DE1241484B - Frequenzstabilisierter Multivibrator mit Transistoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/02

Nummer: 1241484

Aktenzeichen: J 25580 VIII a/21 al

Anmeldetag: 3. April 1964

Auslegetag: 1. Juni 1967 ν :.

Die Erfindung betrifft einen Multivibrator, bei dem die Frequenz der Ausgangsimpulse durch Verminderung des Einflusses des Basis-Kollektor-Sperrstroms stabilisiert ist. Die theoretische Beschreibung der Wirkungsweise zeigt, daß es zum Herabsetzen des Einflusses notwendig ist, die Verringerung des Transistor-Basiswiderstandes und damit den Widerstand des Kollektorstromkreises zu ermöglichen, was jedoch zu unzulässig hohen Stromstärken führt. Diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.

Bei einem älteren Vorschlag für die Ausbildung einer Rechteckimpulse liefernden Multivibratorschaltung, bestehend aus zwei Verstärkerelementen, die über Kondensatoren, deren steuerseitige Klemmen über Entladewiderstände jeweils an dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle liegen, wechselseitig gekoppelt sind und deren Ausgänge über Arbeitswiderstände an demselben Pol der Spannungsquelle liegen, wobei die Arbeitswiderstände als gesteuerte Verstärkerelemente ausgebildet sind, die zu den über die Kondensatoren wechselseitig gekoppelten zwei Verstärkerelementen komplementär sind, sind die gesteuerten Verstärkerelemente über Widerstände galvanisch mit den Ausgängen der über die Kondensatoren gekoppelten Verstärkerelemente verbunden.

Demgegenüber besteht die Erfindung zur Lösung des Problems der Frequenzstabilität eines Multivibrators mit Transistoren und mit diesen zugeordneten Zusatztransistoren, wobei die Halbleiter-Zonenfolge von Haupt- und Zusatztransistoren innerhalb jeder Zuordnung komplementär ist, so daß jeder der Haupttransistoren kollektorseitig mit dem Kollektor des komplementären Zusatztransistors verbunden ist, darin, daß zwischen die beiden komplementären Transistoren je ein Widerstand geschaltet ist, daß die Basis jedes Zusatztransistors über eine Reihenschaltung aus Widerstand und Kondensator mit dem Kollektor des Haupttransistors der anderen Multivibratorhälfte verbunden ist und daß der Kollektor jedes Haupttransistors mit dem Emitter des der gleichen Multivibratorhälfte zugehörigen Zusatztransistors über einen Widerstand verbunden ist.

Die Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnungen für eine beispielsweise Ausführungsform näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines bekannten Multivibrators;

F i g. 2 zeigt das Schaltbild eines Multivibrators gemäß der Erfindung.

Ist t die Halbperiodendauer, R_b der Basiswiderstand und C die Kapazität, so gilt:

Frequenzstabilisierter Multivibrator
mit Transistoren

Anmelder:

International Business Machines Corporation,
Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. R. Schiering, Patentanwalt,
Böblingen (Württ), Westerwaldweg 4

Als Erfinder benannt:.

Louis Balourdet,

Vence, Alpes-Maritimes (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 3. April 1963 (7197)

t = R_b-C-log2.

Diese Beziehung berücksichtigt jedoch weder den Spannungsverlust an Halbleiter-pn-Übergängen noch den Basis-Kollektor-Sperrstrom /_c0.

Der Einfluß des Basis-Kollektor-Sperrstroms ist aus folgender Gleichung erkennbar:

1 dt —R_b

dJci

2· V- Iog2

Es läßt sich mathematisch nachweisen, daß der Einfluß des Basis-Kollektor-Sperrstroms J_{c 0} auf die Frequenz eines Multivibrators um so kleiner ist, je kleiner die Basiswiderstände gewählt werden.

Man ist jedoch bei der Verkleinerung des Wertes des Basiswiderstandes R_b Beschränkungen unterworfen. Wenn man nämlich für den Kondensator C bzw. C₁ oder C₂ eine geeignete Aufladezeit braucht, dann muß das Verhältnis R_b:R_c = k größer oder gleich einem gegebenen Wert gehalten werden. Man muß, falls man den Widerstandswert R_b verkleinert, gleichzeitig auch den Widerstandswert R_c herabsetzen.

Die mögliche Herabsetzung des Widerstandswertes R_c ist jedoch durch den Wert begrenzt, der hinsichtlich der zulässigen Leistung und des zulässigen Stroms in den Transistoren eingehalten werden muß, denn der Widerstand R_c ist zur gleichen Zeit sowohl im Aufladekreis des Kondensators C als auch im Belastungskreis des Transistors T vorhanden

709 588/304

(z.B. der WiderstandR_cl mit dem KondensatorC₂ und dem Transistor T₁).

In dem vorstehend aufgeführten Verhältnis

t> , η j-

JtV^ ■ ■"■£ Λ·

tritt der Kollektorwiderstand R_c als Ladestromkreiswiderstand für den Kondensator C auf. Wenn dieser Schaltung daher ein wirksamer Arbeitswiderstand R/ zugeordnet ist, dann wird der in Betracht zu ziehende Ausdruck

Rb '· Rc ⁼ & ·

Durch Herstellung eines Verhältnisses von R_c' kleiner als R_c wird der Wert von k auf einen korrekten Betrag mit einem kleineren Wert für R_b gehalten.

Den Wert von R/ gewinnt man, indem man zum Widerstand R_c (bzw. R_C1 oder R_C2) einen Widerstand r (bzw. T₁ oder r₂) parallel schaltet. Dieser Nebenwiderstand muß nur während der Aufladung des Kondensators C (bzw. C₁ oder C₂) eingreifen.

Aus diesem Grund ist in F i g. 2 der Widerstand r parallel zum Kollektorwiderstand R_c über einen Transistor T', und zwar Transistor T₁ für die die Schaltungsteile C₂, R_cl und T₁ enthaltende Anordnung, angeordnet, der normalerweise gesperrt ist und nur während des verlangten Zeitintervalls leitend gemacht wird.

Man kommt so zu einer Schaltung nach F i g. 2. Betrachtet man dort den normalerweise gesperrten Transistor T₁, so ergibt sich folgender Funktionsablauf:

Tritt am Kollektor des Transistors T₂ ein positiver Impuls auf, so gelangt dieser über den Kondensator C₁' auf den Widerstand T₁. Damit gerät der Transistor T₁ in den Sättigungszustand. Während dieser Zeit ist der Transistor T₁ blockiert. Der Kondensator C₂ wird über die Parallelschaltung der Widerstände R_r* und τ_Λ mit einer Zeitkonstante

ri-

n +

40

aufgeladen.

Wenn R_bml der kleinste Wert für den Basiswiderstand R_b ist, welcher in der bekannten Schaltung nach Fig. 1 als eine Funktion des Ausdrucks R_b:R_c = k angesehen werden kann, und wenn R_bm2 der kleinste Widerstandswert ist, welcher in der Schaltung nach der Erfindung als eine Funktion des Ausdrucks R_b : R/ = k betrachtet werden kann, so ist ersichtlich, daß R_bm2 kleiner als R_bml ist und daß diese Werte im Verhältnis r: (r + R_c) stehen.

Die Werte der Widerstände r (bzw. T₁ oder r₂), r' (bzw. T₁ oder r₂') und des Kondensators C (bzw. C₁ oder C₂') beziehen sich auf den Zustand, in welchem der Transistor T (bzw. T₁ oder T₂') während der vollen Aufladezeit des Kondensators C (bzw. C₂ oder C₁) gesättigt gehalten wird, und auf die tolerierten Maximalströme in den Transistoren.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Frequenzstabilisierter Multivibrator mit Transistoren und mit diesen zugeordneten Zusatztransistoren, wobei die Halbleiter-Zonenfolge von Haupt- und Zusatztransistoren innerhalb jeder Zuordnung komplementär ist, so daß jeder der Haupttransistoren kollektorseitig mit dem Kollektor des komplementären Zusatztransistors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die beiden komplementären Transistoren (T₁ bzw. T₂) je ein Widerstand (r_v r₂) geschaltet ist, daß die Basis jedes Zusatztransistors über eine Reihenschaltung aus Widerstand Cr₁'bzw.r₂) und Kondensator(C₁'bzw.C₂') mit dem Kollektor des Haupttransistors (T₂ bzw. T₁) der anderen Multivibratorhälfte verbunden ist und daß der Kollektor jedes Haupttransistors (T₁ bzw. T₂) mit dem Emitter des der gleichen Multivibratorhälfte zugehörigen Zusatztransistors (T₁ bzw. T₂) über einen Widerstand (R₀₁ bzw. R_c2) verbunden ist.

   In Betracht gezogene ältere Patente:
   Deutsches Patent Nr. 1190 030.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   709 588/304 5.67 © Bundesdruckerei Berlin