DE1238955B

DE1238955B - Impulsvervielfacherschaltung

Info

Publication number: DE1238955B
Application number: DET30024A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Berthold Bosch
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-11-06
Filing date: 1965-12-15
Publication date: 1967-04-20
Also published as: GB1170608A; FR1498778A; GB1170607A; DE1258891B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/22

Nummer: 1238 955

Aktenzeichen: T 30024 VIII a/21 al

Anmeldetag: 15. Dezember 1965

Auslegetag: 20. April 1967

Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltung zur Vervielfachung eines oder mehrerer Impulse, wobei die entstehenden Einzelimpulse vorbestimmten Abstand aufweisen.

Wenn an eine Probe eines Halbleiters, Vorzugsweise eines Ill-V-Verbindungshalbleiters, geeigneter Abmessungen über ohmsche Kontakte eine Spannung angelegt wird, die größer als ein bestimmter kritischer Wert ist, können im fließenden Strom Instabilitäten auftreten, die beispielsweise die Form von Mikrowellenschwingungen aufweisen (vgl. Literaturstelle Solid-State Commun., 1 (1963), S. 88 bis 91, »Microwave Oscillations of Current in III-V-Semiconductors«).

Die Erfindung hat sich unter Ausnutzung des obenerwähnten Effektes die Aufgabe gestellt, eine Impulsvervielfacherschaltung aufzuzeigen.

Erfindungsgemäß wird dies bei der eingangs beschriebenen Schaltung dadurch verwirklicht, daß diese aus einer Anzahl derart miteinander gekoppelter und unterhalb des kritischen Wertes vorgespannter Volumeneffekt-Oszillatoren besteht, daß der auf den Eingang der Schaltung gegebene zu vervielfachende Impuls in jeder Halbleiterprobe einen Strom- bzw. Spannungsimpuls auslöst, dessen Länge durch die Laufzeit der Ladungsträger durch die Probe gegeben ist, und daß die gegeneinander zeitlich verschobenen Probeimpulse einem gemeinsamen Lastwiderstand zugeführt werden.

An Hand eines möglichen Ausführungsbeispiels, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, soll der Erfindungsgedanke näher erläutert werden.

Die Schaltung besteht aus mehreren Volumeneffekt-Oszillatoren, von denen drei Halbleiterproben, PrI, Pr 2 und Pr 3, eingezeichnet sind. Die gewünschte Gleichvorspannung dieser Halbleiterproben wird von der Gleichspannungsquelle U über die entsprechenden Vorwiderstände R₂, -R₄ und R₆ den einzelnen Proben zugeführt. Der in Serie mit der Spannungsquelle U liegende Lastwiderstand R₁ wird vom kombinierten Strom i der Schaltung durchflossen, dessen zeitlicher Verlauf in F i g. 2 gezeigt ist. Mit t_Prl, t_Pr2 usw. ist in Fig. 2 die Länge der Einzelimpulse bezeichnet, die durch die Laufzeit der Ladungsträger durch die betreffenden Proben gegeben ist. Die erste Halbleiterprobe PrI ist mit einer beim Ausführangsbeispiel isoliert ausgebildeten Steuerelektrode St₁ versehen, um den zu vervielfachenden Impuls E über die Klemmen α und b an die Schaltung anlegen zu können. In Serie zur Probe PrI und dem Koppelkondensator C₁ sowie der Verzögerungsschaltung FZl liegt die zweite Impulsvervielfacherschaltung

Anmelder:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Dr. Berthold Bosch,
Ehrenstein bei Ulm/Donau

Halbleiterprobe Pr 2 mit dem zugehörigen Vorwiderstand i?₄ und in Serie dazu die dritte Halbleiterprobe Pr 3 mit dem zugehörigen Vorwiderstand R₆. Je nach gewünschter Vervielfachung können η derartig aufgebaute Stufen zusammengeschaltet werden. Der zwischen dem Vorwiderstand R₂ und der Probe Pr ί eingefügte Koppelkondensator C₁ führt zu einer beim Ausführangsbeispiel ebenfalls isoliert dargestellten Steuerelektrode St₂ an der Halbleiterprobe Pr 2. Der Anschlußpunkt der Steuerelektrode St₂ ist außerdem über einen Widerstand R₃ mit der auf Masse liegenden Leitung der Schaltung verbunden, die die Klemme α sowie jeweils einen ohmschen Kontakt der in der Schaltung vorhandenen Halbleiterproben mit der einen Klemme der Gleichspannungsquelle verbindet. In gleicher Weise ist die Ausgangselektrode der Halbleiterprobe Pr 2 über einen entsprechenden Koppelkondensator C₂ und die Verzögerungsschaltung UZ 2 mit der Steuerelektrode St_s der Halbleiterprobe Pr3 verbunden. Gleichzeitig ist die Steuerelektrode St_a über einen Widerstand R₅ mit der Masseleitung verbunden. Sofern weitere Stufen erforderlich sind zur Erzielung der gewünschten Impulsvervielfachung, können, wie dies durch den Kondensator C₃ und die gestrichelten Anschlußleitungen angedeutet wurde, weitere Volumeneffekt-Halbleiter-Oszillatoren angeschlossen werden.

Wird eine ganz bestimmte Verzögerungszeit zwischen den im Zuge des Vervielfachungsvorganges auftretenden Impulsen benötigt, so kann man dies in Weiterführung des Erfindungsgedankens außer durch Wahl geeigneter Halbleiterproben dadurch beeinflussen, daß, wie in F i g. 1 dargestellt, in der Koppelleitung zwischen den Halbleiterproben entsprechend dimensionierte Verzögerungsglieder FZl,

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VZI usw. eingefügt werden. Die durch die Verzögerungsglieder verursachte Verzögerung ist in Fig. 2 mit t_VZv t_VZ2 usw. angegeben.

Für bestimmte Anwendungszwecke ist es erforderlich, die zeitliche Folge der aus dem Einzelimpuls gebildeten Impulsfolge zu variieren. Dies läßt sich gemäß der Erfindung dadurch erreichen, daß man die Verzögerungsglieder, die vorzugsweise gleich dimensioniert sind, variabel ausbildet. Ferner ergibt sich hierbei die Möglichkeit, bei beliebiger Dirnensionierung der zwischengeschalteten Verzögerungsglieder diese synchron durchzustimmen, so daß man bezüglich der gegenseitigen Lage der aus dem Eingangsimpuls E abgeleiteten Impulsfolge zahlreiche Variationsmöglichkeiten erhält. Die Verzögerungsglieder können selbst wieder, wie an anderer Stelle beschrieben, Elemente sein, die den hier beschriebenen Halbleiter-Volumeneffekt ausnutzen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht unter anderem darin, daß sie sich ao leicht in integrierter Technik als miniaturisierte Anordnung herstellen läßt.

Claims

Patentansprüche:

1. Impulsvervielfacherschaltung mit vorbe- »5 stimmtem Abstand der erzeugten Einzelimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung aus einer Anzahl derart miteinander gekoppelter und unterhalb des kritischen Wertes vorgespannter Volumeneffekt-Oszillatoren besteht, daß der auf den Eingang der Schaltung gegebene, zu vervielfachende Impuls in jeder Halbleiterprobe einen Strom- bzw. Spannungsimpuls auslöst, dessen Länge durch die Laufzeit der Ladungsträger durch die Probe gegeben ist und daß die gegeneinander zeitlich verschobenen Probenimpulse einem gemeinsamen Lastwiderstand zugeführt werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsimpuls der ersten Halbleiterprobe über eine vorzugsweise isoliert ausgeführte Steuerelektrode zugeführt wird.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Halbleiterproben gleich dimensioniert sind.

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Halbleiterproben Verzögerungsglieder eingefügt sind.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsglieder variabel ausgebildet sind.

6. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsglieder gleich dimensioniert sind und falls es erforderlich ist, synchron durchgestimmt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen