2N5457; Q2 = 2N5460; Q3 = 2N2222; Q4 = 2N6515; D1 = 1N004; D2 = 1N004; R1 = 835 Ω; R2 = 120 Ω; R3 = 20 kΩ; R4 = 1 kΩ; R5 = 22 Ω; R6 = 220 Ω; R7 = 30 kΩ; R8 = 10 kΩ; R9 = 22 kΩ; C1 = 0,1 μF; C2 = 68 pF; C3 = 0,1 μF; Vcc = 22 V; und Vee = –15 V.
Die Bauelemente R1, C1 und C2 bilden einen Tiefpassfilter zum Schutz vor Störungen durch Radiofrequenz-(RF-) und anderes Hochfrequenz-Rauschen. Widerstand R2 begrenzt den durch FETs Q1 und Q2 fließenden Reihenstrom. Die Summe der Abschnürspannungen für die FETs Q1 und Q2 bildet eine Bezugsspannung für die Regelung. Die Dioden D1 und D2 schützen die NTP-Schaltung vor etwaigen Gegenspannungen. Die Werte der Widerstände R1, R4, R5 und R6 sind entsprechend den Verstärkungsanforderungen und den Strom- und Spannungsgrenzen der Transistoren Q3 und Q4 ausgewählt. Die Widerstände R7, R8 und R9 bestimmen den Pegel der geregelten Ausgangsspannung, und Kondensator C3 steuert die Ansprechzeit des Reglers.
3. Demodulator
19 zeigt eine Möglichkeit, wie die NTP-Schaltung verwendet werden kann, um einen Amplitudenmodulations-(AM-)Demodulator zu implementieren. In der gezeigten speziellen Schaltung wird die NTP-Schaltung als ein Zwischenfrequenz-(ZF-)Dreifach-Demodulator-Treiber verwendet. Transformator T1 liefert ein aus einem oberen Seitenband eines AM-Signals demoduliertes Signal; Transformator T2 liefert ein aus einem unteren Seitenband eines AM-Signals demoduliertes Signal, und Transformator T3 liefert den Träger und das Haupt-Modulationssignal. Die variablen Kondensatoren C3 und C4 können eingestellt werden, um die demodulierten Seitenbänder abzustimmen. Die LED D1 und der Fotowiderstand Rλ bieten eine Möglichkeit, automatisch den Arbeitspunkt der beiden aktiven Vorrichtungen in der NTP-Schaltung einzustellen.
4. Optische Schaltung
20 zeigt eine Schaltung, in welcher die NTP-Schaltung mit optischen Bauelemente implementiert ist. Die Fototransistoren Q1 und Q2 empfangen einen optischen Eingang 13 beziehungsweise 14. Die LEDs D1 und D2 liefern einen optischen Ausgang. Auch ein elektrischer Eingang aus Klemmen 11 und 12 und ein elektrischer Ausgang aus Klemmen 21 und 22 sind möglich. LED D3 und Fotowiderstand Rλ bieten eine Möglichkeit, den durch die Vorrichtungen Q1 und Q2 fließenden Reihenstrom in Abhängigkeit von einem an die Klemmen 31 und 32 angelegten Signal zu modulieren.
In der gezeigten speziellen Schaltung liefern die Fotoelemente P1, P2 und P3 Strom für die Schaltung. Irgendwelche oder alle der Fotoelemente P1, P2 und P3 können durch andere Stromquellen ersetzt oder ergänzt werden. Alternativ können irgendwelche oder alle der Fotoelemente P1, P2 und P3 umgekehrt und als Lasten verwendet werden.
5. Speicher
21 zeigt eine Schaltung, in welcher eine NTP-Schaltung eine Speicherzelle, die fähig ist, zwei oder mehr Spannungspegel festzuhalten, implementiert. Ein Bauelement Z in der NTP-Schaltung enthält eine Vorrichtung, die einen negativen Widerstand hat wie die Tunneldiode D1. Beide Eingangsklemmen 11 und 12 sind über Widerstände mit der Ausgangsklemme 22 gekoppelt. Die Spannungspegel, welche diese Schaltung festhalten kann, lassen sich ausdrücken als VO = (n·VP) – VT wobei

V_O: = die Ausgangsspannung der Schaltung;
n: = eine positive ganze Zahl;
V_P: = Gesamt-Abschnürspannung von Q1 und Q2; und
V_T: = eine Spannung, bei welcher der Tunneleffekt auftritt.

Die Arbeitskennlinie einer hypothetischen Tunneldiode ist in 22 schematisch dargestellt. Die Diode weist im Arbeitsspannungsbereich 41 einen negativen Widerstand auf. Die Spannung 40 liegt beim Beginn des Tunneleffekts. Die Tunnelspannung V_T ist so ausgewählt, dass sie im Intervall 41 liegt. Vorzugsweise ist V_T so ausgewählt, dass sie ungefähr ¼ V_P ist.
Ein an Klemme 11 angelegtes Signal positiver Spannung erhöht die Leitfähigkeit von Q1 und versucht, den durch die Vorrichtungen Q1 und Q2 fließenden Strom zu erhöhen. Wegen des negativen Widerstands bewirkt der Anstieg des Stroms, dass die Spannung über der Diode D1 abnimmt, wodurch der Spannungspegel an Eingangsklemme 11 gesenkt wird. Der umgekehrte Effekt tritt bei an Klemme 11 angelegten Signalen negativer Spannung auf. Die Diode D1 stellt sich Spannungsänderungen an Klemme 11 entgegen, es sei denn, die Änderung an Klemme 11 ist groß genug, um die Diode D1 aus ihrem Tunnelbereich zu treiben.
Entsprechend verringert ein Signal positiver Spannung an Klemme 12 die Leitfähigkeit von Q2 und versucht es, den durch die Vorrichtungen Q1 und Q2 fließenden Strom zu verringern. Wegen des negativen Widerstands bewirkt das Absinken des Stroms, dass die Spannung über der Diode D1 zunimmt, wodurch der Spannungspegel an Eingangsklemme 12 gesenkt wird. Der umgekehrte Effekt tritt bei an Klemme 12 angelegten Signalen negativer Spannung auf. Die Diode D1 stellt sich Spannungsänderungen an Klemme 12 entgegen, es sei denn, die Änderung an Klemme 12 ist groß genug, um die Diode D1 aus ihrem Tunnelbereich zu treiben.
Die Anzahl von Spannungspegeln, die durch diese Schaltung festgehalten werden können, ist im Prinzip unbegrenzt, aber in praktischen Schaltungen ist sie durch den maximalen Vorwärtsstrom, der Q1 und Q2 durchfließen kann, und durch die Vorwärtsdurchbruchspannung von Q1 und Q2 begrenzt.

Claims

Elektronische Schaltung mit einem invertierenden Eingang (11; 12), einem nicht invertierenden Eingang (12; 11) und einem Ausgang (21; 22), welche elektronische Schaltung enthält: eine erste Einrichtung (Q1; Q2) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, enthaltend eine mit dem invertierenden Eingang (11; 12) gekoppelte erste Klemme, eine mit dem Ausgang (21; 22) gekoppelte und mit einem ersten Potential (Vcc; Vee) gekoppelte zweite Klemme und eine dritte Klemme, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) die Stärke eines durch die dritte Klemme fließenden Stroms in Abhängigkeit von einem an die erste Klemme angelegten Signal ändert; eine zweite Einrichtung (Q2; Q1) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der zum ersten Leitfähigkeitstyp komplementär ist, enthaltend eine mit dem nicht invertierenden Eingang (12; 11) gekoppelte vierte Klemme, eine fünfte Klemme und eine mit einem zweiten Potential (Vee; Vcc) gekoppelte sechste Klemme, wobei das zweite Potential (Vee; Vcc) sich vom ersten Potential (Vcc; Vee) unterscheidet und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) die Stärke eines Stroms, der durch die fünfte Klemme fließt, in Abhängigkeit von einem an die vierte Klemme angelegten Signal ändert; und eine Kopplung (Z), in welcher Potentiale bezüglich des ersten Potentials (Vcc; Vee) und des zweiten Potentials (Vee; Vcc) schweben und welche die fünfte Klemme so mit der dritten Klemme koppelt, dass ein Strom zwischen dem ersten (Vcc; Vee) und dem zweiten Potential durch die erste (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) fließt; wobei die elektronische Schaltung am Ausgang (21; 22) ein Ausgangssignal liefert, welches ein drittes Potential hat, das sich vom zweiten Potential (Vee; Vcc) unterscheidet, wobei die Differenz zwischen dem dritten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich gegensinnig mit dem an den invertierenden Eingang (11; 12) angelegten Signal ändert und sich gleichsinnig mit dem an den nicht invertierenden Eingang (12; 11) angelegten Signal ändert; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) verschiedene Einrichtungstypen sind.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) aus einem Satz von verschiedenen Typen von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor, einen Triac, einen Isolierschicht-Bipolartransistor, einen Thyristor und eine Vakuumröhre umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der ersten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der zweiten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der dritten Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Source hat; der Triac ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der dritten Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat; der Isolierschicht-Bipolartransistor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, einen mit der zweiten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der dritten Klemme gekoppelten Emitter hat; der Thyristor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Kathode hat; und die Vakuumröhre ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Steuergitter, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Kathode hat; und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor und einen Triac umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der vierten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der sechsten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der fünften Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der fünften Klemme gekoppelten Source hat; und der Triac ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der fünften Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor und einen Triac umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der ersten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der zweiten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der dritten Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Source hat; und der Triac ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der dritten Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat; und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor, einen Triac, einen Isolierschicht-Bipolartransistor, einen Thyristor und eine Vakuumröhre umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der vierten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der sechsten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der fünften Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der fünften Klemme gekoppelte Source hat; der Triac ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der fünften Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat; der Isolierschicht-Bipolartransistor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, einen mit der sechsten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der fünften Klemme gekoppelten Emitter hat; der Thyristor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der fünften Klemme gekoppelte Kathode hat; und die Vakuumröhre ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Steuergitter, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der fünften Klemme gekoppelte Kathode hat.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) eine bidirektional leitende Halbleitereinrichtung mit einem ersten Gate, einer ersten Source und einer ersten Drain ist, die erste Klemme mit dem ersten Gate gekoppelt ist, die zweite Klemme mit der ersten Drain gekoppelt ist und die dritte Klemme mit der ersten Source gekoppelt ist; oder die zweite Einrichtung (Q2; Q1) eine bidirektional leitende Halbleitereinrichtung mit einem zweiten Gate, einer zweiten Source und einer zweiten Drain ist, die vierte Klemme mit dem zweiten Gate gekoppelt ist, die fünfte Klemme mit der zweiten Source gekoppelt ist und die sechste Klemme mit der zweiten Drain gekoppelt ist.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welcher die Kopplung (Z) ein Bauelement enthält, welches zumindest in einem Teil seines Betriebsspannungsbereichs einen negativen Widerstand hat, und der Ausgang mit dem nicht invertierenden Eingang und mit dem invertierenden Eingang gekoppelt ist.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 5, bei welcher das Bauelement mit negativem Widerstand eine Tunneldiode ist, der Ausgang (21; 22) über einen Widerstand mit dem nicht invertierenden Eingang (12; 11) gekoppelt ist und der Ausgang (21; 22) über einen Widerstand mit dem invertierenden Eingang (11; 12) gekoppelt ist.
Elektronische Schaltung mit einem ersten Eingang (11; 12), einem ersten Ausgang (21; 22) und einem zweiten Ausgang (22; 21), welche elektronische Schaltung enthält: eine erste Einrichtung (Q1; Q2) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, enthaltend eine mit dem ersten Eingang (11; 12) gekoppelte erste Klemme, eine mit dem ersten Ausgang (21; 22). gekoppelte und mit einem ersten Potential (Vcc; Vee) gekoppelte zweite Klemme und eine dritte Klemme, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) die Stärke des durch die dritte Klemme fließenden Stroms in Abhängigkeit von einem an die erste Klemme angelegten Signal ändert; eine zweite Einrichtung (Q2; Q1) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der zum ersten Leitfähigkeitstyp komplementär ist, enthaltend eine vierte Klemme, eine fünfte Klemme und eine mit dem zweiten Ausgang (22; 21) gekoppelte und mit einem zweiten Potential (Vee; Vcc) gekoppelte sechste Klemme, wobei das zweite Potential (Vee; Vcc) vom ersten Potential (Vcc; Vee) verschieden ist und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) die Stärke eines durch die fünfte Klemme fließenden Stroms in Abhängigkeit von einem an die vierte Klemme angelegten Signal ändert; und eine Kopplung, in welcher Potentiale bezüglich des ersten Potentials (Vcc; Vee) und des zweiten Potentials (Vee; Vcc) schweben und welche die fünfte Klemme mit der dritten Klemme so koppelt, dass ein Strom zwischen dem ersten Potential (Vcc; Vee) und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) durch die erste Einrichtung (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) fließt; wobei die elektronische Schaltung ein Ausgangssignal am ersten Ausgang (21; 22) liefert, welches ein drittes Potential hat, das vom zweiten Potential (Vee; Vcc) verschieden ist, wobei die Differenz zwischen dem dritten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich gegensinnig mit dem an den ersten Eingang (11; 12) angelegten Signal ändert, und wobei die elektronische Schaltung ein Ausgangssignal am zweiten Ausgang (22; 21) liefert, welches ein viertes Potential hat, das vom zweiten Potential (Vee; Vcc) verschieden ist, wobei die Differenz zwischen dem vierten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich gleichsinnig mit dem an den ersten Eingang (11; 12) angelegten Signal ändert; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) verschiedene Einrichtungstypen sind.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 7, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor, einen Triac, einen Isolierschicht-Bipolartransistor, einen Thyristor und eine Vakuumröhre umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der ersten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der zweiten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der dritten Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Source hat; der Triac ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der dritten Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat; der Isolierschicht-Bipolartransistor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, einen mit der zweiten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der dritten Klemme gekoppelten Emitter hat; der Thyristor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Kathode hat; und die Vakuumröhre ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Steuergitter, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Kathode hat; und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor und einen Triac umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der vierten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der sechsten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der fünften Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der fünften Klemme gekoppelte Source hat; und der Triac ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der fünften Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 7, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor und einen Triac umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der ersten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der zweiten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der dritten Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der dritten Klemme gekoppelte Source hat; und der Triac ein mit der ersten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der zweiten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der dritten Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat; und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen ist, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor, einen Triac, einen Isolierschicht-Bipolartransistor, einen Thyristor und eine Vakuumröhre umfassen, wobei der Bipolartransistor eine mit der vierten Klemme gekoppelte Basis, einen mit der sechsten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der fünften Klemme gekoppelten Emitter hat; der Feldeffekttransistor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Drain und eine mit der fünften Klemme gekoppelte Source hat; der Triac ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte erste Leistungsklemme und eine mit der fünften Klemme gekoppelte zweite Leistungsklemme hat; der Isolierschicht-Bipolartransistor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, einen mit der sechsten Klemme gekoppelten Kollektor und einen mit der fünften Klemme gekoppelten Emitter hat; der Thyristor ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Gate, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der fünften Klemme gekoppelte Kathode hat; und die Vakuumröhre ein mit der vierten Klemme gekoppeltes Steuergitter, eine mit der sechsten Klemme gekoppelte Anode und eine mit der fünften Klemme gekoppelte Kathode hat.
Elektronische Schaltung nach einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 9, welche eine dritte Einrichtung (Q3; Q4) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen enthält, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor, einen Isolierschicht-Bipolartransistor und eine Vakuumröhre umfassen, wobei für die dritte Einrichtung: der Bipolartransistor eine mit dem ersten Ausgang gekoppelte Basis hat; der Feldeffekttransistor ein mit dem ersten Ausgang gekoppeltes Gate hat; der Isolierschicht-Bipolartransistor ein mit dem ersten Ausgang gekoppeltes Gate hat; und die Vakuumröhre ein mit dem ersten Ausgang gekoppeltes Steuergitter hat.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 10, welche eine vierte Einrichtung (Q4; Q3) aus einem Satz von verschiedenen Arten von Einrichtungen enthält, welche einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor, einen Isolierschicht-Bipolartransistor und eine Vakuumröhre umfassen, wobei für die vierte Einrichtung: der Bipolartransistor eine mit dem zweiten Ausgang gekoppelte Basis hat; der Feldeffekttransistor ein mit dem zweiten Ausgang gekoppeltes Gate hat; der Isolierschicht-Bipolartransistor ein mit dem zweiten Ausgang gekoppeltes Gate hat; und die Vakuumröhre ein mit dem zweiten Ausgang gekoppeltes Steuergitter hat.
Elektronische Schaltung nach einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 11 mit einem mit der vierten Klemme gekoppelten zweiten Eingang (12; 11), bei welcher die Differenz zwischen dem dritten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich auch gleichsinnig mit einem an den zweiten Eingang (12; 11) angelegten Signal ändert und die Differenz zwischen dem vierten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich auch gegensinnig mit dem an den zweiten Eingang (12; 11) angelegten Signal ändert.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 12, welche ein zwischen den ersten Ausgang (11; 12) und den zweiten Ausgang (12; 11) gekoppeltes lichtemittierendes Bauelement enthält, wobei die Kopplung (Z) einen lichtempfindlichen Widerstand enthält, welcher seinen Widerstandswert in Abhängigkeit von aus dem lichtemittierenden Bauelement emittiertem Licht ändert.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 12, enthaltend einen ersten Transformator mit einer ersten Eingangswicklung und einer ersten Ausgangswicklung, einen zweiten Transformator mit einer zweiten Eingangswicklung und einer zweiten Ausgangswicklung, einen dritten Transformator mit einer dritten Eingangswicklung und einer dritten Ausgangswicklung, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator und einen dritten Kondensator, wobei die Kopplung die dritte Eingangswicklung und den dritten Kondensator umfasst, und wobei der erste Kondensator und die erste Eingangswicklung parallelgeschaltet sind und mit dem ersten Potential (Vcc; Vee) gekoppelt sind und die erste Eingangswicklung einen Abgriff hat; welcher mit dem ersten Ausgang (21; 22) gekoppelt ist; der zweite Kondensator und die zweite Eingangswicklung parallelgeschaltet sind und mit dem zweiten Potential (Vee; Vcc) gekoppelt sind und die zweite Eingangswicklung einen Abgriff hat, welcher mit dem zweiten Ausgang (22; 21) gekoppelt ist; und der dritte Kondensator und die dritte Eingangswicklung parallelgeschaltet sind und mit der fünften Klemme gekoppelt sind und die dritte Eingangswicklung einen Abgriff hat, welcher mit der dritten Klemme gekoppelt ist.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 14, welche ein zwischen die dritte Klemme und den Abgriff der dritten Eingangswicklung geschaltetes lichtemittierendes Bauelement enthält und einen mit der ersten Eingangsklemme und der zweiten Eingangsklemme gekoppelten lichtempfindlichen Widerstand, welcher seinen Widerstandswert in Abhängigkeit von aus dem lichtemittierenden Bauelement emittiertem Licht ändert, enthält.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 7, wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) eine bidirektional leitende Halbleitereinrichtung mit einem ersten Gate, einer ersten Source und einer ersten Drain ist, die erste Klemme mit dem ersten Gate gekoppelt ist, die zweite Klemme mit der ersten Drain gekoppelt ist und die dritte Klemme mit der ersten Source gekoppelt ist; oder die zweite Einrichtung (Q2; Q1) eine bidirektional leitende Halbleitereinrichtung mit einem zweiten Gate, einer zweiten Source und einem zweiten Drain ist, die vierte Klemme mit dem zweiten Gate gekoppelt ist, die fünfte Klemme mit der zweiten Source gekoppelt ist und die sechste Klemme mit der zweiten Drain gekoppelt ist.
Verfahren zum Betreiben einer ersten Einrichtung (Q1; Q2) und einer zweiten Einrichtung (Q2; Q1) in einer elektronischen Schaltung mit einem invertierenden Eingang (11; 12), einem nicht invertierenden Eingang (12; 11) und einem Ausgang (21; 22), bei welchem die erste Einrichtung (Q1; Q2) von einem ersten Leitfähigkeitstyp ist, eine mit dem invertierenden Eingang (11; 12) gekoppelte erste Klemme hat, eine mit dem Ausgang (21; 22) gekoppelte und mit einem ersten Potential (Vcc; Vee) gekoppelte zweite Klemme hat und eine dritte Klemme hat, die zweite Einrichtung (Q2; Q1) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp ist, welcher zum ersten Leitfähigkeitstyp komplementär ist, eine mit dem nicht invertierenden Eingang (12; 11) gekoppelte vierte Klemme hat, eine über eine Kopplung (Z) mit der dritten Klemme gekoppelte fünfte Klemme hat und eine mit einem zweiten Potential (Vee; Vcc), das vom ersten Potential (Vcc; Vee) verschieden ist, gekoppelte sechste Klemme hat, und ein Strom zwischen dem ersten Potential (Vcc; Vee) und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) durch die erste Einrichtung (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) fließt; wobei das Verfahren folgendes umfasst: Empfangen eines ersten Eingangssignals am invertierenden Eingang (11; 12), wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) die Stärke des durch die erste Einrichtung (Q1; Q2) fließenden Stroms in Abhängigkeit vom ersten Eingangssignal ändert; Leiten des Stroms durch die Kopplung (Z), so dass Potentiale innerhalb der Kopplung bezüglich des ersten Potentials (Vcc; Vee) und des zweiten Potentials (Vee; Vcc) schweben; Empfangen eines zweiten Eingangssignals am nicht invertierenden Eingang (12; 11), wobei die zweite Einrichtung (Q2; Q1) die Stärke des durch die zweite Einrichtung (Q2; Q1) fließenden Stroms in Abhängigkeit vom zweiten Eingangssignal ändert; und Liefern eines Ausgangssignals am Ausgang (21; 22), welches ein drittes Potential hat, das vom zweiten Potential (Vee; Vcc) verschieden ist, wobei die Differenz zwischen dem dritten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich gegensinnig mit dem ersten Signal ändert und sich gleichsinnig mit dem zweiten Signal ändert; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) verschiedene Einrichtungstypen sind.
Verfahren zum Betreiben einer ersten Einrichtung (Q1; Q2) und einer zweiten Einrichtung (Q2; Q1) in einer elektronischen Schaltung mit einem Eingang (11; 12), einem ersten Ausgang (21; 22) und einem zweiten Ausgang (22; 21), bei welchem die erste Einrichtung (Q1; Q2) von einem ersten Leitfähigkeitstyp ist, eine mit dem Eingang (11; 12) gekoppelte erste Klemme hat, eine mit dem ersten Ausgang (21; 22) gekoppelte und mit einem ersten Potential (Vcc; Vee) gekoppelte zweite Klemme hat und eine dritte Klemme hat, die zweite Einrichtung (Q2; Q1) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp ist, der zum ersten Leitfähigkeitstyp komplementär ist, eine vierte Klemme hat, eine über eine Kopplung (Z) mit der dritten Klemme gekoppelte fünfte Klemme hat und eine mit dem zweiten Ausgang (22; 21) gekoppelte und mit einem zweiten Potential (Vee; Vcc), das vom ersten Potential (Vcc; Vee) verschieden ist, gekoppelte sechste Klemme hat, und ein Strom zwischen dem ersten Potential (Vcc; Vee) und dem zweiten Potential (Vee; Vee) durch die erste Einrichtung (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) fließt; wobei das Verfahren folgendes umfasst: Empfangen eines Eingangssignals am Eingang (11; 12), wobei die erste Einrichtung (Q1; Q2) die Stärke des durch die erste Einrichtung (Q1; Q2) fließenden Stroms in Abhängigkeit vom ersten Eingangssignal ändert; Leiten des Stroms durch die Kopplung (Z), so dass Potentiale innerhalb der Kopplung (Z) bezüglich des ersten Potentials (Vcc; Vee) und des zweiten Potentials (Vee; Vcc) schweben; Liefern eines ersten Ausgangssignals am ersten Ausgang (21; 22), welches ein drittes Potential hat, das vom zweiten Potential (Vee; Vcc) verschieden ist, wobei die Differenz zwischen dem dritten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich gegensinnig mit dem Eingangssignal ändert; und Liefern eines zweiten Ausgangssignals am zweiten Ausgang (22; 21), welches ein viertes Potential hat, das vom zweiten Potential (Vee; Vcc) verschieden ist, wobei die Differenz zwischen dem vierten Potential und dem zweiten Potential (Vee; Vcc) sich gleichsinnig mit dem Eingangssignal ändert; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (Q1; Q2) und die zweite Einrichtung (Q2; Q1) verschiedene Einrichtungstypen sind.