DE1084760B - Switching arrangement controllable by a light beam with a thread semiconductor arrangement, for example a double base diode - Google Patents
Switching arrangement controllable by a light beam with a thread semiconductor arrangement, for example a double base diodeInfo
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Description
Aus der Literaturstelle »A two-state light activated circuit element using germanium« aus British J. Appl. Phys., 6 (1955), S. 172/173, ist eine Halbleiteranordnung für Schaltzwecke bekanntgeworden, welche aus einer Doppelbasisdiode und einem dazu in Serie geschalteten homogenen Halbleiterwiderstand besteht. Die Strom-Spannungs-Kennlinie dieser Anordnung besitzt einen instabilen Bereich (d. h. einen Bereich fallender Charakteristik), der zwischen zwei stabilen Bereichen angeordnet ist. Die Anordnung kann von dem einen stabilen Zustand auf den anderen stabilen Zustand umgeschaltet werden, indem man Licht abwechselnd auf die Doppelbasisdiode oder auf den homogenen Halbleiterwiderstand fallen läßt.From the reference "A two-state light activated circuit element using germanium" from British J. Appl. Phys., 6 (1955), p. 172/173, a semiconductor device for switching purposes has become known, which consists of a Double base diode and a homogeneous semiconductor resistor connected in series. The current-voltage characteristic this arrangement has an unstable region (i.e. a region of falling characteristic), which is arranged between two stable areas. The arrangement can be of the one stable state can be switched to the other stable state by placing light alternately on the double base diode or drops on the homogeneous semiconductor resistor.
Die vorliegende Erfindung behandelt eine durch einen Lichtstrahl steuerbare Anordnung zum Schalten oder zum Regeln mit einem Fadenhalbleiter, z. B. einer Doppelbasisdiode, die im Gegensatz zu der bekannten Anordnung keinen zusätzlichen Halbleiterwiderstand erfordert. Die Anordnung nach der Erfindung kann zu einer durch einen Lichtstrahl steuerbaren Schaltanordnung mit N stabilen Arbeitspunkten ausgebaut werden. Dabei ist N eine beliebige ganze und positive Zahl.The present invention deals with a controllable by a light beam arrangement for switching or for regulating with a thread semiconductor, z. B. a double base diode which, in contrast to the known arrangement, does not require any additional semiconductor resistance. The arrangement according to the invention can be expanded into a switching arrangement which can be controlled by a light beam and has N stable operating points. N is any whole and positive number.
Bei der durch einen Lichtstrahl steuerbaren Schaltanordnung nach der Erfindung mit einem Fadenhalbleiter (z. B. einer Doppelbasisdiode oder einem Doppelbasistransistor) mit einem η-leitenden (bzw. p-leitenden) Halbleiterkörper und zwei — vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Flächen angeordneten — sperrschichtfrei kontaktierten Basiselektroden, die — gegebenenfalls über einen Begrenzungswiderstand — an einer Gleichspannungsquelle liegen, sowie mit mindestens einer weiteren positiv (bzw. negativ) gegen die negative (bzw. positive) Basiselektrode vorgespannten Emitterelektrode, die oberhalb (bzw. unterhalb) einer bestimmten Vorspannung Minoritätsträger in den Halbleiterkörper des Fadenhalbleiters injiziert, wobei die Emitterelektrode über einen ohmschen Widerstand mit dem positiven (bzw. negativen) Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, wobei gemäß der Erfindung der Widerstand und die Spannungsquelle derart bemessen sind, daß die Kennlinie des Widerstandes die zur Betriebsspannung zwischen den Basiselektroden zugeordnete Kennlinie der unbelichteten Fadenhalbleiteranordnung in einem Arbeitspunkt im stabilen Sperrbereich dieser Kennlinie schneidet, während sie die zur gleichen Betriebsspannung gehörende Kennlinie der belichteten Fadenhalbleiteranordnung nur in einem Arbeitspunkt im Durchlaßbereich trifft.In the switching arrangement according to the invention, which can be controlled by a light beam, with a thread semiconductor (e.g. a double base diode or a double base transistor) with an η-conducting (or p-conducting) Semiconductor body and two - preferably arranged on two opposite surfaces - free of barrier layers contacted base electrodes, which - if necessary via a limiting resistor - to a DC voltage source lie, as well as with at least one other positive (or negative) against the negative (or positive) base electrode biased emitter electrode, which is above (or below) a certain Bias voltage minority carriers are injected into the semiconductor body of the thread semiconductor, whereby the emitter electrode Connected to the positive (or negative) pole of a DC voltage source via an ohmic resistor is, according to the invention, the resistance and the voltage source are dimensioned such that the characteristic of the resistance, the characteristic curve of the unexposed one assigned to the operating voltage between the base electrodes Thread semiconductor arrangement intersects at an operating point in the stable blocking range of this characteristic curve, while they only have the characteristic curve of the exposed thread semiconductor arrangement belonging to the same operating voltage meets at an operating point in the pass band.
Für die Bemessung der Spannungsquelle und des Widerstandes sind gemäß der weiteren Erfindung folgende zwei Möglichkeiten vorgesehen:For the dimensioning of the voltage source and the resistance are according to the further invention the following two options are provided:
A. Der Widerstand und die Spannungsquelle sind derart bemessen, daß die Kennlinie des Widerstandes die der Betriebsspannung zwischen den BasiselektrodenA. The resistance and the voltage source are dimensioned in such a way that the characteristic curve of the resistance that of the operating voltage between the base electrodes
Durch einen LichtstrahlBy a ray of light
steuerbare Schaltanordnungcontrollable switching arrangement
mit einer Fadenhalbleiteranordnung,with a thread semiconductor arrangement,
zum Beispiel einer Doppelbasisdiodefor example a double base diode
Anmelder:Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Dr. Heinz Dorendorf, München,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Heinz Dorendorf, Munich,
has been named as the inventor
zugeordnete Kennlinie der unbelichteten Fadenhalbleiteranordnung nur in einem einzigen Arbeitspunkt, und zwar im stabilen Sperrbereich dieser Kennlinie, schneidet, während sie die zur gleichen Betriebsspannung gehörende Kennlinie der belichteten Fadenhalbleiteranordnung nur in einem Arbeitspunkt im Durchlaßbereich trifft.assigned characteristic curve of the unexposed thread semiconductor arrangement only in a single operating point, and although it is in the stable blocking range of this characteristic, it intersects the one belonging to the same operating voltage Characteristic of the exposed thread semiconductor arrangement only meets at one operating point in the pass band.
B. Der Widerstand und die Spannungsquelle sind derart bemessen, daß die Kennlinie des Widerstandes die zur Betriebsspannung zwischen den Basiselektroden zugeordnete Kennlinie der unbelichteten Fadenhalbleiteranordnung in einem Arbeitspunkt im stabilen Sperrbereich und in einem weiteren stabilen Arbeitspunkt im Flußbereich dieser Kennlinie schneidet, während sie die zur gleichen Betriebsspannung gehörende Kennlinie der belichteten Fadenhalbleiteranordnung nur im Flußbereich trifft. Dabei ist die Emitterelektrode über einen Widerstand mit dem positiven (bzw. negativen) Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden, wobei der Widerstand und die Spannungsquelle so bemessen sind, daß das soeben beschriebene Verhalten der Kennlinien eintritt.B. The resistance and the voltage source are dimensioned such that the characteristic curve of the resistance to the Operating voltage between the base electrodes associated characteristic curve of the unexposed thread semiconductor arrangement in one working point in the stable blocking range and in another stable working point in The flow range of this characteristic line intersects while it intersects the characteristic line belonging to the same operating voltage exposed thread semiconductor arrangement meets only in the flow area. The emitter electrode is over a Resistance connected to the positive (or negative) pole of a DC voltage source, the resistance and the voltage source are dimensioned in such a way that the behavior of the characteristic curves just described occurs.
Fig. 1 a zeigt die Schaltung einer Anordnung nach der Erfindung unter Verwendung einer Doppelbasisdiode mit einem η-leitenden Halbleiterkörper H, z. B. aus Silizium oder Germanium, und den beiden sperrschichtfrei angebrachten Basiselektroden B1, B2, zwischen denen eine Gleichspannung U liegt (B1 = negative, B2 — positive Basiselektrode). D ist im vorliegenden Beispiel eine in den Halbleiterkörper H der Doppelbasisdiode einlegierte Emitterelektrode aus Akzeptormaterial, welche mit dem Halbleiterkörper H einen p-n-Übergang bildet und bei genügend hoher Vorspannung Minoritätsträger in den Halbleiterkörper H der Diode injiziert. Die Elektrode D liegt über einen Widerstand R am Pluspol einer Gleichspannungsquelle V, deren Minuspol mit B1 verbunden ist. Gegebenenfalls kann auch noch im Stromkreis zwischen den Basiselektroden und der Gleichspannungsquelle U ein Begrenzungswiderstand i?& vorgesehen sein.Fig. 1 a shows the circuit of an arrangement according to the invention using a double base diode with an η-conductive semiconductor body H, z. B. made of silicon or germanium, and the two base electrodes B 1 , B 2 attached without a barrier layer, between which there is a direct voltage U (B 1 = negative, B 2 - positive base electrode). In the present example, D is an emitter electrode made of acceptor material alloyed in the semiconductor body H of the double base diode, which forms a pn junction with the semiconductor body H and injects minority carriers into the semiconductor body H of the diode when the bias voltage is sufficiently high. The electrode D is connected via a resistor R to the positive pole of a direct voltage source V, the negative pole of which is connected to B 1 . If necessary, a limiting resistor i? & Can also be provided in the circuit between the base electrodes and the DC voltage source U.
009 549/297009 549/297
Fig. Ib zeigt einige Kennlinien UD = / (In) tür U > 0 Belichtung ein stetiges Hinübergleiten vom FlußzustandFig. Ib shows some characteristic curves U D = / (In) for U > 0 exposure a steady sliding over from the flow state
mit der Betriebsspannung U als Parameter. Dabei ist In in den Sperrzustand.with the operating voltage U as a parameter. Here in is in the off state.
. der die Elektrode D passierende Strom und Un die Span- Die Bedingung A, b) kann aber auch erfüllt sein, wenn. the current passing through the electrode D and Un the span but the condition A, b) can also be fulfilled if
nung zwischen der Elektrode D und der Elektrode B1. . man ■voltage between electrode D and electrode B 1 . . man ■
Mit kleiner werdendem U verschieben sich die Kennlinien 5 ( dUn \unbelit;htet U becomes smaller, the characteristics 5 (DUN \ move unbelit; htet
nach unten. Im fallenden "Bereich der Kennlinie ist die & 9Ίπ <- I "qJZT J _downward. In the falling "area of the characteristic, the & 9Ίπ <- I " qJZT J _
Steigung an der Spitze zwischen Sperr- und Flußbereich D~ Slope at the top between the restricted area and the flow area D ~
am größten. Sie ist näherungsweise durch die Ableitung macht. In diesem Falle folgtthe biggest. It is approximated by the derivative power. In this case it follows
dUp\ /gf/^ unbelichtet dUp \ / gf / ^ unexposed
XOXO
gegeben. Die Doppelbasisdiode sei zunächst unbelichtet, odergiven. The double base diode is initially unexposed, or
unbelichtetunexposed
dindin
ID=0I D = 0
und die Betriebsspannung U sei fest vorgegeben. Die zugehörige
Kennlinie ist als Kurve I mit der Spitze ai in A, b2) R
<
Fig. 1 c eingezeichnet. Durch Belichtung des Halbleiter- 15
körpers der Diode, vor allem zwischen B1 und D, wird Hier gibt es also beim Übergang vom belichteten Zudieser
Bereich durch Photoeffekt niederohmiger, so daß stand in den unbelichteten Zustand Übergangskennder
Spannungsabfall längs H zwischen B1 und B2 sich — linien, die von der Widerstandsgeraden III sowohl im
je nach Intensität der Belichtung — mehr oder weniger Flußbereich als auch im Sperrbereich geschnitten werden,
auf das Gebiet zwischen B2 und D zusammendrängt. Da D ao Da aber die dem unbelichteten Zustand entsprechende
gegenüber B1 stets positiv vorgespannt ist, kommt die Kennlinie I keinen Schnittpunkt mit der Widerstands-Diode
dabei in Flußrichtung. Im Kennlinienbild wirkt geraden III im Flußbereich besitzt, so kippt nach Wegsich
das so aus, als ob die Betriebsspannung U erniedrigt nähme der Belichtung die Diode vom Flußbereich in den
würde. Die zu einer gegebenen Betriebsspannung U der stabilen Sperrbereich. Ein Kippvorgang erfolgt also nur
belichteten Doppelbasisdiode gehörende Kennlinie II 25 bei Wahl der Bemessungsvorschrift A, b2).
liegt daher stets unterhalb der Kennlinie I der unbeüch- Um eine möglichst große Empfindlichkeit der Anordteten
Diode und besitzt einen ähnlichen Verlauf wie eine nung zu erzielen, wird man V — selbstverständlich unter
Kennlinie der unbelichteten Diode, die einer kleineren Beachtung von A, a) — möglichst groß wählen und R
Betriebsspannung U zugeordnet ist. Allgemein liegt die nicht größer machen, als es auf Grund der Forderung
Kennlinie der belichteten Diode um so tiefer, je größer 30 A, b) unbedingt erforderlich ist. Bei Wahl der Bedie
Intensität der Belichtung ist. Bei einer bestimmten messungsvorschrift A, b2) für den Widerstand R ist dies
Intensität der Belichtung nehme sie den in Fig. 1 c mit II von selbst gewährleistet,
bezeichneten Verlauf. Sind R und V gemäß der Bemesstingsvorsehrift A, d. h.and the operating voltage U is fixed. The associated characteristic is shown as curve I with the peak ai in A, b 2 ) R <
Fig. 1 c is drawn. By exposing the semiconductor 15
The body of the diode, especially between B 1 and D, is here at the transition from the exposed to this area due to the photo effect of lower resistance, so that there was a transition characterizing voltage drop along H between B 1 and B 2 in the unexposed state - lines that go from the resistance line III both in the more or less flow area, depending on the intensity of the exposure, as well as in the blocked area, to the area between B 2 and D are pressed together. Since D ao Since, however, the one corresponding to the unexposed state is always positively biased with respect to B 1 , the characteristic curve I does not come to an intersection with the resistor diode in the flow direction. In the characteristic curve image, a straight line III acts in the flux area, so after Wegs it turns out as if the operating voltage U were lowered, the diode would move from the flux area into the exposure. The stable blocking range for a given operating voltage U. A flip-over process therefore only takes place with the characteristic curve II 25 belonging to the exposed double-base diode when the dimensioning rule A, b 2 ) is selected.
therefore always lies below the characteristic curve I of unbeüch- To the greatest possible sensitivity of the Anordteten diode and has a similar profile to achieve such a voltage, it is V - of course under curve of the unexposed diode, a smaller compliance with A, a) - Choose as large as possible and R is assigned to operating voltage U. In general, do not make the larger than it is absolutely necessary due to the requirement characteristic of the exposed diode, the larger 30 A, b). When choosing the control the intensity of the exposure is. In the case of a certain measurement rule A, b 2 ) for the resistance R , this is the intensity of the exposure.
designated course. If R and V are A, ie
Die in Fig. 1 c ebenfalls eingezeichnete Kennlinie III nach den Vorschriften A, a) und A, b) gewählt, so arbeitetThe characteristic curve III, also drawn in FIG. 1 c, is selected according to regulations A, a) and A, b), so works
des Widerstandes R ist als Funktion durch den Aus- 35 die Anordnung nach der Erfindung im unbelichteten Zu-of the resistor R is as a function of the 35 the arrangement according to the invention in the unexposed
druck Un = V — R · In gegeben; sie ist also eine Gerade, stand auf einem Arbeitspunkt X1 im stabilen Sperr-pressure Un = V - R · In given; it is therefore a straight line, stood at an operating point X 1 in the stable blocking
deren Neigung durch tg<p„, =—R gegeben ist und die bereich. Die Diode ist also gesperrt. Bei genügenderwhose inclination is given by tg <p ", = - R and the area. So the diode is blocked. With enough
die Ordinatenachse in der Höhe der Spannung V schnei- Intensität eines auf den Halbleiterkörper der Doppelbasis-the ordinate axis at the level of the voltage V snow intensity of a on the semiconductor body of the double base
det. Sie soll gemäß der ersten Bemessungsmöglichkeit diode zwischen D und B1 auftreffenden Lichtstrahles gehtdet. According to the first measurement option, it should go between D and B 1 of the incident light beam
nach der Erfindung die Kennlinie I der unbelichteten 40 die Kennlinie I in den Zustand II und der Arbeitspunkt X1 According to the invention, the characteristic curve I of the unexposed 40, the characteristic curve I in state II and the operating point X 1
Doppelbasisdiode nur in einem Arbeitspunkt X1, der im in den Arbeitspunkt X2 über. Die Diode kippt also inDouble base diode only in one working point X 1 , which in the working point X 2 over. So the diode flips in
stabilen Sperrbereich, d. h. links von der Spitze ατ, liegt, Flußrichtung. Nach Wegnahme der Belichtung stellt sichstable blocking area, ie to the left of the tip α τ , lies, flow direction. After the exposure is removed
schneiden, während sie die Kennlinie II der belichteten der ursprüngliche Zustand wieder ein. Die Kennlinie gehtcut while the characteristic curve II of the exposed the original state again. The characteristic goes
Doppelbasisdiode nur in einem Arbeitspunkt X2 im Fluß- wieder in den Zustand I, über und der Arbeitspunkt kehrtDouble base diode only in one working point X 2 in the flow back into state I, over and the working point reverses
bereich, d. h. rechts von der Spitze «u, treffen soll. 45 wieder an die ursprüngliche Stelle X1 zurück. Die Diodearea, ie to the right of the tip «u. 45 back to the original location X 1 . The diode
Diese Forderung wird mit Sicherheit erfüllt, wenn man geht also nach Beendigung der Belichtung wieder in denThis requirement is met with certainty, so if you go back into the after the end of the exposure
V derart wählt, daß die Bedingung Sperrzustand über. Dabei ist dieser Übergang ein Kipp- V selects such that the lock state condition is over. This transition is a tilting
A a) /£T\unbeEchtet ^ γ y, tjj \ belichtet Vorgang, wenn der Widerstand R gemäß der Bedin- 1O=0 iß=o gung A, b2) gewählt ist. Bei erneuter Belichtung wiedererfüllt ist, und man ferner dafür Sorge trägt, daß A, b) der 50 holt sich das gleiche Spiel. Bei Wahl der Bemessungsvor-Neigungswinkel <pm der Widerstandsgeraden III kleiner schrift A erhält man also eine Schaltanordnung, welche ist als der Neigungswinkel ■& der durch den auf der Ordi- bei Belichtung offen und im verdunkelten Zustand genate (Γ/zrAchse) in der Höhe der gemäß A, a) gewählten sperrt ist.A a) / T £ \ unbeEchtet ^ γ y, tjj \ exposed process when the resistance R in accordance with the condi- 1 O 0 = = o ISS supply A, is selected b 2). When the exposure is renewed, it is met again, and care is also taken that A, b) the 50 gets the same game. If the design pre-inclination angle <p m of the resistance straight line III lowercase A is selected, a switching arrangement is obtained which is defined as the inclination angle ■ & that generated by the on the ordi- in exposure and in the darkened state (Γ / zrAxis) in the The amount of the locks selected in accordance with A, a) is.
Spannung V liegenden Punkt P an die Kennlinie I ge- . Zum Verständnis der Bemessungsmöglichkeit B nachVoltage V lying point P on the characteristic curve I ge. To understand the dimensioning option B.
legten Tangente T. ■ 55 der Erfindung sei auf Fig. 1 d verwiesen. I und II bedeutenlaid tangent T. ■ 55 of the invention, reference is made to Fig. 1d. I and II mean
Die Bedingung A, b) ist erfüllt, wenn man wieder die Kennlinien Un = f (In) der DoppelbasisdiodeCondition A, b) is fulfilled when the characteristics Un = f (In) of the double base diode are used again
/ a TT unbelichtet ^ unbelichteten bzw. im belichteten Zustand bei einer/ a TT unexposed ^ unexposed or in the exposed state for a
tg<pm<(——— ] gegebenen Betriebsspannung U. Jetzt soll die Kenn-tg <p m <(———] given operating voltage U. Now the characteristic
V 3Id }ΐΰ=ο linie UD = V— R-In des Widerstandes R (die wiederV 3 Id} ΐ ΰ = ο line U D = V - R-In of the resistor R (which again
wählt. 60 mit III bezeichnet ist) die Kennlinie I der unbelichtetenchooses. 60 is denoted by III) the characteristic curve I of the unexposed
Da tg φΐα — —R ist, folgt Doppelbasisdiode in einem Arbeitspunkt Y1 im stabilenSince tg φ ΐα - - R , double base diode follows in an operating point Y 1 in the stable
/ QTJD vunbeiichtet Sperrbereich, also links von der Spitzeαι, und in einem/ QTJ D of the restricted area, ie to the left of the tip αι, and in one
—R < [~kj—j weiteren stabilen Arbeitspunkt Y2 im Flußbereich schnei-- R < [~ kj -j intersect another stable working point Y 2 in the flow area.
D JiJ)^o (jeil) während sie die Kennlinien der belichteten Diode D JiJ) ^ o (j eil) while they show the characteristics of the exposed diode
oder 65 nur in einem Arbeitspunkt Y3 im Flußbereich treffen soll.or 65 should only meet at one working point Y 3 in the flow area.
I 9 Uj) unbeiichtet Hierzu ist die ForderungI 9 Uj) Voluntary i o r tet For this is the demand
'" Λ> . —= . unbelichtet F . ITT ,belichtet'"Λ>. - =. Unexposed F. ITT , exposed
i ϋΐη ,IjJ=O B, a) (Un)Iü=zD >V>(UD)Ii)=D i ϋΐη, IjJ = O B, a) (Un) Iü = zD >V> (U D ) Ii) = D
Wählt man den Widerstand R gemäß der Bemessungs- zu erfüllen. Außerdem muß dafür Sorge getragen werden,One chooses the resistance R according to the design to be met. In addition, care must be taken
Vorschrift A, bj, so erhält man nach Wegnahme der 70 daß B, b) der Neigungswinkel <pUi der Widerstandsge-Rule A, bj, after removing the 70 one gets that B, b) the angle of inclination <p U i of the resistance
1 UÖ4 / DU
5 6 1 UÖ4 / DU
5 6
raden III größer ist als der Neigungswinkel d- der durch tung in Flußrichtung bleiben. Eine Rückkehr in den
den auf der Ordinate (Ud-Achse) in der Höhe der gemäß Anfangszustand läßt sich z. B. erreichen, wenn man die
B, a) gewählten Spannung V liegenden Punkt P an die Spannungsquelle V ab- und wieder anschaltet.
Kennlinie I gelegten Tangente T. Bei den bisher beschriebenen kombinierten Anord-Raden III is greater than the angle of inclination d- which remain through direction in the flow direction. A return to the on the ordinate (Ud axis) at the level of the initial state can be, for. B. achieve if the B, a) selected voltage V lying point P to the voltage source V off and on again.
Characteristic line I laid tangent T. With the combined arrangement described so far
Zur Erfüllung der Bedingung B, b) ist notwendig, daß 5 nungen gemäß der Erfindung arbeitete jedes Schaltelement der Anordnung unabhängig von dem anderen. Diese Unabhängigkeit wird aufgehoben, wenn man gemäß einer Fortbildung der Erfindung einen weiterenTo fulfill condition B, b) it is necessary that each switching element worked 5 voltages according to the invention the arrangement independent of the other. This independence is abolished if one according to a further development of the invention another
B, I)1) 22 <B, I) 1 ) 22 <
ist. Die Bedingung B, bx) ist jedoch — im Gegensatz zu ohmschen Widerstand R0 vorsieht, der zwischen den der Bedingung B, b) — nicht unbedingt hinreichend. Bei io JV Schaltelementen und der gemeinsamen Spannungs-Erfüllung der Bedingungen B, a) und B, b) tritt neben quelle V, welche die Vorspannung für die Emitterelekden stabilen Arbeitspunkten Y1 und Y2 auf der Kenn- troden D liefert, derart geschaltet ist, daß er mit den linie I noch ein weiterer labiler Arbeitspunkt L auf. Widerständen R in Serie liegt. Eine solche Anordnungis. However, the condition B, b x ) is - in contrast to ohmic resistance R 0 , which provides between that of the condition B, b) - not necessarily sufficient. With io JV switching elements and the common voltage fulfillment of the conditions B, a) and B, b) occurs next to source V, which supplies the bias voltage for the emitter electrodes stable operating points Y 1 and Y 2 on the characteristic electrodes D is connected in this way that he has another unstable working point L with the line I. Resistors R is in series. Such an arrangement
Im unbelichteten Zustand arbeitet die Anordnung in ist in Fig. 2 mit JV = 3 Doppelbasisdioden für den FallIn the unexposed state, the arrangement in FIG. 2 operates with JV = 3 double base diodes for the case
dem durch den Schnittpunkt Y1 im stabilen Sperrbereich 15 η-leitender Halbleiterkörper der Dioden dargestellt,the η-conducting semiconductor body of the diodes represented by the intersection point Y 1 in the stable blocking region 15,
definierten Zustand. Die Anordnung ist also gesperrt. In Fig. 2 a sei A ein Punkt am Ausgang des Wider-defined state. The arrangement is therefore blocked. In Fig. 2 a, let A be a point at the output of the resistor
Bei Belichtung geht die Kennlinie der Doppelbasisdiode Standes R0. Das Potential dieses Punktes gegenüber derWhen exposed, the characteristic of the double base diode goes to R 0 . The potential of this point over the
von der Kurve I in die Kurve II über. Dabei wandert der Basiselektrode B1 mit dem niedrigeren Potential, d. h.from curve I to curve II. The base electrode B 1 migrates with the lower potential, ie
Arbeitspunkt nach Y3, dem Schnittpunkt der Kenn- die Spannung Va, übernimmt dann bei AnwendungThe operating point according to Y 3 , the intersection of the characteristic voltage Va, then takes over when used
linie II mit der Widerstandsgeraden III, der im Fluß- 20 eines gemeinsamen Widerstandes R0 die Rolle, die beiline II with the resistance straight line III, the role in the flow 20 of a common resistance R 0 , which at
bereich liegt. Nach Wegnahme der Belichtung wandert den bisher beschriebenen Anordnungen der festenarea lies. After removing the exposure, the previously described arrangements of the fixed moves
der Arbeitspunkt längs der Widerstandsgeraden III zu Spannung V zukam: die Kennlinie der Widerstände R the working point along the resistance line III to voltage V came to: the characteristic of the resistances R
dem stabilen Arbeitspunkt Y2 auf der Kennlinie I der schneidet die Ordinatenachse im ÜO/Jß-Diagramm inthe stable working point Y 2 on the characteristic curve I of the intersects the ordinate axis in the ÜO / Jß diagram in
unbelichteten Diode, der ebenfalls im Flußbereich liegt. der Höhe Va- Die Spannung Va ist gemäß Va = V—^o "Xdunexposed diode, which is also in the flow area. the height Va- The voltage Va is according to Va = V - ^ o "Xd
Die Doppelbasisdiode bleibt also leitend. Um sie wieder 25 durch den Spannungsabfall längs des Widerstandes R0 The double base diode therefore remains conductive. To them again 25 by the voltage drop across the resistor R 0
in den Sperrbereich zu bringen, kann man z. B. die bedingt und hängt damit von der Gesamtheit JjJ derBring into the restricted area, you can z. B. which is conditional and thus depends on the totality of JjJ der
Spannung V kurzzeitig ausschalten. über die Elektroden D fließenden Ströme ab. HierdurchSwitch off voltage V briefly. Currents flowing through the electrodes D. Through this
Auch in diesem Falle wird man die Spannung V — wird eine Kopplung zwischen den JV verwendeten Teilselbstverständlich unter Beachtung der Vorschrift B, a) — anordnungen bewirkt. In this case, too, the voltage V - a coupling between the JV parts used will of course be effected in compliance with rule B, a) - arrangements.
möglichst groß wählen, um eine große Empfindlichkeit 30 Zunächst sei der Widerstand R0 von Null bis zu beliebigChoose as large as possible in order to achieve a high sensitivity. First, let the resistance R 0 be from zero to arbitrary
der Anordnung zu erzielen. Einer beliebigen Verkleine- hohen Werten einstellbar und die Spannungsquelle V to achieve the arrangement. Any desired low-high values can be set and the voltage source V
rung von R sind nach obigem keine Grenzen gesetzt. so bemessen, daß bei gegebener Betriebsspannung U According to the above, there are no limits to the value of R. dimensioned so that for a given operating voltage U
Diese werden vielmehr durch praktische Erwägungen sämtliche Doppelbasisdioden der Anordnung in unbe-Rather, through practical considerations, these are all double base diodes of the arrangement in
gegeben. Man wird nämlich dafür sorgen, daß sich die lichtetem Zustand bei R0 = 0 in Flußrichtung liegen.given. It will be ensured that the cleared states are in the direction of flow at R 0 = 0.
Anordnung im Flußzustand möglichst wenig erwärmt und 35 Dann ist Va = V. Durch sukzessive Vergrößerung von R0 Arrangement in the flow state heated as little as possible and 35 Then Va = V. By successively increasing R 0
deshalb den stabilen Arbeitspunkt Y2 möglichst weit sinkt das Potential Va des Punktes A monoton abtherefore the stable working point Y 2 as far as possible, the potential Va of point A decreases monotonically
links auf der Kennlinie I legen. Man wird also R nicht und damit auch das Potential der Emitterelektroden D. to the left on characteristic curve I. So one does not get R and thus also the potential of the emitter electrodes D.
wesentlich kleiner machen, als bei gegebener Spannung V Wären sämtliche Doppelbasisdioden der Anordnung inmake it much smaller than at a given voltage V would all double base diodes of the arrangement in
erforderlich ist, um die beiden Schnittpunkte Yx und Y2 aller Strenge gleich, so müßten sie, wenn Vj. einenis necessary to make the two intersection points Y x and Y 2 of all severity equal, they would have to, if Vj. a
mit Sicherheit zu erreichen. 40 bestimmten kritischen Wert unterschreitet, gleichzeitigto achieve with certainty. 40 falls below a certain critical value, at the same time
JV Schaltelemente der Erfindung lassen sich zu einer in Sperrichtung kippen. In Wirklichkeit ist eine der-Anordnung mit JV stabilen Arbeitspunkten zusammen- artige Gleichmäßigkeit nicht erreichbar. Es wird deshalb schalten. Dies geschieht, indem JV gleichartige und in der eine Diode der Anordnung nach der anderen in Sperr-Größe ihrer Schaltelemente gleichgewählte Anordnungen richtung kippen. Dieser Effekt ist durch sukzessive mit η-leitenden (bzw. p-leitenden) Halbleiterkörpern der 45 Vergrößerung von R0 stets erreichbar, gleichgültig wie bisher beschriebenen Art, deren Widerstand R entweder zunächst die Widerstände R der Anordnung bestimmt nur nach der Bemessungsmöglichkeit A oder nur nach der sind. Von der Erfindung werden jedoch folgende beiden Bemessungsmöglichkeit B gewählt ist, derart parallel ge- Möglichkeiten des Verhaltens der Anordnungen anschaltet werden, daß jede der EmitterelektrodenD über gestrebt:JV switching elements of the invention can be toggled into a reverse direction. In reality, it is not possible to achieve uniformity combined with JV stable working points. It will therefore switch. This is done by JV similar and in the one diode of the arrangement after the other in the blocking size of their switching elements toggle the same selected arrangements direction. This effect can always be achieved by successively using η-conducting (or p-conducting) semiconductor bodies with an enlargement of R 0 , regardless of the type described so far, the resistance R of which either initially determines the resistances R of the arrangement only according to the dimensioning option A or only after are. The invention, however, selects the following two dimensioning options B, so that options for the behavior of the arrangements are switched on in parallel that each of the emitter electrodes D strives:
je einen gleich großen Widerstand R mit dem positiven 50 Erste Möglichkeit: Bei unbelichteter Anordnung sollen
(bzw. negativen) Pol einer gemeinsamen Spannungs- sämtliche Doppelbasisdioden der Anordnung in Sperrquelle
V verbunden ist, deren Minuspol (bzw. Pluspol) richtung liegen. Bei Belichtung soll nur eine einzige — und
sowie der Minuspol (bzw. Pluspol) einer zweiten, zwischen zwar die jeweils von einem Lichtstrahl getroffene — Diode
den Basiselektroden B1, B2 sämtlicher verwendeter Faden- offen sein, während die übrigen nach wie vor in Sperrhalbleiteranordnungen
der Anordnung liegenden Span- 55 richtung liegen sollen. Nach Wegnahme der Belichtung
nungsquelle U an der Basiselektrode B1 mit dem niedri- sollen wieder alle Dioden gesperrt sein,
geren (bzw. höheren) Potential liegt. Gemäß den beiden Zweite Möglichkeit: Bei unbelichteter Anordnung
Grundmöglichkeiten A, B ergeben sich dann zwei Fälle, soll nur eine Diode offen sein. Fällt der Lichtstrahl auf
die für Anordnungen mit Doppelbasisdioden kurz darge- eine beliebige andere Diode der Anordnung, so soll diese
stellt werden sollen. 60 in Flußrichtung schalten, während die vorher offenean equally large resistor R with the positive 50. First possibility: With an unexposed arrangement (or negative) pole of a common voltage, all double base diodes of the arrangement should be connected in blocking source V whose negative (or positive) pole are in the direction. During exposure, only a single diode - and the negative pole (or positive pole) of a second, between the one struck by a light beam - diode and the base electrodes B 1 , B 2 of all thread used should be open, while the others are still in Blocking semiconductor arrangements of the arrangement should lie in the lying span direction. After removing the exposure source U on the base electrode B 1 with the low, all diodes should be blocked again,
higher (or higher) potential. According to the two Second possibility: With an unexposed arrangement of basic possibilities A, B there are two cases, if only one diode is to be open. If the light beam falls on any other diode in the arrangement, which is briefly shown for arrangements with double base diodes, then this should be presented. 60 switch in the flow direction while the previously open
Wählt man die Spannung V und die Widerstände R Diode in Sperrichtung kippt. Stets soll nur eine einzigeIf you choose the voltage V and the resistors R, the diode flips in the reverse direction. Only one should always
nach der Bemessungsmöglichkeit A, so erhält man eine Diode in Flußrichtung liegen.according to the dimensioning option A, one obtains a diode lying in the direction of flow.
Anordnung, bei der die jeweils vom Licht getroffenen Zunächst werde die erste Möglichkeit näher betrachtet.Arrangement in which the light struck each time, the first possibility will be examined more closely.
Doppelbasisdioden offen sind, während die übrigen in Man erreicht sie, wenn man gemäß der Erfindung dafürDouble base diodes are open, while the rest of them are achieved if one for this according to the invention
Sperrichtung liegen. Nach Wegnahme der Belichtung 65 sorgt, daß die Kennlinie der Widerstände R bei un-Blocking direction lie. After removal of the exposure 65 ensures that the characteristic curve of the resistors R at un-
gehen alle Dioden in Sperrichtung. belichteter Anordnung die Kennlinie I Uo = f (Id) all diodes go in reverse direction. exposed arrangement the characteristic curve I Uo = f (Id)
Wählt man dagegen die Spannung V und die Wider- jeder Doppelbasisdiode der Anordnung nur in einemIf, on the other hand, one chooses the voltage V and the resistors of each double base diode of the arrangement only in one
stände R nach der Bemessungsmöglichkeit B, so erhält einzigen Arbeitspunkt X1 im Sperrbereich schneidet,if R were based on the dimensioning option B, then the only operating point X 1 intersects in the restricted area,
man eine Anordnung, bei der sämtliche vom Licht ge- während sie die Kennlinien der belichteten Dioden nurone an arrangement in which all of the light while they only the characteristics of the exposed diodes
troffenen Doppelbasisdioden nach Wegnahme der Beiich- 70 im Flußbereich trifft. Es ist hier also die Grundvorschrift Ahit double base diodes after removal of the Beiich 70 hits in the flow area. So it is the basic rule A here
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für alle Dioden der Anordnung zu erfüllen, wobei die FΆτηαχ, demunteren, P', die Spannung Va min zu. Damitfor all diodes of the arrangement, where the F Άτηαχ, below, P ', the voltage Va min to. In order to
veränderliche Spannung Va an die Stelle der festen ist die Bedingungvariable voltage Va in place of the fixed one is the condition
Spannung V tritt. _ .unbeUchtet ^17 . /TT .bdfchtetVoltage V occurs. _. not affected ^ 17 . / TT. Afraid
Die Fig. 2 b zeigt die Kennlinien einer beliebigen \'-Ί))Ιΐ)=.ο -> ν a >■ y-> d) Ιχ)-.ο Doppelbasisdiode der Anordnung bei einer gegebenen 5Fig. 2 b shows the characteristics of any \ '- Ί)) Ιΐ) = . ο -> ν a> ■ y-> d) Ιχ) -. ο Double base diode of the arrangement for a given 5
Betriebsspannung U und einer gegebenen Intensität für die beiden Spannungswerte Va max und Va min des steuernden Lichtsignals. I sei die Kennlinie im un- erfüllt. Da Va max wegen der Vernachlässigbarkeit der belichteten Zustand, und II sei die Kennlinie im be- Sperrströme gleich V ist, hat man gleichzeitig auch die lichteten Zustand. Die entsprechenden Kennlinien der Spannung V festgelegt. Die Widerstände R werden übrigen Dioden der Anordnung sollen sich möglichst io gemäß der Bedingung A, b) festgelegt. Dies kann einfach gut mit diesen Kennlinien decken. Dann wird die soeben so geschehen, daß man durch den Punkt P auf der genannte Forderung erfüllt, wenn erstens Va so ein- Ordinatenachse, dem die Spannung Va max zugeordnet gestellt ist, daß entsprechend der Bedingung A, a) für ist, eine Widerstandsgerade III legt, welche die Kenn- Va stets linie I nur in einem Arbeitspunkt X1 im stabilen Sperr- ,jj »unbeiichtet γ ,Tj ^belichtet 15 bereich schneidet. Die Gerade III entspricht der Lage \u0IiJ)=O -^ A^ ^DJ7J3=O der Kennlinie der Widerständet bei unbelichteter gilt. Anordnung, d. h. wenn alle Dioden gesperrt sind. Die Da beim Umkippen einer beliebigen Doppelbasisdiode parallel zu III durch den der Spannung Va min entder Anordnung infolge Belichtung sich der durch den sprechenden Punkt P' auf die Ordinatenachse gelegte Widerstand R0 fließende Strom ändert, so folgt aus dieser 20 Gerade III' gibt die Lage der Kennlinie des WiderBedingung Standes R an, wenn eine der Dioden belichtet ist. SieOperating voltage U and a given intensity for the two voltage values Va max and Va min of the controlling light signal. I is the characteristic curve in unfulfilled. Since Va max is equal to V because of the negligibility of the exposed state, and II let the characteristic curve in the reverse currents be equal to V, one also has the illuminated state at the same time. The corresponding characteristics of the voltage V are defined. The resistors R are the remaining diodes of the arrangement should be determined as possible according to condition A, b). This can simply cover well with these characteristics. Then this will just be done in such a way that the above requirement is met by point P if, firstly, Va is such an ordinate axis to which the voltage Va max is assigned that, in accordance with condition A, a) for, a resistance line III sets which the characteristic Va always intersects line I only at one working point X 1 in the stable blocking , jj »unexposed γ, T j ^ exposed 15 area. The straight line III corresponds to the position \ u0 IiJ) = O - ^ A ^ ^ DJ 7 J 3 = O the characteristic curve of the resistance with unexposed applies. Arrangement, ie when all diodes are blocked. The Since by which the voltage Va min entder arrangement as a result of exposure to the case of overturning of any double base diode in parallel with III by the speaking point P 'on the ordinate axis designated resistance R 0 changes the current flowing, it follows from this 20 straight III' indicates the location the characteristic of the WiderCondition level R when one of the diodes is exposed. she
schneidet die Kennlinie II der belichteten Diode natur-intersects characteristic curve II of the exposed diode naturally
> VAmax, gemäß nur in einem Arbeitspunkt X2 im Flußbereich.> VAmax, according to only at one working point X 2 in the flow area.
.belichtet Der diesem Arbeitspunkt zugeordnete Strom sei mit.exposed The current assigned to this operating point is assumed with
> {Uo)> {Uo)
,-belichtet, -exposed
Dabei ist VAmax der Maximalwert der Spannung Va VAmax is the maximum value of the voltage Va
zwischen dem Punkt A am Ausgang des Widerstandes R0 bezeichnet. Sein Wert kann unmittelbar an der Abszisse
und der Basiselektrode B1. Da die Sperrströme der abgelesen werden
Anordnung zu vernachlässigen sind, wird VAmax ^V. 30
Andererseits ist VAmin der Minimalwert der Spannung Va, ^115 refers between the point A at the output of the resistor R 0th Its value can be found directly on the abscissa and the base electrode B 1 . Since the reverse currents of the arrangement to be read are negligible, VAmax ^ V. 30th
On the other hand, VAmin is the minimum value of the voltage Va, ^ 115
der praktisch nur vom Flußstrom der belichteten Doppel- VAmax = V, which practically only depends on the flow of the exposed double VAmax = V,
basisdiode gemäß γ^ = γ _base diode according to γ ^ = γ _
7 VAmin^V-R0-I™ichtet 35 folgt 7 V A mi n ^ VR 0 -I ™ icht 35 follows
τ/ -rj- ρ ,-belichtetτ / -rj- ρ, -exposed
' Amax— r Amin — λ0 · ■>■ D $luß · 'Amax - r Amin - λ 0 · ■> ■ D $ lu ß ·
bestimmt wird. Die Größe dieses Flußstromes hängt vonis determined. The size of this river flow depends on
der Neigung der Kennlinie des Widerstandes R ab. Da Va max — Va min gleich dem Abstand der beidenthe slope of the characteristic curve of the resistor R. Da Va max - Va min equals the distance between the two
Dieser ist in Übereinstimmung mit der Bedingung A, b) Punkte P und P' ist und auch I0 Muß bekannt ist, ist so zu wählen, daß der Neigungswinkel <pm der Wider- 40 auch die Größe des gemeinsamen Widerstandes R0 standsgeraden III kleiner ist als der Neigungswinkel $ bekannt, während die Größe von R aus der Neigung der der durch den auf der Ordinate (UzrAchse) in der Höhe Kennlinie III sofort abgelesen werden kann. Es ist der Spannung VAmax liegenden Punkt P an die Kenn- günstig, wenn die beiden Punkte P und P' nicht zu nahe linie I der unbelichteten Dioden gelegten Tangente T. beieinander liegen. Unter Umständen wird man auch Da Va max praktisch gleich groß wie V ist, so muß man, 45 darauf achten, daß der Abstand des Punktes P (der wenn man die erste Einstellungsmöglichkeit erreichen der Spannung Va max zugeordnet ist) von dem Schnittwill, der Spannung F gemäß der Bedingung punkt der Kennlinie II nut der Ordinatenachse größer ...... ,.,·,.*,. ist als der doppelte Abstand der beiden Punkte P und P'. This is in accordance with the condition A, b) points P and P 'and also I 0 Mu ß is known, is to be chosen so that the angle of inclination <p m of the resistance 40 also the size of the common resistance R 0 straight line III is known to be smaller than the angle of inclination $, while the size of R can be read off immediately from the inclination of the curve III on the ordinate (Uzr axis) in height. Point P at the voltage VAmax at the characteristic is favorable if the two points P and P 'are not too close to line I of the unexposed diode tangent T. Under certain circumstances it is also Since Va ma x is virtually equal to V, one must pay attention 45 that the distance of the point P (is assigned when the first setting option reaching the voltage Va max) of the section Will, Voltage F according to the condition point of characteristic curve II with the ordinate axis greater than ......,., ·,. * ,. is than twice the distance between the two points P and P '.
ITT \unbelichtet Tr ijj ^behaltet .r\ , . I TT \ unexposed T r ijj ^ keep . r \,.
\ud)Id=0 > ν > (Ud)Ii)=0 Hierdurch wird erreicht, daß nur eine Diode der Anordnung \ u d) Id = 0 > ν > (Ud) Ii) = 0 This means that only one diode of the arrangement
50 in Flußrichtung kippt, wenn zufällig zwei Dioden gleichwählen. Außerdem ist noch die Bedingung zeitig belichtet werden. Im Interesse einer hohen Empfind-50 flips in the flow direction if two diodes happen to select the same. In addition, the condition must be exposed early. In the interest of a high
. ,.. lichkeit der Anordnung wird man außerdem den Punkt P. , .. the possibility of the arrangement is also the point P
τι- ^^ UJ \belicntet °τι- ^^ UJ \ belicntet °
ν α min ^> \.ud)Ij)=ü möglichst hoch legen. ν α min ^> \. u d) Ij) = ü place as high as possible.
Eine gemäß diesem Verfahren bemessene AnordnungAn arrangement sized according to this procedure
zu beachten. Hierdurch wird erreicht, daß die jeweils 55 besitzt die geforderte Eigenschaft, daß jeweils nur eine belichtete Diode unbedingt in den Flußzustand über- Diode, und zwar nur bei Belichtung, in Flußrichtung gehen muß. liegt. Nach Wegnahme -des steuernden Lichtstrahlesto be observed. This ensures that each 55 has the required property that only one exposed diode necessarily in the flow state over diode, and only with exposure, in the flow direction have to go. lies. After removing the controlling light beam
Falls die erste Möglichkeit des Verhaltens der An- schaltet sie selbsttätig wieder aus. Sollten wider Erordnung angestrebt wird, geht man am einfachsten warten die einzelnen Dioden bei Anwendung der befolgendermaßen vor: Auf Grund der zu verwendenden 60 absichtigten Belichtungsintensität nicht kippen, so wird Betriebsspannung U und der anzuwendenden Belichtungs- eine geringfügige Erhöhung derselben Abhilfe bringen, stärke wählt man eine Anzahl von N Doppelbasisdioden Interessanter als der eben besprochene Fall ist dieIf the first possibility of behavior is switched on, it switches off again automatically. If you want to contradict the regulation, the easiest way to do this is to wait for the individual diodes using the following procedure: Due to the intended exposure intensity to be used, do not tilt, the operating voltage U and the exposure to be used will bring about a slight increase in the same remedy, strength is selected a number of N double base diodes. More interesting than the case just discussed is this
unter dem Gesichtspunkt möglichst großer Einheitlichkeit zweite bereits genannte Möglichkeit, eine Anordnung mit ihrer Kennlinien I und II aus. Dann kann man zur N Doppelbasisdioden unter Verwendung eines gemein-Ermittlung der Größen V, R und R0 die Kennlinien I und 65 samen Widerstandes R0 gemäß der Erfindung einzustellen. II einer beliebigen Diode der Anordnung benutzen. In Hiernach soll erreicht werden, daß bei unbelichteter dem graphischen Bild dieser Kennlinien wählt man zwei Anordnung stets nur eine Diode offen ist. Fällt der verschiedene Punkte P, P' auf der Ordinatenachse, steuernde Lichtstrahl auf eine beliebige andere Diode welche zwischen den beiden Kennlinien I und II liegen der Anordnung, so soll diese in Flußrichtung schalten, sollen. Dem oberen Punkt P ordnet man die Spannung 70 während die vorher offene Diode in Sr>errichtung kippt.from the point of view of the greatest possible uniformity, the second possibility already mentioned, an arrangement with its characteristic curves I and II. Then one can set the characteristic curves I and 65 together with the resistance R 0 according to the invention for the N double base diodes using a common determination of the quantities V, R and R 0. II use any diode in the arrangement. In what follows, the aim is to ensure that if the graphic image of these characteristics is not exposed, two arrangements are always only one diode open. If the different points P, P 'on the ordinate axis, the controlling light beam falls on any other diode which lies between the two characteristics I and II of the arrangement, then this should switch in the direction of flow. The voltage 70 is assigned to the upper point P while the previously open diode flips over into S r.
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Stets soll nur eine einzige Diode in Flußrichtung möglich Neigungswinkel <pm dieser Widerstandsgeraden III mitOnly a single diode should always be possible in the flow direction. Inclination angle <p m of this resistance straight line III with
sein. der positiven Abszissenachse (!.D-Achse) kann dann un-be. the positive abscissa axis (! .D axis) can then
Gemäß der Erfindung sind hierzu folgende Bedingungen mittelbar der zugehörige Wert des Widerstandes R According to the invention, the following conditions are indirectly the associated value of the resistor R for this purpose
erforderlich: ■" abgelesen werden. Im Bereich zwischen dem PunktL required: ■ " can be read off. In the area between point L
a) Die Kennlinie der Widerstände R soll bei un- 5 und dem Punkt Y2 verläuft die Widerstandsgerade III a) The characteristic curve of the resistances R should at un- 5 and the point Y 2 is the resistance line III
belichteter Anordnung die Kennlinien I jeder Doppel- oberhalb der Kennlinie I. Der größte Abstand in Or-exposed arrangement, the characteristic curves I of each double above the characteristic curve I. The largest distance in or-
basisdiode, von denen wieder möglichst große Gleich- dinatenrichtung zwischen der Geraden III und derbase diode, of which again the greatest possible direct data direction between the straight line III and the
mäßigkeit zu fordern ist, in einem Arbeitspunkt Y1 im Kennlinie I zwischen beiden Punkten L und Y2 werdemoderation is to be demanded, at an operating point Y 1 in the characteristic curve I between the two points L and Y 2
stabilen Sperrbereich und in einem weiteren stabilen mit s bezeichnet.stable restricted area and denoted by s in another stable.
Arbeitspunkt Y2 im Flußbereich schneiden, während sie io Die Spannung V kann ebenso wie die Spannung Va max die Kennlinien II der belichteten Dioden nur im Fluß- unter Beachtung einer gewissen Vorschrift vorgegeben bereich, und zwar in einem einzigen Arbeitspunkt Y3, werden. Während für Va max die einschränkende Betreffen. Es ist also für die Spannung Va die Grund- dingung in der Grundforderung B, a) bestand, ist die Vorschrift B, a) und für die (gleich großen) Widerstände R Wahl von V oder i?0 maßgebend dafür, daß die Bedie Grundvorschrift B, b) zu erfüllen. 15 dingung ß) erfüllt ist. Hinreichend dafür, daß die Be-Working point Y 2 cut in the flux range, while they io The voltage V , like the voltage Va max, the characteristics II of the exposed diodes can only be specified in the flux range, in compliance with a certain rule, in a single working point Y 3 . While for Va max the restrictive concern. So for the voltage Va it is the basic condition in the basic requirement B, a) existed, is the rule B, a) and for the (equal) resistances R the choice of V or i? 0 decisive for compliance with basic rule B, b). 15 condition ß) is fulfilled. Sufficient for the
ß) Die Kennlinie III der Widerstände R muß — falls dingung ß) erfüllt ist, ist die Forderung
zufällig zwei Doppelbasisdioden der Anordnung in ß) The characteristic III of the resistors R must - if condition ß) is met, is the requirement
randomly two double base diodes of the arrangement in
Flußbereich kämen — so tief absinken, daß dann mit R0 > -- ,Flow area - sink so deep that then with R 0 > -,
keiner der Kennlinien I im Flußbereich ein Schnittpunkt *D 0 0none of the characteristic curves I in the flow area an intersection point * D 0 0
möglich ist. 20 die nun abgeleitet werden soll.is possible. 20 which is now to be derived.
γ) Schließlich muß der Flußzustand der jeweils zuletzt Lägen zufällig bei verdunkelter Anordnung zwei γ) Finally, the flow state of the last two layers must happen to be two if the arrangement is darkened
belichteten Diode stabiler sein als der Flußzustand der Dioden in Flußrichtung, so würde die Kennlinie derexposed diode be more stable than the flow state of the diodes in the direction of flow, the characteristic curve of the
vorher offenen Diode, so daß stets die zuletzt belichtete Widerstände R nicht durch den Punkt P der Ordinate,previously open diode, so that the last exposed resistance R does not always pass through the point P of the ordinate,
Diode in Flußrichtung bleibe. Wie das zu erreichen ist, sondern durch den Punkt P' der Ordinate führen, demKeep the diode in the forward direction. How this can be achieved, but lead through the point P 'of the ordinate, the
wird noch näher ausgeführt. 25 eine Spannung Va max zugeordnet ist. Dabei ist Va min will be explained in more detail. 25 is assigned a voltage Va max . Va is min
Falls eine Anordnung mit N Doppelbasisdioden nach gemäßIf an arrangement with N double base diodes according to
der zweiten Möglichkeit eingestellt werden soll, geht man y _ y ,p runbelichtetthe second possibility is to be set, one goes y _ y , p run-exposed
am einfachsten folgendermaßen vor: Auf Grund der zu Amin — 0 · 1D muß the easiest way to proceed as follows: On the basis of which to amine - 0 · 1 D must
verwendenden Betriebsspannung U und der anzu- gegeben. Dieser Flußstrom Id muß ist aber nicht derused operating voltage U and the specified. However, this flow stream Id must is not that
wendenden Belichtungsstärke wählt man eine Anzahl 30 durch den Arbeitspunkt Y2 definierte Flußstrom, derturning exposure intensity one chooses a number 30 defined by the operating point Y 2 flux current, the
von N Doppelbasisdioden unter dem Gesichtspunkt für die Lage von VA max gemäß der Bedingungof N double base diodes from the point of view of the location of V A max according to the condition
möglichst großer Einheitlichkeit ihrer Kennlinien I und II y F 7? Tunbeiichtetthe greatest possible uniformity of their characteristics I and II y F 7? Doing it
aus. Dann kann man zur Ermittlung der Größen V, R Amax ~ ~ ° ' iJWthe end. Then one can determine the quantities V, R Amax ~ ~ ° 'iJW
und R0 die Kennlinien I und II einer beliebigen Diode maßgebend ist, sondern er ist kleiner. Sein untersterand R 0 the characteristics I and II of any diode is decisive, but it is smaller. Its lowest
der Anordnung benutzen. Dem gewöhnlichen Betriebs- 35 Wert wird durch einen Arbeitspunkt Π definiert, den manuse of the arrangement. The normal operating value is defined by an operating point Π, which can be
zustand zufolge soll sich stets nur eine Doppelbasisdiode erhält, wenn man die Widerstandsgerade III so langeAccording to the state, only a double base diode should be obtained if the resistance line III is kept for so long
bei verdunkelter Anordnung in Flußrichtung befinden. parallel nach unten verschiebt, bis sie die Kennlinie Iin the direction of flow when the arrangement is darkened. shifts parallel downwards until it reaches characteristic curve I.
In diesem Fall ist der Spannungsabfall am Widerstand R0 gerade noch tangiert. Dann ist der BerührungspunktIn this case, the voltage drop across the resistor R 0 is just affected. Then is the point of contact
am geringsten. Ist der besagte Arbeitspunkt Π- Durchihnist der Strom//) (Π)least. Is the said working point Π- through it is the current //) (Π)
junbeiichtet 40 bestimmt. Bei verdunkelter Anordnung kann also diejunbei reports 40 determined. When the arrangement is darkened, the
D Fluß Differenz VA max — VΆ min nicht größer werden als D flow difference V A max - VΆ min do not become greater than
der durch die offene Diode verursachte Strom (die Sperr- T/r Tr τ? τ λ—ηthe current caused by the open diode (the blocking T / r T r τ? τ λ-η
... j ..·. ■ tv j j * j ι ·· "Amax —· V Amin = -^o * *D (J I) = S,... j .. ·. ■ tv jj * j ι ·· "Amax - · V Amin = - ^ o * * D (J I) = S ,
ströme der übrigen Dioden der Anordnung können vernachlässigt werden), so wird Va in diesem Falle am größten wenn gleichzeitig zwei Dioden offen sind. Da Va max und durch 45 und s bereits festliegen und Id (Π) ebenfalls durch diecurrents of the other diodes of the arrangement can be neglected), so Va is greatest in this case when two diodes are open at the same time. Since Va max and through 45 and s are already fixed and Id (Π) also through the
γ v D Tunbelichtet bereits festgelegte Neigung der Widerstandsgeraden III γ v D Tun exposes the already determined slope of the resistance line III
Amax "o-*d muß und den Verlauf der Kennlinie I festgelegt ist, muß man Amax "o- * dm u ß and the course of the characteristic curve I is fixed, one must
gegeben. Da für Va stets die Bedingung B, a) erfüllt s given. Since for Va always the condition B, a) is fulfilled s
sein muß, so ist auch R0 > ————must be, so is also R 0 > ————
IJj %unbelichtet ^y ^ ιττ \ belichtet 50 J-D[I \) IJj % unexposed ^ y ^ ιττ \ exposed 50 JD [I \)
^UDhD=o > v Amax > \ud)I[)=0 wählen, damit die Bedingung/5) erfüllt ist. Nun ist noch ^ UD h D = o> v Amax> \ ud) Select I [) = 0 so that the condition / 5) is fulfilled. Well is still
zu fordern. die Größe V verfügbar. Sie ist dann durch das gewählteto promote. the size V available. She is then chosen by that
Dementsprechend wählt man in der graphischen Dar- Va max und den Strom im ebenfalls bereits festgelegtenCorrespondingly, one chooses in the graphic Dar- Va max and the current in the also already defined
stellung der Kennlinien I, II der als Repräsentant Arbeitspunkt Y2, Id (Y2) gemäßposition of the characteristic curves I, II as a representative of the operating point Y 2 , Id (Y 2 ) according to
dienenden Diode auf der Ordinatenachse einen Punkt P 55 V = V 4- R · I (Y ) used diode on the ordinate axis a point P 55 V = V 4- R I (Y)
zwischen den beiden Kennlinien I und II und ordnet max ° D between the two characteristic curves I and II and assigns max ° D
diesem die Spannung Va max zu. Durch diesen Punkt P gegeben. Umgekehrt kann man auch V und Va max und R the voltage Va max to this. Given by this point P. Conversely, one can also use V and Va max and R
legt man die Widerstandsgerade III, die dem Betriebs- und damit auch Id [Y2) vorgeben und den Widerstand R0 the resistance line III, which specifies the operating and thus also Id [Y 2 ), and the resistance R 0 are placed
zustand der unbelichteten Anordnung entsprechen soll, aus der letzten Gleichung bestimmen. Dann muß abershould correspond to the state of the unexposed arrangement from the last equation. But then you have to
in Übereinstimmung mit der Forderung B, b). Demnach 60 darauf geachtet werden, daß das so erhaltene R0 diein accordance with requirement B, b). Accordingly, care must be taken that the R 0 obtained in this way is the
ist die Widerstandsgerade III durch den Punkt P der Bedingungis the resistance line III through the point P of the condition
Ordinate (in die Höhe der Spannung Va max) derart zu s Ordinate (at the level of the voltage Va max) such as s
wählen, daß ihr Neigungswinkel <pm mit der positiven ^o
> j λ—«
Abszissenachse größer ist als der Neigungswinkel ϋ· derchoose that their angle of inclination <p m with the positive ^ o> j λ— «
The axis of the abscissa is greater than the angle of inclination ϋ · the
durch den Punkt P an der Kennlinie I gelegten Tangente T. 65 erfüllt. Dabei ist s diejenige Strecke, um die die demby the point P on the characteristic curve I laid tangent T. 65 fulfilled. Where s is the distance by which the dem
Damit schneidet dieselbe automatisch die Kennlinie I Normalbetrieb der unbelichteten Anordnung (eine DiodeThis automatically cuts the characteristic curve I normal operation of the unexposed arrangement (a diode
der unbelichteten Diode in einem Arbeitspunkt Y1 im offen) entsprechende Kennlinie der Widerstände R of the unexposed diode at an operating point Y 1 in the open) corresponding characteristic of the resistors R
stabilen Sperrbereich, in einem stabilen Arbeitspunkt Y2 (nämlich die Gerade III, die durch den Arbeitspunkt Y2 stable blocking range, in a stable operating point Y 2 (namely the straight line III, which passes through the operating point Y 2
im Flußbereich uhd einem weiteren zwischen Y1 und Y2 führt) parallel nach unten verschoben werden muß, damitin the flow area uhd another between Y 1 and Y 2 leads) must be shifted parallel downwards so that
liegenden labileni Punkt L im Flußbereich. Aus dem 70 sie die Kennlinie I der unbelichteten Diode gerade noch inlying unstable point L in the river area. From the 70 you can just barely enter the characteristic curve I of the unexposed diode
11 1211 12
einem Punkt Π tangiert. 7d (Π) ist der diesem Berührungs- achse. Sie liegt aber immer noch so hoch, daß sie alle punkt Π zugeordnete Stromwert, der unmittelbar ab- Kennlinien I der unbelichteten Dioden sowohl im Sperrgelesen werden kann. bereich als auch im Flußbereich schneidet.tangent to a point Π. 7d (Π) is this axis of contact. But it is still so high that it all The current value assigned to point Π, which is immediately read from Characteristic curves I of the unexposed diodes both in the blocking mode can be. area as well as in the river area.
Damit auch mit Sicherheit bei verdunkelter Anordnung Die einzige offene Diode der unbelichteten AnordnungThis means that even when the arrangement is darkened, the only open diode in the unexposed arrangement
eine Diode in Flußrichtung liegt, ist außerdem erforder- 5 möge die Diode k sein. Durch Belichtung einer zweitenIf a diode is in the forward direction, it is also necessary that the diode be k . By exposing a second
lieh, daß Diode der Anordnung, z. B. der Diode (k +1), kippt auchlent that diode of the arrangement, e.g. B. the diode (k +1), also flips
ν > {UD)™beIichtet diese in Flußrichtung. Zunächst geht durch die Belichtung ν> {U D ) ™ indicates this in the direction of flow. First go through the exposure
v~ die Kennlinie der Diode (k- -\- 1) in die Kennlinie II über, v ~ the characteristic of the diode (k- - \ - 1) into characteristic II,
ist. Weiterhin ist es für die Wirkungsweise und Empfind- während die übrigen Dioden (auch die Diode k) die Kennlichkeit der Anordnung von Vorteil, wenn die Wider- io linie I beibehalten. Damit die Diode (k + 1) kippt, ist stände R nicht wesentlich kleiner sind, als auf Grund lediglich erforderlich, daß die durch den Punkt P in der der Vorschrift B, b) unbedingt erforderlich ist. Ebenso Höhe VA max auf der Ordinatenachse gehende Kennist ein großes V und ein großes R0 günstig. Eine hohe linie III des Widerstandes R die Kennlinie II nur in Lage des der Spannung VA max zugeordneten Punktes P einem Arbeitspunkt Y3 im Flußbereich schneidet, da sich auf der Ordinate hat zur Folge, daß R größer gewählt 15 bis zum Einsetzen des Kippens die Emitterströme nicht werden kann und demzufolge die Entfernung zwischen ändern und deshalb noch der im Ruhezustand maßdem labilen Schnittpunkt L und dem stabilen Arbeits- gebende Verlauf der Widerstandsgeraden III gilt. Durch punkt Y2 klein wird. Dies ist für die Empfindlichkeit die obige Wahl des Punktes P auf der Ordinate zwischen der Anordnung wiederum von Vorteil. den beiden Kennlinien I und II wird auf jeden Fall Die gemäß der soeben beschriebenen Weise hergestellte 20 erreicht, daß die Kennlinie II unterhalb der dem normalen Anordnung erfüllt alle an sie gestellten Anforderungen. Betriebszustand entsprechenden Widerstandsgeraden III Beim Einschalten der unbelichteten Anordnung sind zu- liegt, so daß bei Anwendung der vorgesehenen Intensität nächst alle Dioden in Sperrichtung. Da des steuernden Lichtstrahles jederzeit ein Kippen deris. Furthermore, for the mode of operation and sensitivity of the other diodes (including the diode k), the characteristic of the arrangement is advantageous if the counter line I is retained. In order for the diode (k + 1) to flip, the positions R would not be significantly smaller than simply necessary because the point P in regulation B, b) is absolutely necessary. Likewise, height V A max on the ordinate axis, a capital V and a capital R 0 are favorable. A high line III of the resistance R the characteristic II only in the position of the point P assigned to the voltage V A max intersects an operating point Y 3 in the flow area, since on the ordinate the consequence is that R is selected to be larger 15 until the onset of the tilting Emitter currents cannot become and consequently the distance between change and therefore the unstable intersection point L measured in the idle state and the stable working curve of the resistance straight line III still applies. Becomes small through point Y 2. The above selection of the point P on the ordinate between the arrangement is again advantageous for the sensitivity. The two characteristics I and II produced according to the manner just described is achieved in any case that the characteristic II below the normal arrangement meets all the requirements placed on it. Operating state corresponding straight line resistance III. When the unexposed arrangement is switched on, all diodes are next in the reverse direction when the intended intensity is used. Since the controlling light beam tilts at any time
unbeiichtet belichteten Diode gewährleistet ist. Durch das Kippenunexposed exposed diode is guaranteed. By tilting
V > [UD) I]}_ 0 25 erhöht sich der durch den Widerstand R0 fließende Strom V > [UD) I]} _ 0 25 the current flowing through the resistor R 0 increases
und somit der Spannungsabfall längs dieses Widerstandes.and thus the voltage drop across this resistor.
gewählt ist, schneidet im Augenblick des Einschaltens die Damit sinkt Vα unter den Wert Va max und die Kenn-Kennlinie der Widerstände R die Ordinatenachse in der linie der Widerstände R unter die dem Normalbetrieb der Höhe der gewählten Spannung V (da die Sperrströme unbelichteten Anordnung (nur eine Diode ist offen) entvernachlässigt werden können), d. h. oberhalb der Kenn- 30 sprechende Lage III. Hier kommt nun die Bedingung γ) linien I. Es sind also im ersten Augenblick nach dem Ein- zur Geltung, die bei den bisherigen Betrachtungen zuschalten zunächst nur Arbeitspunkte im Flußbereich rückgestellt wurde. Um die Bedingung γ), gemäß der die möglich. jeweils zuletzt belichtete Diode in Flußrichtung bleiben Infolgedessen steigen die Emitterströme Id an und ver- soll und die vorher offene Diode in Sperrichtung kippen Ursachen am Widerstand R0 einen zunehmenden Span- 35 soll, zu erfüllen, gibt es gemäß der Erfindung zwei Mögnungsabfall, demzufolge sich die Kennlinie des Wider- lichkeiten: Entweder man sorgt dafür, daß der Abstand Standes R nach unten verschiebt. Dieser Zustand ist der beiden Kennlinien I und II an der Stelle des stabilen instabil und strebt einem stabilen Endzustand Arbeitspunktes Y2 in Ordinatenrichtung größer als deris selected, at the moment of switching on the voltage Vα thus drops below the value Va max and the characteristic curve of the resistors R the ordinate axis in the line of the resistors R below that of the normal operation of the level of the selected voltage V (since the reverse currents unexposed arrangement ( only one diode is open) can be disregarded), ie above the characteristic position III. The condition γ) lines I now comes into play here. In the first moment after the switch-on, those that have been added in the previous considerations were initially only reset at operating points in the flow area. To the condition γ), according to which the possible. each last illuminated diode in the forward direction remain a result, increase the emitter currents Id and comparable to, and the previously open diode reverse tilt causes the resistor R 0 is an increasing chip 35, intended to meet, there is according to the invention, two Mögnungsabfall, consequently be the characteristic of disgust: Either one ensures that the distance from Stand R shifts downwards. This state is of the two characteristics I and II at the point of the stable unstable and strives for a stable final state of the operating point Y 2 in the ordinate direction greater than that
bereits definierte Abstand s ist, oder man schaltet dendistance s is already defined, or the
Y g _ junbeiichtet __ γ 4o Widerständen R einen Kondensator C parallel. Y g _ junbeit __ γ 4o resistors R a capacitor C in parallel.
0 D max' Zunächst soE die erste Möglichkeit besprochen werden. 0 D max ' First, the first possibility will be discussed.
(SpannungsabfaU längs A0) Da. für die /e-Diode die Kennlinie I maßgebend ist, muß(Voltage drop along A 0 ) Da. for the / e-diode the characteristic curve I is decisive, must
,, ρ .unbeiichtet _ rrunbelichtet sie unbedingt in Sperrichtung kippen, sobald infolge der,, ρ .notified _ r unexposed it must be tilted in the blocking direction as soon as as a result of the
VAmax— λ · 1DMuß ~~ υD ' Belichtung der Diode [k + 1) die Widerstandsgerade um VAmax - λ · 1 DMust ~~ υ D ' exposure of the diode [k + 1) the resistance line around
(Gleichung der Widerstands- ^5 einen größeren Betrag als die Strecke s nach unten(Equation of resistance ^ 5 a greater amount than the distance s down
geraden III) wandert, da sie dann keinen Schnittpunkt mehr mit denstraight line III) because it then no longer intersects with the
Kennlinien I im Flußbereich besitzt. Gemäß obiger Be-Has characteristics I in the flow area. According to the above
jjunbeiichtet = ^ / /Unbeiichtet \ messungsvorschrift sind die Größen VA und R0 derartjjunbeiichtet = ^ / / U nbeiichtet \ measurement procedure, the quantities V A and R 0 are such
D ,T_ D ™ιβ. , . , , gewählt, daß die Kennlinie des Widerstandes R bei einem D , T _ D ™ ιβ . ,. ,, chosen that the characteristic of the resistance R at a
(Kennlmiengleichung der 5o Gesamtstrom 2 · I1, (Π) mit Sicherheit keinen Schnitt-(Characteristic equation of the 5o total current 2 I 1 , (Π) certainly no intersection
unbehchteten Dioden) punkt ^ den Kenminien τ mem- besitzt. FaUs man z. B.unafraid diodes) point ^ the Kenminien τ mem - possesses. If you z. B.
eindeutig bestimmt ist. Der sich nach Abklingen des Ein- ^1 50Γ^' daß unterhalb des Arbeitspunktes Y2 dieis clearly determined. Which after subsiding of the one ^ 1 50Γ ^ ' that below the working point Y 2 the
schaltvorganges einstellende Arbeitspunkt Y2 ist durch Kennlinie II von der Kennlinie I weiter entfernt ist als The operating point Y 2 setting the switching process is further away from the characteristic curve I than is due to characteristic curve II
die drei Größen °ie Strecke s, wird im Augenblick des Tangierens derthe three sizes, ie the range s, becomes at the moment of tangency the
.unbeiichtet rrunbeiichtet 55 Widerstandsgeraden der Gesamtstrom durch den Wider-.unbeiichtet rr unbeiichtet 55 load line, the total current through the resistance
VAmax, J-Dpiup · U1, stand R0 größer als 2 Id (Π). Während nämlich durch die VAmax, J-Dpiup U 1 , R 0 was greater than 2 Id (Π). While namely through the
unbelichtete, aber offene Diode k der Strom Id (Π) fließt,unexposed but open diode k the current Id (Π) flows,
festgelegt. Da nach obigem VΆ max, V und R derart ge- ist der Strom durch die belichtete Diode [k + 1) wesentwählt wurden, daß bei unbelichteter Anordnung stets nur lieh größer. Die Kennlinie der Widerstände R sinkt also eine Diode in Flußrichtung liegt und hieraus R0 festgelegt 60 unter die Lage der Tangente τ an die Kennlinie I, so daß wurde, so wird umgekehrt dieses R0 zusammen mit den die Diode k in Sperrichtung kippen muß. Besonders den Grundforderungen entsprechenden Größen V und R günstig ist es, wenn man — wie bereits erwähnt — die gewährleisten, daß sich nach Abklingen des Einschaltvor- Spannung Va max und den Widerstand R derart wählt, ganges bei verdunkelter Anordnung nur noch eine einzige daß die Schnittpunkte L und Y2 der Widerstandsge-Diode in Flußrichtung befindet. Von kleinsten Differenzen 65 raden III mit den Kennlinien I eng beieinanderliegen, zwischen den Kennlinien I und den Steigungen der Wider- Dann wird mit großer Sicherheit erreicht, daß die Diode standsgeraden III hängt es ab, welche der Dioden in [k + 1) in Flußrichtung stabiler ist als die Diode k, da das Flußrichtung bleiben wird. Im stabilen Endzustand liegt Licht zusätzliche Minoritätsträger erzeugt und deshalb dann die Kennlinie III der Widerstände R fest und geht die Emitterelektrode D der Diode (k + 1) gegenüber durch den Punkt P in der Höhe Va max auf der Ordinaten- 70 ihrem Halbleiterkörper (d. h. bei einlegierter Elektrode D set. Since, according to the above VΆ max, V and R , the current through the exposed diode [k + 1) has been chosen such that in the case of an unexposed arrangement it is always only borrowed greater. The characteristic curve of the resistors R decreases so a diode lies in the forward direction and from this R 0 is set 60 below the position of the tangent τ on the characteristic curve I, so that, conversely, this R 0 together with the diode k must flip in the reverse direction. It is particularly favorable if the values V and R corresponding to the basic requirements are - as already mentioned - which ensure that after the switch-on voltage Va max and the resistance R have decayed, only a single point of intersection occurs when the arrangement is darkened L and Y 2 of the resistance diode is in the forward direction. From the smallest differences 65 straight III with the characteristics I are close together, between the characteristics I and the slopes of the resistance, it is then achieved with great certainty that the diode standing line III depends on which of the diodes in [k + 1) in the direction of flow is more stable than the diode k, since the direction of flow will remain. In the stable final state, additional minority carriers are generated and therefore the characteristic curve III of the resistors R is fixed and the emitter electrode D of the diode (k + 1) passes through the point P at the height Va max on the ordinate 70 of its semiconductor body (i.e. at alloyed electrode D
die Spannung des p-n-Überganges) stärker positiv ist als bei der Diode k. Infolgedessen behält die Diode (k + 1) die Flußrichtung bei, während die Diode k in Sperrrichtung umkippen muß. Auch die Anwendung einer großen Belichtungsstärke des steuernden Lichtstrahles wirkt in diesem Sinne stabilisierend.the voltage of the pn junction) is more positive than that of the diode k. As a result, the diode (k + 1) maintains the forward direction, while the diode k has to flip in the reverse direction. The use of a high exposure level of the controlling light beam also has a stabilizing effect in this sense.
Die zweite Möglichkeit sicherzustellen, daß die zuletzt vom Lichtstrahl getroffene Diode in Flußrichtung bleibt iind die vorher offene Diode in Sperrichtung kippt, besteht gemäß der Erfindung darin, die Widerstände R, über die die Emitterelektroden D mit dem gemeinsamen Widerstand R0 und dem Pluspol der Gleichspannungsquelle V verbunden sind, mit einem parallel geschalteten Kondensator C zu überbrücken, d. h. die Elektroden D über ein i?C-Glied mit dem Widerstand A0 zu verbinden.The second way to ensure that the diode last hit by the light beam remains in the flow direction and the previously open diode switches in the reverse direction, according to the invention, the resistors R, through which the emitter electrodes D with the common resistor R 0 and the positive pole of the DC voltage source V are connected to be bridged with a capacitor C connected in parallel, ie to connect the electrodes D to the resistor A 0 via an i? C element.
Die Fig. 3 zeigt eine entsprechende Anordnung mit N = 5 Dioden. Dabei ist z. B. U = 20 V, V = 50 V, die !B.egiem,ungswiderstände 2ü& = 5 kß, die Widerstände R = 1 kJÖ und die Kondensatoren C=I μΈ. Der Widerstand R0 wird so bemessen, daß sich ohne Belichtung stets nur eine Diode in Flußrichtung befindet. Der steuernde Lichtstrahl wird so geführt, daß er auf eine Diode der Anordnung nach der anderen fällt. Angenommen, er fällt auf die Diode k, die in Flußrichtung liegt. Von hier aus möge er zur benachbarten Diode (k + 1) wandern. Dann kippt auch die Diode k in Flußrichtung. Dadurch wird das Potential Va des Punktes A noch kleiner, so daß die Diode k in Sperrichtung umkippen muß. Da bei der neu gezündeten Diode der Kondensator C noch nicht aufgeladen ist, fließt der Einschaltstrom zunächst in diesen Kondensator, so daß der Widerstand R durch diesen kurzgeschlossen ist. Deshalb ist das Potential der Elektrode D der neu gezündeten Diode (k + 1) höher als das der Diode k, die schon vorher in Flußrichtung gewesen ist. [Dazu kommt, wie oben beschrieben, daß ohnedies die Diode (k + 1) ohne die Wirkung des Kondensators C in Flußrichtung stabiler ist als die Diode k. Diese muß also aus beiden Gründen in Sperrrichtung einkippen.] Die Größe des Kondensators C ist im Verein mit der Größe des Widerstandes R so zu be-3 shows a corresponding arrangement with N = 5 diodes. It is z. B. U = 20 V, V = 50 V, the! B.egiem, ungswideratoren 2ü & = 5 kß, the resistors R = 1 kJÖ and the capacitors C = I μΈ. The resistance R 0 is dimensioned so that without exposure there is always only one diode in the direction of flow. The controlling light beam is guided in such a way that it falls on one diode of the arrangement after the other. Assume that it falls on the diode k, which is in the forward direction. From here it may move to the neighboring diode (k + 1). Then the diode k also flips in the forward direction. As a result, the potential Va of the point A becomes even smaller, so that the diode k has to tip over in the reverse direction. Since the capacitor C is not yet charged in the newly ignited diode, the inrush current initially flows into this capacitor, so that the resistor R is short-circuited through it. Therefore, the potential of the electrode D of the newly ignited diode (k + 1) is higher than that of the diode k, which was previously in the direction of flow. [In addition, as described above, the diode (k + 1) is in any case more stable than the diode k in the forward direction without the effect of the capacitor C. This must therefore tilt in the reverse direction for both reasons.] The size of the capacitor C is to be determined in conjunction with the size of the resistor R so
stimmen, daß die Zeitkonstante Θ = -^7T größer ist alsagree that the time constant Θ = - ^ 7 T is greater than
die Zeit, die die Diode k braucht, um wieder in Sperrrichtung zu kippen.the time it takes for the diode k to flip in the reverse direction again.
Die Verwendung der ÄC-Glieder an Stelle einfacher Widerstände macht es außerdem möglich, daß Umkippen der einzelnen Dioden von Sperrichtung in Flußrichtung durch kurze Lichtblitze zu ermöglichen. Die Bezeichnung »kurz« bedeutet hierbei, daß die Dauer der einzelnen Lichtblitze kleiner ist als die Lebensdauer der Minoritätsträger im Halbleiterkörper der Dioden. Da das Kippen der Dioden eine endliche Zeit erfordert, ist der folgende Fall möglich: Die Diode k der unbelichteten Anordnung ist zunächst in Flußrichtung. Eine andere Diode der Anordnung, z. B. die benachbarte Diode (k + 1) wird von einem kurzen Lichtblitz getroffen. Sie kommt ebenfalls in Flußrichtung. Dann sind bei der wieder verdunkelten Anordnung unmittelbar nach der Lichteinstrahlung zwei Dioden in Flußrichtung. Dieser Zustand ist nicht stabil: eine der beiden Dioden muß wieder in Sperrichtung kippen. Die 2?C-Glieder sorgen jetzt dafür, daß stets die zuletzt belichtete Diode (k + 1) in Flußrichtung bleibt.The use of the AC elements instead of simple resistors also makes it possible for the individual diodes to tip over from the reverse direction to the flow direction by means of short flashes of light. The term "short" here means that the duration of the individual flashes of light is shorter than the service life of the minority carriers in the semiconductor body of the diodes. Since the tilting of the diodes requires a finite time, the following case is possible: The diode k of the unexposed arrangement is initially in the direction of flow. Another diode of the arrangement, e.g. B. the neighboring diode (k + 1) is hit by a short flash of light. It also comes in the direction of the river. Then with the again darkened arrangement there are two diodes in the flow direction immediately after the light irradiation. This state is not stable: one of the two diodes has to flip in the reverse direction again. The 2? C elements now ensure that the last exposed diode (k + 1) always remains in the direction of flow.
Um die Anordnungen gemäß der Erfindung für Schaltoder Regelzwecke nutzbar zu machen, wird man in den einzelnen Stromkreisen DVB1 oder B2 UB1 für jede Diode der Anordnung ein spezielles Tastorgan, z. B. die Primärspule eines Relais, vorsehen. Bequemer ist es allerdings, an den Halbleiterkörper jeder Diode eine weitere als Kollektor wirkende Elektrode K anzubringen, die dann über einen Belastungswiderstand R die verstärkte Schaltleistung abgibt (vgl. Fig. 3). Die Doppelbasisdiode ist somit zum Doppelbasistransistor geworden. Die Anwesenheit einer weiteren, z. B. bei η-leitenden Halbleiterkörpern negativ gegen B1 vorgespannten Elektrode ändert am Kippmechanismus der einzelnen Fadenhalbleiter nichts, sie bringt aber den Vorteil einer besonders guten Ausnutzung der von der Anordnung gelieferten Schaltenergie. Jede der beschriebenen Anordnungen läßt gleichermaßen die Verwendung von Doppelbasisdioden und von Doppelbasistransistoren zu.In order to make the arrangements according to the invention for switching or regulating purposes available, you will be in the individual circuits DVB 1 or B 2 UB 1 for each diode in the array a special feeler z. B. provide the primary coil of a relay. However, it is more convenient to attach a further electrode K which acts as a collector to the semiconductor body of each diode and which then emits the increased switching capacity via a load resistor R (cf. FIG. 3). The double base diode has thus become a double base transistor. The presence of another, e.g. B. in η-conductive semiconductor bodies negatively biased against B 1 electrode changes nothing in the tilting mechanism of the individual thread semiconductors, but it has the advantage of particularly good utilization of the switching energy supplied by the arrangement. Each of the arrangements described allows the use of double base diodes and double base transistors alike.
Desgleichen ist nicht erforderlich, daß die Halbleiterkörper η-leitend sind, p-leitende Halbleiterkörper können bei den Anordnungen gemäß der Erfindung in gleicher Weise verwendet werden. Allerdings sind dann die einzelnen Vorspannungen sinngemäß umzukehren.Likewise, it is not necessary that the semiconductor bodies are η-conductive, p-conductive semiconductor bodies can can be used in the same way in the arrangements according to the invention. However, then the individual Reverse biasing accordingly.
Claims (8)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 053 030.Considered publications:
German interpretation document No. 1 053 030.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES53360A DE1084760B (en) | 1957-05-03 | 1957-05-03 | Switching arrangement controllable by a light beam with a thread semiconductor arrangement, for example a double base diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES53360A DE1084760B (en) | 1957-05-03 | 1957-05-03 | Switching arrangement controllable by a light beam with a thread semiconductor arrangement, for example a double base diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1084760B true DE1084760B (en) | 1960-07-07 |
Family
ID=7489213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DES53360A Pending DE1084760B (en) | 1957-05-03 | 1957-05-03 | Switching arrangement controllable by a light beam with a thread semiconductor arrangement, for example a double base diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1084760B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1132969B (en) * | 1958-01-15 | 1962-07-12 | Siemens Ag | Use of a double base diode according to patent application S56583 ó ° c / 21g for switching on and off an operating current flowing through a consumer resistor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1053030B (en) * | 1954-05-27 | 1959-03-19 | Gen Electric | Bistable multivibrator with a double base diode |
-
1957
- 1957-05-03 DE DES53360A patent/DE1084760B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE1053030B (en) * | 1954-05-27 | 1959-03-19 | Gen Electric | Bistable multivibrator with a double base diode |
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