DE1277339B

DE1277339B - Circuit arrangement consisting of two switching transistors of different conductivity types coupled to one another

Info

Publication number: DE1277339B
Application number: DE1967S0109505
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Wentzel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-04-24
Filing date: 1967-04-24
Publication date: 1968-09-12

Description

Schaltungsanordnung aus zwei miteinander gekoppelten Schalttransistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung aus zwei miteinander gekoppelten Schalttransistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps, bei der der eine Schalttransistor den anderen steuert. Die An-und Abschaltzeiten der Gesamtanordnung sollen dabei möglichst klein sein.Circuit arrangement made up of two switching transistors coupled to one another different conductivity types The invention relates to a circuit arrangement from two switching transistors of different conductivity types coupled to one another, in which one switching transistor controls the other. The on and off times the overall arrangement should be as small as possible.

Einfluß auf die Schaltzeiten der Anordnung haben die Anstiegszeit, die Abfallzeit und besonders die Speicherzeit der Schalttransistoren. Die Anstiegszeit ist die Zeit, die vergeht, bis der Kollektorstrom von 10 auf 90% seines stationären Höchstwertes ansteigt. Sie wird dadurch verursacht, daß zuerst eine bestimmte Ladungsmenge durch den Basisstrom in den Basisraum gebracht werden muß, bevor der der Eingangsspannung am Transistor entsprechende Kollektorstrom fließen kann.The rise time has an influence on the switching times of the arrangement, the fall time and especially the storage time of the switching transistors. The rise time is the time it takes for the collector current to go from 10 to 90% of its steady state Maximum value increases. It is caused by the fact that first a certain amount of charge must be brought into the base space by the base current before the input voltage corresponding collector current can flow at the transistor.

Die Zeit der Abnahme des Kollektorstromes von 90 auf 10 % seines stationären Höchstwertes wird als Abfallzeit bezeichnet. Sie entsteht dadurch, daß nach Anlegen einer Sperrspannung an den Eingang des Transistors sich im Basisraum noch eine dem Höchstwert des Kollektorstromes entsprechende Ladungsmenge befindet, die erst ausgeräumt werden muß.The time of the decrease in the collector current from 90 to 10% of its stationary The maximum value is referred to as the fall time. It arises from the fact that after creation a reverse voltage at the input of the transistor in the base space nor a dem Maximum value of the collector current is located corresponding to the amount of charge that has only been cleared must become.

Eine Speicherzeit tritt nur dann auf, wenn der Transistor übersteuert wurde, d. h. sich eine größere Ladungsmenge im Basisraum des Transistors befindet als für das Fließen des Höchstwertes des Kollektorstromes notwendig ist. Wird dann an den Eingang des Transistors eine Sperrspannung gelegt, so bleibt auf Grund dieser zusätzlichen Ladungsmenge der Kollektorstrom zunächst konstant, bis die zusätzliche Ladungsmenge abgebaut ist, dann erst nimmt der Kollektorstrom ab. Die Speicherzeit ist darum definiert als die Zeit, die zwischen Ende des Steuerimpulses und Abfall des Kollektorstromes um 10% gegenüber dem stationären Höchstwert verstreicht.A storage time only occurs when the transistor is overdriven was, d. H. there is a larger amount of charge in the base space of the transistor than is necessary for the maximum value of the collector current to flow. It will then A reverse voltage is applied to the input of the transistor, so this remains due to this additional amount of charge the collector current initially constant until the additional The amount of charge is reduced, only then does the collector current decrease. The storage time is therefore defined as the time between the end of the control pulse and the fall of the collector current elapses by 10% compared to the stationary maximum value.

Um die Speicherzeit zu verkürzen, muß möglichst schnell diese zusätzliche Ladungsmenge aus dem Basisraum entfernt werden, z. B. indem über die Basisleitung Ladungsträger zugeführt werden, die gegenüber den Ladungsträgern in der Basis entgegengesetzte Polarität haben. Zur Verringerung der Anstiegszeit kann der Transistor übersteuert werden. Die Abfallzeit wird verkleinert, wenn die den Transistor sperrende Impulsamplitude im Abschaltaugenblick kurzzeitig größer ist als es zum Sperren des Transistors notwendig wäre.In order to shorten the storage time, this additional Amount of charge removed from the base space, e.g. B. by using the base line Charge carriers are fed that are opposite to the charge carriers in the base Have polarity. The transistor can be overdriven to reduce the rise time will. The fall time is reduced when the pulse amplitude blocking the transistor at the moment of shutdown is briefly greater than necessary to block the transistor were.

Bei zwei gekoppelten Schalttransistoren, wobei der eine Transistor den anderen steuert, müssen besondere Maßnahmen vorgesehen werden, um die Schaltzeiten des gesteuerten Schalttransistors zu verkürzen.With two coupled switching transistors, one transistor controls the other, special measures must be taken to adjust the switching times to shorten the controlled switching transistor.

So wird in der Schaltungsanordnung F i g. 1 der deutschen Auslegeschrift 1193 992, in der zwei Schalttransistoren gleichen Leitfähigkeitstyps gekoppelt sind, ein Differenziertransformator zwischen den Ausgang des steuernden und den Eingang des gesteuerten Schalttransistors gelegt. Der Differenziertransformator spricht auf die Erregung und die Abschaltung des steuernden Transistors an und liefert Übersteuerungssignale an den gesteuerten Transistor. Dabei ist die Primärwicklung des Transformators mit dem Kollektor des steuernden Transistors verbunden, seine Sekundärwicklung ist zwischen den Emitter des steuernden und die Basis des gesteuerten Transistors geschaltet.Thus, in the circuit arrangement F i g. 1 of the German Auslegeschrift 1193 992, in which two switching transistors of the same conductivity type are coupled, a differentiating transformer between the output of the controlling and the input of the controlled switching transistor placed. The differential transformer speaks on the excitation and switch-off of the controlling transistor and supplies overdrive signals to the controlled transistor. The primary winding of the transformer is included connected to the collector of the controlling transistor, its secondary winding is between the emitter of the controlling transistor and the base of the controlled transistor are switched.

Diese Schaltungsart des Transformators ist nicht möglich, wenn die gekoppelten Transistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps sind. Die Kopplung zweier Transistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps ist dann zweckmäßig, wenn die Emitterpotentiale der Transistoren auf sehr unterschiedlichem Spannungsniveau liegen.This type of transformer connection is not possible if the coupled transistors are of different conductivity types. The coupling of two Transistors of different conductivity types are useful when the emitter potentials of the transistors are at very different voltage levels.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei der Kopplung zweier Transistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps eine Induktivität derart zwischen den Ausgang des steuernden und den Eingang des gesteuerten Transistors zu schalten, daß die Schaltzeiten des gesteuerten Transistors verringert werden.The object of the invention is now when coupling two transistors different conductivity type an inductance between the output of the controlling and switching the input of the controlled transistor that the switching times of the controlled transistor can be reduced.

Dies wird dadurch erreicht, daß der Emitter des steuernden Schalttransistors an einem festen Potential liegt, der Kollektor über einen ohmschen Widerstand und die Primärwicklung eines Übertragers mit der Basis des gesteuerten Schalttransistors verbunden ist, daß die Basis des gesteuerten Schalttransistors außerdem über die Sekundärwicklung des übertragers und einen zweiten ohmschen Widerstand an ein zweites festes Potential angeschlossen ist und daß der Emitter des gesteuerten Schalttransistors an das zweite feste Potential gelegt ist. In einer Weiterbildung der Erfindung wird zwischen die Basis und den Emitter des gesteuerten Transistors eine Diode geschaltet. Damit werden Schwingungen verhindert, die wegen des Übertragers und der Schaltkapazitäten entstehen können.This is achieved in that the emitter of the controlling switching transistor is at a fixed potential, the collector via an ohmic resistor and the primary winding of a transformer with the base of the controlled switching transistor is connected that the base of the controlled switching transistor also via the Secondary winding of the transformer and a second ohmic resistor to a second fixed potential is connected and that the emitter of the controlled switching transistor is applied to the second fixed potential. In a further education of the invention is placed between the base and the emitter of the controlled transistor switched a diode. This prevents vibrations caused by the transformer and the switching capacities can arise.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; F i g. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Schreibverstärker für Trommelspeicher.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. In Fig. 1 shows an embodiment of the invention; F i g. 2 shows the application of the invention to a write amplifier for drum memories.

In F i g. 1 liegt der npn-Transistor 1 mit seinem Emitter an dem festen Potential U1. Der Kollektor des Transistors 1 ist über den ohmschen Widerstand 2 und die Primärwicklung 3 a des Übertragers 3 mit der Basis des pnp-Transistors 4 verbunden. Die Basis des Transistors 4 ist über die Sekundärwicklung 3 b des Übertragers 3 und den ohmschen Widerstand 5 an das feste Potential U2 gelegt. Der Emitter des Transistors 4 liegt direkt an der Spannung U2. Durch den Spannungsteiler aus den Widerständen 2 und 5 wird der Arbeitspunkt des Transistors 4 festgelegt. Der Übertrager 3 und die Schaltkapazitäten, insbesondere die Basis-Emitter-Kapazität von T4, bilden ein schwingfähiges Gebilde. Die Diode 6 zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 4 bedämpft das Überschwingen der Basisspannung von Transistor 4 über die Emitterspannung U2 und verhindert ein Rückschwingen und ein erneutes kurzes Durchschalten des Transistors 4.In Fig. 1 is the npn transistor 1 with its emitter on the fixed Potential U1. The collector of the transistor 1 is through the ohmic resistor 2 and the primary winding 3 a of the transformer 3 with the base of the pnp transistor 4 tied together. The base of the transistor 4 is through the secondary winding 3 b of the transformer 3 and the ohmic resistor 5 applied to the fixed potential U2. The emitter of the The transistor 4 is directly connected to the voltage U2. Through the voltage divider from the Resistors 2 and 5 determine the operating point of transistor 4. The transmitter 3 and form the switching capacitances, in particular the base-emitter capacitance of T4 an oscillatable structure. The diode 6 between the base and the emitter of the transistor 4 dampens the overshoot of the base voltage of transistor 4 via the emitter voltage U2 and prevents the transistor from swinging back and switching on again briefly 4th

Wird an die Basis von Transistor 1 eine gegenüber U1 positive Spannung angelegt, so wird der Transistor leitend, es fließt ein Kollektorstrom. Durch das rasche Ansteigen des Kollektorstromes von Transistor 1 wird in dem Übertrager 3, der als Sparübertrager ausgebildet sein kann, eine Spannung induziert, die Transistor 4 beschleunigt durchschaltet. Beim Abschalten kann die in der Basis des Transistors 4 sich befindende Ladung nur über den Widerstand 5 ausgeräumt werden, da Transistor 1 gesperrt ist. Hier , wird durch den Übertrager 3 eine Beschleunigung des Abschaltens des Transistors 4 erreicht. Die im Übertrager 3 gespeicherte Energie liefert im Abschaltmoment den notwendigen Ausräumstrom für die Basis des Transistors 4. Dabei kann der Ausräumstrom im Abschaltaugenblick bei entsprechender Dimensionierung des übertragerübersetzungsverhält nisses um ein Vielfaches größer sein als der Basisstrom von Transistor 4, wenn dieser leitend ist.If the base of transistor 1 has a positive voltage compared to U1 applied, the transistor becomes conductive, a collector current flows. By the rapid increase in the collector current of transistor 1 is in the transformer 3, which can be designed as an economy transformer, induces a voltage, the transistor 4 accelerates through. When switching off, the in the base of the transistor 4 located charge can only be cleared via the resistor 5, as a transistor 1 is blocked. Here, the transformer 3 accelerates the shutdown of transistor 4 reached. The energy stored in the transformer 3 supplies the Shutdown the necessary Ausräumstrom for the base of the transistor 4. This the evacuation current can be adjusted at the moment of switch-off with the appropriate dimensioning of the The transformer transmission ratio must be many times greater than the base current of transistor 4 when it is conductive.

F i g. 2 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei Schreibverstärkern für eine Magnettrommel. Der Schreibverstärker wird von zwei Anordnungen A und B gebildet, die jeweils einer der beiden Kopfhälften zugeordnet sind. Der Schreibverstärker wird durch ein Transistor 10 öffnendes Signal ausgewählt. Es gelangt Erdpotential an die Emitter der Transistoren 11 und 11'. Das ansteuernde Schreib-Flip-Flop steuert über die Eingänge 12 und 12' im Rhythmus der zu schreibenden Magnetisierungswechsel abwechselnd die npn-Transistoren 11 und 11' leitend und ebenso über das übertragungsnetzwerk, das aus den Bauteilen 13, 14, 15 bzw. 13', 14', 15' besteht, die nachfolgenden pnp-Transistoren 25 bzw. 25'. Über die Transistoren 25 und 25' fließt der Schreibstrom jeweils einer der beiden Schreibkopfhälften zu. Die Widerstandskombination 16 und 17 bzw. 16' und 17' begrenzen den Schreibstrom. Die Kondensatoren 18 bzw. 18' versteilern die Anstiegsflanke des Schreibstromes. Vor die Transistoren 11; 11' und 10 ist ein RC-Glied geschaltet, das die Anstiegszeit der Transistoren verkürzt. Die Dioden 19 und 19' sollen verhindern, daß der Verstärker schwingt. U3 und U4 sind feste Potentiale. Die beiden Ausgänge der zwei Schreibverstärkerhälften führen zur Schreib-Lesekopfanordnung 20.F i g. 2 shows the use of the circuit arrangement according to the invention in write amplifiers for a magnetic drum. The write amplifier is formed by two arrangements A and B , which are each assigned to one of the two head halves. The write amplifier is selected by a transistor 10 opening signal. Ground potential comes to the emitters of transistors 11 and 11 '. The activating write flip-flop controls the npn transistors 11 and 11 'alternately via the inputs 12 and 12' in the rhythm of the magnetization changes to be written and also via the transmission network consisting of the components 13, 14, 15 and 13 ' , 14 ', 15' consists of the following pnp transistors 25 and 25 '. The write current flows through the transistors 25 and 25 'to one of the two write head halves. The resistor combination 16 and 17 or 16 'and 17' limit the write current. The capacitors 18 and 18 'steepen the rising edge of the write current. Before the transistors 11; 11 'and 10 an RC element is connected, which shortens the rise time of the transistors. The diodes 19 and 19 'are intended to prevent the amplifier from oscillating. U3 and U4 are fixed potentials. The two outputs of the two write amplifier halves lead to the read / write head arrangement 20.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement of two coupled together Switching transistors of various conductivity types, in which the one switching transistor controls the other and one for reducing the switch-on and switch-off times Inductance between the output of the controlling and the input of the controlled Switching transistor is inserted, characterized in that the emitter of the controlling Switching transistor is connected to a fixed potential, the collector via an ohmic one Resistance and the primary winding of a transformer with the base of the controlled Switching transistor is connected to that the base of the controlled switching transistor also via the secondary winding of the transformer and a second ohmic resistor is connected to a second fixed potential and that the emitter of the controlled Switching transistor is connected to the second fixed potential.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that to prevent vibrations Diode inserted between the base and the emitter of the controlled switching transistor is.

3. Write amplifier for write heads of drum memories using of circuit arrangements according to claim 2, wherein each one circuit arrangement for one of the two head halves of the write head is provided and the write amplifier is selected by a signal to the emitters of the controlling switching transistor.