DE1189585B

DE1189585B - Monostable toggle switch

Info

Publication number: DE1189585B
Application number: DEL42952A
Authority: DE
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1961-09-18
Filing date: 1962-09-13
Publication date: 1965-03-25
Also published as: GB1031458A; GB1031470A; DE1201400B; DE1201400C2; FR1334655A; NL283364A; FR84985E

Abstract

1,031,470. Semi-conductor monostable circuits. JOSEPH LUCAS (INDUSTRIES) Ltd. Dec. 12, 1963 [Dec. 21, 1962], No. 48290/62. Addition to 1,031,458. Heading H3T. In a monostable circuit comprising a semiconductor controlled rectifier of the kind which can be switched from the conducting to the non-conducting condition by the application of a suitable pulse to its gate electrode, the application of a positive triggering pulse from pulse source 9 renders the semi-conductor controlled rectifier 10 conducting whereupon capacitor 16 charges through resistor 17 towards the voltage established across load 11 until the break down voltage of the fourlayer diode 15 is exceeded, whereupon the discharge of the capacitor through the diode 15 and cathode-gate path of the rectifier 10 switches the latter off. Diode 18 provides a low impedance discharge path for the capacitor after the rectifier 10 has been switched-off. In a modified circuit. Fig. 2 (not shown), the capacitor 16 is charged through a charging resistor from the voltage established across a Zener diode connected, together with a dropping resistor, in parallel with the load. The charging rate and hence the " on " time of the circuit is thus made independent of supply-voltage variations.

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H03kH03k

Deutsche KL: 21 al - 36/02German KL: 21 al - 36/02

Nummer: 1189 585Number: 1189 585

Aktenzeichen: L 42952 VIII a/21 alFile number: L 42952 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 13. September 1962 Filing date: September 13, 1962

Auslegetag: 25. März 1965Opening day: March 25, 1965

Die Erfindung betrifft eine monostabile Kippschaltung zur Erzeugung von Impulsen.The invention relates to a monostable multivibrator for generating pulses.

Es sind steuerbare Silizium-Gleichrichter bekanntgeworden, die die Eigenschaft aufweisen, daß sie von einem Triggerimpuls, der an ihre Steuerelektrode angelegt wird, in den leitenden Zustand versetzt werden und dann in dem leitenden Zustande verbleiben, auch wenn der Triggerimpuls aufgehoben wird, bis der Anoden-Kathoden-Strom praktisch auf Null abfällt. Controllable silicon rectifiers have become known which have the property that they are of a trigger pulse, which is applied to their control electrode, can be put into the conductive state and then remain in the conductive state even if the trigger pulse is canceled until the anode-cathode current drops practically to zero.

Bei der vorliegenden Schaltung werden indessen »schaltbare Halbleiter-Gleichrichter« mit einer zusätzlichen Eigenschaft verwendet. Diese Eigenschaft besteht darin, daß die schaltbaren Gleichrichter mit einem Triggerimpuls von entgegengesetzter Polarität, der an ihre Steuerelektrode angelegt wird, zu jedem gewünschten Zeitpunkt abgeschaltet werden können. Diese Art von schaltbaren Gleichrichtern wirkt somit als elektronische Schalter, die nach Wunsch in den leitenden oder nichtleitenden Zustand versetzt werden können.In the present circuit, however, "switchable semiconductor rectifiers" are used with an additional Property used. This property is that the switchable rectifier with a trigger pulse of opposite polarity applied to their control electrode to each can be switched off at the desired time. This type of switchable rectifier thus works as electronic switches that can be switched to the conductive or non-conductive state as required can.

Ferner sind Einrichtungen bekanntgeworden, die als Thyratron-Transistoren bezeichnet werden. Um diese Einrichtungen in den leitenden Zustand zu versetzen, wird an deren Emitter ein positiver Impuls angelegt. Das Ausschalten erfolgt, indem ein negativer Impuls an den Emitter angelegt wird. Diese Einrichtungen weisen jedoch einen wesentlichen Nachteil auf.Furthermore, devices have become known which are referred to as thyratron transistors. Around To put these devices in the conductive state, a positive pulse is applied to their emitter created. It is switched off by applying a negative pulse to the emitter. These bodies however, have one major disadvantage.

Der Hauptstrom bei den Thyratron-Transistoren fließt über die Emitter-Kollektor-Klemmen und muß daher sehr sorgfältig gesteuert werden, da bei einer plötzlichen Änderung der Emitterspannung ein solcher Transistor sehr leicht ungewollt abgeschaltet werden kann, so daß auf diese Weise leicht Störungen in der Schaltung auftreten können.The main current in the thyratron transistors flows through the emitter-collector terminals and must must therefore be controlled very carefully, since there is a sudden change in the emitter voltage Transistor can very easily be turned off unintentionally, so that in this way easily interference can occur in the circuit.

Demgegenüber ist der obenerwähnte »schaltbare Gleichrichter« auf Spannungsänderungen an seinen Anoden-Kathoden-Klemmen vollkommen unempfindlich, da der Zustand des Gleichrichters nur von den Impulsen an der Steuerelektrode beeinflußt wird.In contrast, the above-mentioned "switchable rectifier" is sensitive to voltage changes on its Anode-cathode terminals completely insensitive, since the state of the rectifier is only dependent on the pulses at the control electrode is influenced.

Ferner ist noch zu erwähnen, daß in der vorliegenden Schaltung als Vierschichtdioden sogenannte Shockley-Vierschichtdioden verwendet werden, deren Merkmal darin besteht, daß sie bei ansteigenden positiven Spannungen an deren Anode und Kathode bei einer gewissen Spannungshöhe gezündet und in den leitenden Zustand versetzt werden.It should also be mentioned that in the present circuit so-called four-layer diodes Shockley four-layer diodes are used, the characteristic of which is that they are positive when increasing Voltages at their anode and cathode are ignited at a certain voltage level and in the conductive state.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine monostabile Kippschaltung vorgeschlagen, die dadurch ausgezeichnet ist, daß ein schaltbarer Gleichrichter mit seiner Anode an einer ersten positiven Monostabile KippschaltungAccording to the present invention, a monostable multivibrator is proposed that thereby What is excellent is that a switchable rectifier has its anode connected to a first positive Monostable toggle switch

Anmelder:Applicant:

Joseph Lucas (Industries) Limited,Joseph Lucas (Industries) Limited,

Birmingham (Großbritannien)Birmingham (Great Britain)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. W. Cohausz, Dipl.-Ing. W.Florack
und Dipl.-Ing. K.-H. Eissei, Patentanwälte,
Düsseldorf, Schumannstr. 97Dipl.-Ing. W. Cohausz, Dipl.-Ing. W. Florack
and Dipl.-Ing. K.-H. Eissei, patent attorneys,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. September 1961Claimed priority:
Great Britain 18 September 1961

(33 330)(33 330)

vom 3. September 1962dated September 3, 1962

und mit seiner Kathode an seiner zweiten negativen Klemme anliegt und im Anoden-Kathoden-Stromkreis eine Belastung zwischengeschaltet ist und daß ferner ein Kondensator und eine Shockley-Vierschichtdiode in Reihe zwischen der Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters und einer der genannten Klemmen geschaltet sind und daß weiterhin eine weitere Klemme vorgesehen ist, die Triggerimpulse von einem Impulsgenerator empfängt, die über einen Widerstand und den Kondensator an die Steuerelektrode anlegbar sind, wobei die Shockley-Vierschichtdiode mit einer Seite zwischen dem Widerstand und dem Kondensator anliegt.and its cathode is connected to its second negative terminal and in the anode-cathode circuit a load is interposed and that furthermore a capacitor and a Shockley four-layer diode in series between the control electrode of the switchable rectifier and one of the aforementioned Terminals are connected and that a further terminal is also provided, which receives trigger pulses from a pulse generator Can be applied to the control electrode via a resistor and the capacitor, the Shockley four-layer diode with one side between the resistor and the capacitor.

In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 3 an Hand von Schaltskizzen drei Ausführungsbeispiele dargestellt.In the drawing, FIGS. 1 to 3 are on Hand of circuit sketches three embodiments shown.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 sind eine erste positive Klemme 4 und eine zweite negative Klemme 5 mit dem positiven bzw. negativen Pol einer Gleichstromquelle verbunden. Die Klemme 5 ist geerdet. Eine dritte Klemme 6 ist an einen Triggerimpulsgenerator angeschlossen.In the embodiment according to FIG. 1 is a first positive terminal 4 and a second negative Terminal 5 connected to the positive or negative pole of a direct current source. Terminal 5 is grounded. A third terminal 6 is connected to a trigger pulse generator.

Die Klemme 5 liegt an der Kathode eines schaltbaren Gleichrichters 7 an, dessen Anode über eine Belastung 8 mit der positiven Klemme 4 verbunden ist und dessen Steuerelektrode über einen Kondensator 9 und einen in Reihe geschalteten Widerstand 10 an die Klemme 6 angeschlossen ist. An dem Ver-The terminal 5 is connected to the cathode of a switchable rectifier 7, the anode of which has a Load 8 is connected to the positive terminal 4 and its control electrode via a capacitor 9 and a resistor 10 connected in series is connected to terminal 6. At the

509 520/357509 520/357

bindungspunkt des Kondensators 9 mit dem Widerstand 10 ist eine Shockley-Vierschichtdiode 11 angeschlossen, die außerdem mit der anderen Seite an der Erde anliegt.connection point of the capacitor 9 with the resistor 10, a Shockley four-layer diode 11 is connected, which also lies on the other side of the earth.

Die Schaltung arbeitet wie folgt: Wird der schaltbare Gleichrichter durch einen positiven Eingangsimpuls, der von der Klemme 6 über den Widerstand 10 und den Kondensator 9 an seine Steuerelektrode angelegt wird, in den leitenden Zustand versetzt, dann fließt ein Strom in der Belastung 8. Der an die Klemme 6 angelegte Impuls muß von einer längeren Dauer sein. Dieser Impuls muß so lange andauern, wie der Impuls an der Belastung 8 erforderlich ist. Hierbei wird, nachdem der schaltbare Gleichrichter 7 eingeschaltet wurde, der Kondensator 9 aufgeladen, und wenn die Spannung am Kondensator 9 eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, wird die Shockley-Vierschichtdiode 11 gezündet, und der Kondensator 9 wird über die Shockley-Vierschichtdiode 11 entladen und schaltet auf diese Weise den schaltbaren Gleichrichter 7 ab. Wenn nun der Impuls an der Klemme 6 noch vorhanden ist, wird der schaltbare Gleichrichter unmittelbar wieder eingeschaltet, und das Arbeitsspiel wiederholt sich.The circuit works as follows: The switchable rectifier is activated by a positive input pulse from terminal 6 via the resistor 10 and the capacitor 9 is applied to its control electrode, placed in the conductive state, a current then flows in load 8. The pulse applied to terminal 6 must be from a longer one Be permanent. This pulse must last as long as the pulse at the load 8 is required. Here, after the switchable rectifier 7 has been switched on, the capacitor 9 is charged, and when the voltage on the capacitor 9 has reached a predetermined level, the Shockley four-layer diode 11 ignited, and the capacitor 9 is discharged via the Shockley four-layer diode 11 and in this way switches off the switchable rectifier 7. If now the impulse at the Terminal 6 is still present, the switchable rectifier is switched on again immediately, and the work cycle repeats itself.

Wenn indessen der Impuls an der Klemme 6 keine «5 genügende Dauer aufweist, um den Kondensator 9 auf die erforderliche Spannung aufzuladen, wird die Shockley-Vierschichtdiode 11 nicht gezündet und der schaltbare Gleichrichter 7 nicht abgeschaltet.If, however, the pulse at terminal 6 does not have a «5 Has sufficient duration to charge the capacitor 9 to the required voltage, the Shockley four-layer diode 11 not ignited and the switchable rectifier 7 not switched off.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 sind drei Klemmen 12, 13 und 14 wie zuvor vorgesehen, wobei die Anode des schaltbaren Gleichrichters 15 über eine Belastung 16 mit der positiven Klemme 12 verbunden ist, während seine Kathode an der negativen Klemme 13 anliegt. Die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters 15 ist an die Klemme 14 über einen Widerstand 17 angelegt und ist außerdem mit der Anode des schaltbaren Gleichrichters über eine Reihenschaltung verbunden, die einen Widerstand 18, eine Shockley-Vierschichtdiode 19, Widerstände 20 und 21 und einen Kondensator 22 umfaßt. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 20 und 21 ist über eine Diode 23 mit der Klemme 13 verbunden, und der Verbindungspunkt zwischen der Shockley-Vierschichtdiode 19 und dem Widerstand 20 liegt über einen Kondensator 24 an der negativen Klemme 13. An die Klemme 14 werden Impulse von einem Impulsgenerator angelegt.In the embodiment according to FIG. 2 three clamps 12, 13 and 14 are provided as before, wherein the anode of the switchable rectifier 15 is connected to the positive terminal 12 via a load 16 while its cathode is applied to the negative terminal 13. The control electrode of the switchable Rectifier 15 is applied to terminal 14 via a resistor 17 and is also with the anode of the switchable rectifier connected via a series circuit that has a resistor 18, a Shockley four-layer diode 19, resistors 20 and 21 and a capacitor 22 comprises. Of the The connection point between resistors 20 and 21 is via a diode 23 with terminal 13 connected, and the connection point between the Shockley four-layer diode 19 and the resistor 20 is connected to the negative terminal 13 via a capacitor 24. Pulses from applied to a pulse generator.

Die Schaltung nach F i g. 2 arbeitet in einer etwas anderen Art, grundsätzlich wird jedoch der gleiche Erfindungsgedanke verwendet.The circuit according to FIG. 2 works in a slightly different way, but basically becomes the same Invention idea used.

Bevor der schaltbare Gleichrichter 15 eingeschaltet wird, wird der Kondensator 22 über die Diode 23 aufgeladen, und zur gleichen Zeit wird der Kondensator 24 in der entgegengesetzten Richtung aufgeladen, um eine Zündung der Shockley-Vierschichtdiode 19 zu bewirken.Before the switchable rectifier 15 is switched on, the capacitor 22 is switched on via the diode 23 charged, and at the same time the capacitor 24 is charged in the opposite direction, to cause the Shockley four-layer diode 19 to ignite.

Wenn ein Impuls an die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters 15 angelegt wird, um diesen einzuschalten, wird eine Entladungsbahn für den Kondensator 22 über den Gleichrichter 15 und den Kondensator 24 vorgesehen. Der Kondensator 24 wird nun entladen, so daß die Shockley-Vierschichtdiode 19 zündet, wonach sich der Kondensator über die Vierschichtdiode 19 und die Steuerelektrode des Gleichrichters 15 entlädt, so daß der Gleichrichter 15 abgeschaltet wird. In diesem Fall braucht der Impuls, der an die Klemme 14 angelegt wird, nicht sehr lang zu sein. Im Vergleich der Schaltung nach Fig. 1 zur Schaltung nach Fig. 2 entspricht der Kondensator 24 dem Kondensator 9 und die Shockley-Diode 19 der Shockley-Diode 11.If a pulse is applied to the control electrode of the switchable rectifier 15, to this turn on, a discharge path for the capacitor 22 via the rectifier 15 and the Capacitor 24 is provided. The capacitor 24 is now discharged, so that the Shockley four-layer diode 19 ignites, after which the capacitor via the four-layer diode 19 and the control electrode of the Rectifier 15 discharges, so that the rectifier 15 is switched off. In this case the impulse needs which is applied to the terminal 14 should not be very long. In comparison of the circuit according to FIG. 1 the capacitor corresponds to the circuit according to FIG. 2 24 to the capacitor 9 and the Shockley diode 19 to the Shockley diode 11.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind drei Klemmen 31, 32 und 33 vorgesehen. Die Verbindungen zwischen der Anode und der Kathode des schaltbaren Gleichrichters 34 und den Klemmen 31 und 32 sind wie bei der vorher beschriebenen Ausführung. Die Belastung ist mit 35 bezeichnet. Die Steuerelektrode ist unmittelbar an die KlemmeIn the third exemplary embodiment according to FIG. 3 three terminals 31, 32 and 33 are provided. The connections between the anode and the cathode of the switchable rectifier 34 and the terminals 31 and 32 are as in the case of the previously described Execution. The load is denoted by 35. The control electrode is directly on the terminal

33 angelegt. Sie ist außerdem mit der Klemme 32 über einen Widerstand 36 verbunden. Ferner ist sie über einen Kondensator 37, eine Shockley-Vierschichtendiode 38 und einen Widerstand 39 in Reihenschaltung an die Anode angeschlossen. Über einen Kondensator 37 und einen in Reihe liegenden Widerstand 40 ist sie schließlich an die Klemme 31 angelegt. Der Verbindungspunkt zwischen der Shockley-Vierschichtdiode 38 und dem Widerstand 39 ist über einen Kondensator 41 mit der Klemme 31 verbunden.33 created. It is also connected to terminal 32 via a resistor 36. Furthermore, she is through a capacitor 37, a Shockley four-layer diode 38 and a resistor 39 in series connected to the anode. Via a capacitor 37 and one in series Finally, resistor 40 is applied to terminal 31. The connection point between the Shockley four-layer diode 38 and the resistor 39 is connected to the terminal via a capacitor 41 31 connected.

Wenn ein Triggerimpuls angelegt wird, wird der Kondensator 41 über den schaltbaren GleichrichterWhen a trigger pulse is applied, the capacitor 41 is switched via the switchable rectifier

34 und den Widerstand 39 aufgeladen, bis die Shockley-Vierschichtdiode 38 durchschlägt. In diesem Augenblick entlädt sich der Kondensator 41 über die Shockley-Vierschichtdiode 38 und den Widerstand 40, wodurch ein negativer Impuls über den Kondensator 37 auf die Steuerelektrode ausgeübt wird, der den schaltbaren Gleichrichter 34 abschaltet. Das Arbeitsspiel wiederholt sich bei jedem neuen Triggerimpuls. Falls es erwünscht ist, kann der Umfang des Impulses durch Veränderung des Widerstandes 39 und des Kondensators 41 variiert werden.34 and the resistor 39 are charged until the Shockley four-layer diode 38 breaks down. In this Momentarily the capacitor 41 discharges through the Shockley four-layer diode 38 and the Resistor 40, whereby a negative pulse is exerted on the control electrode via the capacitor 37 which switches off the switchable rectifier 34. The work cycle is repeated for everyone new trigger pulse. If desired, the magnitude of the impulse can be adjusted by changing the resistance 39 and the capacitor 41 can be varied.

Claims

Patent claims:

1. Monostable multivibrator, characterized in that a switchable Rectifier (7) with its anode and cathode at a first positive or a second negative terminal (4, 5) and a load (8) in the anode-cathode circuit of the switchable rectifier is connected and also a capacitor (9) and a Shockley four-layer diode (11) in series between the control electrode of the switchable rectifier (7) and one of said terminals (4, 5) are connected, and further characterized in that another terminal (6) is provided, which receives trigger pulses from a pulse generator, via a resistor (10) and capacitor (9) to the control electrode of the switchable rectifier (7) and the Shockley four-layer diode (11) at the connection point is connected between the resistor (10) and the capacitor (9).

2. Toggle circuit according to claim 1, characterized in that the Shockley four-layer diode (11) and the capacitor (9) in series between the second negative terminal (5) and the control electrode are arranged.

3. flip-flop circuit according to claim 1, characterized in that the capacitor (9) and the Shockley four-layer diode (11) in series between the control electrode and the first positive Clamp (4) are arranged.

4. Toggle circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that a second Capacitor (22) of greater capacity than a first capacitor (24) is provided, the so is connected so that it is charged when a switchable rectifier (15) is non-conductive, however, it discharges into the first capacitor (24) when the switchable rectifier (15) conducts.

Considered publications: "Electronics", 1960, No. 7, pp. 199 and 200.

1 sheet of drawings