DE1512411B2 - Multivibrator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Multivibrator, dessen widerstand durch einen Transistor gleichen Leitungs-

beide zwischen einer Betriebsspannung und einem typs ersetzt ist.

Bezugspunkt liegenden Stromzweige je mindestens Bei dieser Schaltung ist der Schaltzustand durch einen Transistors eines Leitungstyps und einen Ar- die Potentiale an den Verbindungspunkten der beibeitswiderstand aufweisen und bei dem im ersten 5 den Feldeffekttransistoren jedes Stromzweiges be-Stromzweig dem Arbeitswiderstand des Transistors stimmt. Von diesen beiden Transistoren ist jeweils ein zusätzlicher Transistor vom anderen Leitungstyp einer gesperrt und hat somit einen sehr hohen Bahnparallel geschaltet ist, der vom Transistor des zwei- widerstand, so daß beide Stromzweige unabhängig ten Stromzweiges angesteuert wird. vom jeweiligen Schaltzustand hochohmig sind und

Eine bekannte derartige Schaltung ist mit üblichen io demgemäß nur minimale Verlustleistungen auftreten. Transistoren aufgebaut. Beim Sperren des einen Diese Beriebsweise läßt sich insbesondere bei VerTransistors soll der seinem Arbeitswiderstand par- wendung von Feldeffekttransistoren mit isolierter allelgeschaltete zusätzliche Transistor die Kollektor- Steuerelektrode gut erreichen, da hierbei praktisch kapazität schneller entladen, als es bei einer Entla- keine Steuerleistung benötigt wird, wie sie bei Schaldung nur über den Arbeitswiderstand möglich ist, 15 tungen mit normalen Transistoren über den Kollekso daß die Rückflanke des am Kollektor erscheinen- torwiderstand des jeweils nichtleitenden Transistors den Impulses steiler abfällt. Hinsichtlich des Strom- geliefert wird. Weiterhin läßt sich die Kapazität der Verbrauchs leidet diese bekannte Schaltung jedoch isolierten Steuerelektroden zur Energiespeicherung unter dem gleichen Nachteil wie andere Schaltungen, während der Haltezeit des Instabilen Zustandes bei die passive Arbeitswiderstände verwenden. Durch 20 monostabilen und astabilen Multivibratoren ausden Arbeitswiderstand des gerade leitenden Tran- nutzen, ohne daß weitere zuzuschaltende Kapazisitors fließt nämlich dessen Kollektorstrom und setzt täten notwendig wären. fr ihn in Leistung um. Bei integrierten Schaltungen Zwar ist es grundsätzlich bekannt, daß sich Multi- * möchte man jedoch wegen der großen Packungs- vibratoren mit Feldeffekttransitoren aufbauen lassen, dichte die Wärmeentwicklung in den einzelnen Bau- 25 jedoch handelt es sich hierbei entweder um selbstelementen so gering wie möglich halten, damit die schwingende Schaltungen mit nur einem Transistor, Temperatur innerhalb des integrierten Schaltungs- die nach Art einer Relaxationsschaltung Kippschwinplättchens nicht zu stark ansteigt. Ein weiteres Pro- gungen erzeugen, oder um Schaltungen, welche soblem bei integrierten Schaltungen besteht darin, daß wohl Feldeffekttransistoren als auch normale Transich Kapaziäten in integrierter Form nicht gut reali- 30 sistoren gemeinsam verwenden, oder um Schaltunsieren lassen, weil sie eine beträchtliche Fläche des gen, die in konventioneller Weise aufgebaut sind, Halbleiterplättchens benötigen. wobei zwar die Arbeitswiderstände ebenfalls durch

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf- Feldeffekttransistoren reailisert sind, die zwar als fung einer Multivibratorschaltung, in welcher nur Strombegrenzer geschaltet sind, aber immerhin noch eine minimale Verlustleistung umgesetzt wird und 35 einen nennenswerten Strom führen und somit Enerwelche keine eigens ausgebildeten Kapazitäten be- gie verbrauchen. Ferner verwenden die bekannten nötigt und sich daher für eine Ausbildung in inte- Schaltungen durchweg konventionelle Bauelemente, grierter Form eignet. Diese Aufgabe wird bei einem während man für die Ausbildung integrierter Schal-Multivibrator, dessen beide zwischen einer Betriebs- tungen möglichst ausschließlich mit Halbleiterbauspannung und einem Bezugspunkt liegenden Strom- 40 elementen auszukommen sucht, da sich Transistoren zweige je mindestens einen Transistors eines Lei- und Dioden in integrierter Form leichter realisieren tungstyps und einen Arbeitswiderstand aufweisen lassen als Widerstände oder gar Kondensatoren,
und bei dem im ersten Stromzweig dem Arbeitswider- Eine besondere Ausführungsform des erfindungsstand des Transistors ein zusätzlicher Transistor vom gemäßen Multivibrators als monostabiler Multivi- ■<_ anderen Leitungstyp parallel geschaltet ist, der vom 45 brator besteht darin, daß die zusammengeschalteten Transistor des zweiten Stromzweiges angesteuert Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schal- des ersten Stromzweiges mit den Kollektoren zweier tungsanordnung in integrierter Form mit Feldeffekt- Eingangstransistoren verbunden sind, deren Steuertransistoren unter Vermeidung konventioneller pas- elektroden ebenfalls zusammengeschaltet und an den siver Bauelemente aufgebaut ist, wobei in Reihe mit 50 Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren jedem der erstgenannten Transistoren der Strom- des zweiten Stromkreises geführt sind, und daß dem zweige je ein weiterer Transistor vom anderen Lei- Emitter des einen Eingangstransistors das Eingangstungstyp liegt und die Steuerelektroden der in Reihe signal zugeführt wird, während der Emitter des geschalteten Transistoren miteinander verbunden anderen Eingangstransistors am Bezugspunkt liegt, sind, wobei den zusammengeschalteten Steuerelek- 55 Damit läßt sich der Eingang des monostabilen Multitroden der Transistoren des ersten Stromzweiges ein vibrators nach dem Auftreten eines Triggerimpulses Steuersignal zuführbar ist, während ihre zusammen- für die instabile Zeit gegen weitere Eingangsimpulse geschalteten Kollektoren mit den zusammengeschal- sperren, so daß eine Doppeltriggerung vermieden teten Steuerelektroden der entsprechenden Transisto- wird. Sollte die mit der Kapazität, welche durch die ren des zweiten Stromzweiges verbunden sind und die 60 Steuerelektroden- und Schaltungskapazitäten gebilan diesem Zusammenschaltungspunkt wirksamen det wird, erreichbare Haltezeit nicht ausreichen, so Schalt- und Elektrodenkapazitäten die Breite des kann man diese gegebenenfalls durch Zuschalten Ausgangsimpulses bestimmen, wobei ferner der Ver- einer äußeren Kapazität beliebig verlängern,
bindungspunkt der Ausgangselektroden der Tran- Der monostabile Multivibrator läßt sich in einen sistoren des zweiten Stromzweiges mit der Steuerelek- 65 astabilen Multivibrator umwandeln, wenn zwischen trode des zusätzlichen Transistors verbunden und an -die Betriebsspannung und dem Bezugspunkt ein eine Last angeschaltet ist und wobei der den zu- ebenso wie der erste Stromzweig aufgebauter dritter sätzlichen Transistors parallelgeschaltete Arbeits- Stromzweig geschaltet wird, wobei die zusammen-

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geschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten wendeten Feldeffekttransistoren sind vom Strom-Transistoren des ersten Stromzweiges mit den zu- erhöhungstyp. Bei einem solchen Transistor fließt, sammengeschalteten Kollektoren der ihnen ent- wenn die Spannungen an der Steuerelektrode und sprechenden Transistoren des dritten Stromzweiges am Emitter den gleichen Wert haben, zwischen verbunden sind, deren zusammengeschaltete Steuer- 5 Emitter und Kollektor nur ein sehr kleiner Restelektroden wiederum mit den zusammengeschalteten strom, während, wenn die Steuerelektrodenspannung Kollektoren der Transistoren des zweiten Strom- sich ändert, und zwar in negativer Richtung bei zweiges verbunden sind, an deren zusammengeschal- einem p-leitenden Transistor bzw. in positiver Richtete Steuerelektroden andererseits die Steuerelektrode tung bei einem η-leitenden Transistor, nach Überdes dem zusätzlichen Transistor entsprechenden io steigen des Schwellwertes für die Steuerelektroden-Transistors des dritten Stromzweiges geführt ist. Auch Emitter-Spannung zwischen Emitter und Kollektor in diesem Falle läßt sich die Haltezeit und damit die ein Strom fließt.

Periodendauer der erzeugten Schwingung verlängern, Die in F i g. 1 gezeigte monostabile Kippschaltung

wenn man zwischen die zusammengeschalteten enthält zwei η-leitende Transistoren 10 und 12 sowie

Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren 15 vier p-leitende Transistoren 14, 16, 18 und 20. Die

des ersten bzw. zweiten Stromzweiges und den Be- Transistoren 10, 14 und 20 liegen mit ihren Lei-

zugspunkt ebenfalls zusätzliche Kapazitäten einfugt. tungswegen oder Kanälen in der genannten Reihen-

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Dar- folge in Reihe zwischen Masse und einem ersten

Stellungen von Ausführungsbeispielen näher erläu- Schaltungspunkt 24, wobei die Kollektoren des

tert. Es zeigt 20 ersten Transistors 10 und des dritten Transistors 14

F i g. 1 das Schaltbild einer monostabilen Kipp- sowie der Emitter des dritten Transistors 14 und der

schaltung nach der Erfindung, Kollektor des sechsten Transistors 20 jeweils zu-

Fig.2 und 3 verschiedene Möglichkeiten zur Er- sammengeschaltet sind. Ein zweiter Schaltungszweig

zeugung der Vorspannung für den die Zeitkonstante enthält die Kanäle des zweiten und des vierten Tran-

beftimmenden Transistor in der Schaltung nach 25 sistors 12 und 16, die in dieser Reihenfolge in Reihe

Fig. 1, zwischen Masse und einen zweiten Schaltungspunkt

F i g. 4 eine für die Schaltung nach F i g. 1 ver- 26 geschaltet sind, wobei die Kollektoren der Tranwendbare Eingangsschaltung und sistoren 12 und 16 gemeinsam an die Steuerelektrode

F i g. 5 das Schaltbild einer astabilen Kippschal- des fünften Transistors 18 angeschaltet sind. Der

tung nach der Erfindung. 3° Transistor 18 liegt mit seinem Kanal parallel zum

Für die nachfolgend beschriebenen Multivibrator- Kanal des sechsten Transistors 20. Die Steuerelek-

schaltungen eignen sich insbesondere Feldeffekttran- troden der Transistoren 12 und 16 sind miteinander

sistoren mit isolierter Steuerelektrode. Für die im verbunden und galvanisch an die Kollektoren des

angelsächsischen Sprachgebrauch mit »drain«, ersten und des dritten Transistors 10 und 14 ange-

»source« bzw. »gate« bezeichneten Elektroden seien 35 schlossen. Eine Spannungsquelle 28 kann mit ihrem

im folgenden die deutschen Ausdrücke Kollektor, negativen Pol geerdet und mit ihrem positiven Pol

Emitter bzw. Steuerelektrode verwendet. Derartige an die Schaltungspunkte 24 und 26 angeschlossen

Feldeffekttransistoren zeichnen sich durch Majori- sein, um die Schaltung mit Betriebsspannung zu be-

tätsträgerleitung aus und sind mit einem Subtrat aus liefern.

Halbleitermaterial aufgebaut, auf dem eine Emitter- 40 Eingangstriggersignale 30 von einer geeigneten Sielektrode und eine Kollektorelektrode angebracht gnalquelle 32 sind der Steuerelektrode des ersten sind, welche die beiden Enden eines Leitungsweges Transistors 10 sowie der Steuerelektrode des dritten oder stromführenden Kanals im Halbleitermaterial Transistors 14 zugeführt. Diese Triggersignale sind bilden. Eine auf einem Teil dieses Kanals liegende positiv gerichtete Impulse, deren Amplitude V gleich Steuerelektrode ist vom Kanal durch eine Isolator- 45 dem von der Betriebsspannungsquelle 28 gelieferten schicht getrennt. Daher entnimmt sie keinen nennens- Potential sein kann. An die Abflüsse des zweiten werten Strom, so daß die Kollektorelektrode eines und des vierten Transistors 12 und 16 ist eine AusTransistors über eine vernachlässigbar kleine Impe- gangslast oder ein Verbraucher 22 angeschlossen,
danz, also praktisch unmittelbar mit der Steuerelek- Der sechste Transistor 20 dient als ohmsche Komtrode eines anderen Transistors gekoppelt werden 50 ponente im Zeitkonstantennetzwerk der Schaltung kann. Ferner kann der Feldeffekttransistor eine hohe und kann daher an sich durch einen ohmschen Steuerelektroden- oder Eingangskapazität haben, die Widerstand ersetzt werden. Verwendet man jedoch als Zeitkonstantenlcapazität für einen Multivibrator einen Transistor, so läßt sich die Schaltung leichter ausgenutzt werden kann. in integrierter Form aufbauen, da dann die gesamte

Zwei bekannte Arten des isolierten Feldeffekt- 55 Schaltung lediglich Transistoren als Bauelemente transistors sind der Dünnschichttransistor (TFT) und enthält. Die Steuerelektrode des Transistors 20 ist der Metall-Oxyd-Halbleiter-Transistor (MOS). Die mit einem Block 34 verbunden, der entweder in der physikalischen und betrieblichen Eigenschaften des in F i g. 2 gezeigten Weise oder in der in F i g. 3 ge-TFT sind in der Arbeit von Paul K. Weimer: zeigten Weise ausgebildet sein kann. Beispielsweise »The TFT-A New Thin Film Transistor« in der Zeit- 60 ist die Steuerelektrode des Transistors 20 in Fig. 2 schrift »Proceedings of the IRE«, Juni 1962, S. 1462 direkt geerdet, während sie in Fig. 3 an eine posibis 1469, beschrieben. Der MOS-Transistor und tive Spannungsquelle V_b angeschlossen ist. Die Leitseine Eigenschaften sind in der Arbeit von S. R.Hof- fähigkeit bzw. der Widerstand des Kanals des Transtein und F. P. Heim an: »The Silicon Insulated- sistors 20 ist eine Funktion der Steuerelektroden-Gate Fiel-Effect Transistor« in der Zeitschrift »Pro- 65 spannung, und man kann daher durch geeignete ceedings of the IEEE«, September 1963, S. 1190 bis Wahl der der Steuerelektrode dieses Transistors zu-1202, beschrieben. geführten Spannung jeden gewünschten Widerstands-

Die in den Schaltungen nach Fig. 1, 4 und 5 ver- wert, in vernünftigen Grenzen, erhalten.

Wie erwähnt, hat ein Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode, besonders ein solcher vom MOS-Typ, eine verhältnismäßig hohe Eingangs- oder Steuerelektrodenkapazität, die als Zeitkonstantenkapazität für die Kippschaltung dienen kann. Die kombinierten Eingangskapazitäten des zweiten und des vierten Transistors 12 und 16 zusammen mit den Ausgangskapazitäten des ersten und des dritten Transistors 10 und 14 und der Streukapazität der Verbindungsleitung ist durch den gestrichelten Kondensator 36 angedeutet. Es hat sich herausgestellt, daß diese Kapazität eine für die Erzeugung von Impulsen mäßiger oder mittlerer Dauer ausreichende Größe hat. Sollen sehr langdauemde Impulse erzeugt werden, so kann man zwischen den Punkt 38 und Masse eine äußere Kapazität schalten, in welchem Falle der gestrichelte Kondensator 36 diese äußere Kapazität mit enthalten würde.

Es soll nun die Arbeitsweise der Kippschaltung im stationären oder Ruhezustand betrachtet werden. Bei Abwesenheit des Triggerimpulses 30 wird durch das Nullpotential am Eingang der erste Transistor 10 in den hochohmigen, gesperrten Zustand und der dritte Transistor 14 in den niederohmigen Zustand gespannt. Die Transistoren 14 und 20 bilden dann einen Leitungsweg zwischen der Spannungsquelle 28 und dem Punkte, wodurch die Kapazität 36 auf annähernd den vollen Spannungswert F der Spannungsquelle 28 aufgeladen wird. Bei in der gezeigten Polaritätsrichtung auf V Volt aufgeladenem Kondensator 36 ist der Transistors 12 in den niederohmigen Zustand und der Transistors 16 in den gesperrten Zustand gespannt. Die Ausgangsspannung am Punktß entspricht dann annähernd Nullpotential, wodurch der fünfte Transistor 18 in den niederohmigen Zustand gespannt wird.

Wird dem Eingang ein positiv gerichteter Triggerimpuls 30 zugeführt, so wird der dritte Transistor 14 gesperrt und der. erste Transistor 10 geöffnet. Der Transistor 10 bildet einen niederohmigen Leitungsweg, über den sich der Kondensator 36 sehr rasch entlädt, so daß der Punkt A Nullpotential annimmt. Der zweite Transistor 12 wird dann gesperrt und der vierte Transistor 16 wird geöffnet, so daß die Ausgangsspannung auf + F Volt (Spannungsverlauf 40) ansteigt. Diese Ausgangsspannung sperrt den fünften Transistor 18.

Bei Beendigung des Triggerimpulses wird der erste Transistor 10 gesperrt und der dritte Transistor 14 geöffnet. Der Kondensator 36 lädt sich dann über den Leitungsweg mit den Kanälen des dritten Transistors 14 und des sechsten Transistors 20 auf. Wie erwähnt, kann der Transistor 20 so vorgespannt werden, daß er einen verhältnismäßig hochohmigen Leitungsweg bildet. Ferner können bei diesem Transistor 20 die Abmessungen des Emitters und des Kollektors, verglichen mit den Abmessungen der Emitter und Kollektoren der anderen Transistoren, so gewählt werden, daß sich ein erheblich geringerer Leitwert, beispielsweise ein Zwanzigstel des Leitwertes der anderen Transistoren ergibt. Das gleiche Resultat läßt sich auch mit. anderen Mitteln erreichen. Der Kondensator 36 lädt sich demnach nicht unmittelbar auf +FVoIt auf, sondern die Aufladung erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die durch den Widerstand des Transistors 20 und die Kapazität des Kondensators 36 bestimmt wird.

Wenn die Ladung des Kondensators 36 einen Wert erreicht, der die Schaltschwellen der Transistoren 12 bis 16 übersteigt, beginnt der Transistor 12 zu öffnen und der Transistor 16 zu sperren. Die Ausgangsspannung am Punkt B beginnt dann abzufallen. Diese, zur Steuerelektrode des fünften Transistors 18 gelangende Spannung öffnet diesen Transistor. Da der Kanal des Transistors 18 parallel zum Kanal des Transistors 20 liegt, wird durch das öffnen des Transistors 18 der Widerstand im Aufladungsweg des Kondensators herabgesetzt, so daß sich der Kondensator 36 rascher auflädt. Dieser Vorgang ist regenerativ und hat zur Folge, daß der zweite Transistor 12 sehr rasch geöffnet wird, so daß im Ausgangsspannungsverlauf 40 eine ziemlich scharfe oder steile Rückflanke erscheint.

Wird an Stelle des Transistors 20 ein ohmscher Widerstand verwendet, so ergibt sich eine lineare Aufladung des Kondensators 36 während desjenigen Teils der Ladeperiode, da der dritte Transistor 14 im Stromsättigungsgebiet also als Konstantstromquelle arbeitet, d. h.

I^ I »Os

-Vr

wobei V_DS die Spannung zwischen Kollektor und Emitter, |F_GS| die Spannung zwischen Steuerelektrode und Emitter und V_T die Schwellenspannung des Transistors bedeuten. Wenn V_DS kleiner als der angegebene Wert wird, wandert der Arbeitspunkt nach unten in den nichtlinearen Bereich der Kennlinie, so daß die Aufladung des Kondensators 36 nicht mehr linear erfolgt.

Wird ein Transistor 20 mit geerdeter Steuerelektrode verwendet (F i g. 2), so erfolgt die Aufladung des Kondensators 36 solange linear, wie jeder der beiden Transistoren 14 und 20 im Stromsättigungsgebiet arbeitet. Schließt man jedoch die Steuerelektrode des Transistors 20 an ein positives Potential an, so wird die lineare Aufladedauer verlängert.

Dies wird daraus ersichtlich, daß F_GS jetzt einen kleineren Wert hat. In der Praxis kann die Betriebs spannung F₀ einen solchen Wert haben, daß die Aufladung des Kondensators 36 von 0 Volt bis zu dem Spannungswert, bei dem der zweite Transistor 12 geöffnet wird, linear erfolgt. Das Durchlaufen des Schwellwertes des Transistors 12 läßt sich dann besser kontrolüeren.

Bei der oben beschriebenen Betriebsweise hängt die Breite des Ausgangsimpules 40 bis zu einem gewissen Grade von der Breite des Triggerimpulses 30 ab. Dieses ergibt sich daraus, daß der Kondensator 36 sich erst dann aufzuladen beginnt, wenn der Triggerimpuls 30 endet und der Transistor 14 geöffnet wird. Diese Abhängigkeit läßt sich vermeiden, wenn man eine Schaltung in der in F i g. 4 gezeigten Weise abwandelt. Dort ist der Triggerimpuls 30 der Quelle eines p-leitenden Transistors 44 zugeführt, deren Abfluß an die Steuerelektroden des ersten und des dritten Transistors 10 und 14 angeschlossen ist. Ein η-leitender Transistor 46 ist mit seinem Kanal zwischen Masse und die Steuerelektroden der Transistoren 10 und 14 geschaltet. Die Steuerelektroden der zusätzlichen Transistoren 44 und 46 sind zusammengeschaltet und galvanisch mit dem Ausgangspunkt B (den Kollektoren der Transistoren 12 und 16 [Fig. I]) verbunden.

In dieser Schaltung führen die Steuerelektroden der Transistoren 44 und 46 normalerweise Null-

potential. Der Triggerimpuls 30 öffnet den Transistor 44, wodurch der erste Transistor 10 für die Entladung des Kondensators 36 geöffnet wird. Der vierte Transistor 16 (F i g. 1) wird dann geöffnet, und die Ausgangsspannung am Punkt B steigt auf + FVoIt an. Diese, zu den Steuerelektroden., der Transistoren 44 und 46 gelangende Spannung sperrt den Transistor 44 unter Blockierung des Eingangsimpulses und öffnet den Transistor 46, wodurch die

den Eigenleitwert

Steuerelektrode . sowie durch
dieses Transistors gegeben ist.

Wenn die Kapazität 36 sich so weit aufgeladen hat, daß die Spannung am Punkt 38 den Schwellwert des zweiten Transistors 12 erreicht, beginnt dieser Transistor zu leiten. Und zwar beginnt, wenn die Spannung am Punkt 38 den Übergangsbereich der Spannungsübertragungskennlinie für das Transistorpaar 12, 16 erreicht, die Spannung am Ausgangs-

etwa vorhandene Eingangskapazität entladen und io punktß abzufallen. Diese, zur Steuerelektrode des die Spannung an den Steuerelektroden der Tran- fünften Transistors 18 gelangende Spannung beginnt

diesen Transistor zu öffnen, wodurch der Widerstand des Aufladungsweges für die Kapazität 36 sich verringert. Wie bei der monostabilen Schaltung ist dieser »5 Vorgang regenerativ, d. h., das öffnen des Transistors 18 bewirkt eine entsprechend raschere Aufladung der Kapazität 36, wodurch der Transistor 12 rascher geöffnet wird, so daß die Ausgangsspannung am Punktß rascher abfällt und dadurch der Transistor

dritten Schaitungszweig mit einem siebten Transistor ao 18 rascher in den vollgeöffneten/Zustand getrieben 50 des einen Leitungstyps (η-Leitung) ersetztj· der wird. :

mit seinem Kanal in Reihe mit den Kanälen eines Wenn die Spannung am Ausgangspunkt B auf

achten-und eines neunten p-leitenden Transistors 52 einen Wert abfällt, der ausreichend nahe beim NuIl- und 54 liegt. Ein zehnter p-leitender Transistor 56 potential liegt, wird der siebte Transistor 50 gesperrt liegt parallel zum neunten Transistor 54 und ist mit 25 und der achte Transistor 52 geöffnet. Die Kapazität seiner Steuerelektrode galvanisch an den Kollektor 58, die zu diesem Zeitpunkt ungeladen ist, beginnt des ersten Transistors 10 angeschaltet. Die Kollek- sich jetzt über die Kanäle des achten Transistors 52 toren der Transistoren 50 und 52 sind gemeinsam an und des neunten. Transistors 54 aufzuladen. Der die Steuerelektroden des ersten und des dritten Tran- zehnte Transistor 56 ist zu diesem Zeitpunkt durch sistors 10 und 14 angeschaltet. Die Steuerelektroden 30 die hohe Spannung am Punkt A gesperrt. Der Widerder Transistoren 50 und 52 sind zusammengeschaltet stand dieses Ladeweges hängt vom Wert der Span- und galvanisch mit dem Ausgangspunkt B am Abfluß nung W₁ an der Steuerelektrode des neunten TrandesTransistors 12 gekoppelt. Der gestrichelte Konden- sistors 54 und vom Eigenleitvermögen dieses Transator58 repräsentiert die Eingangskapazität an den sistors ab. Wie im Falle des sechsten Transistors 20 Steuerelektroden der Transistoren 10 und 14, die Aus- 35 können bei diesem Transistor 54 die Abmessungen gangskapazitäten der Transistoren 50 und 52 sowie des Emitters und des Kollektors so gewählt sein, daß

sistoren 10 und 14 auf Nullpotential heruntergedrückt wird. Es gelangt also der Eingangstriggerimpuls 30, unabhängig von seiner Breite, nur .sehr kurzzeitig zu den Transistoren 10 und 14.

Die in Fig. 5 gezeigte astabile Kippschaltung unterscheidet sich von der monostabilen Kippschaltung in folgender Hinsicht: Die Triggerimpulsquelle 32 am Eingang ist weggelassen und durch einen

die etwaige Streukapazität der Verbindungsleitung. Diese Kapazität 58 kann auch einen zwischen den Punkt 60 und Masse geschalteten äußeren Kondensator enthalten. . ■··:
.; Wie bei der monostabilen Kippschaltung dient der Transistor 20 als ohmsche Komponente ■ des Zeitkonstantennetzwerks. Das gleiche gilt für den neunten Transistor 54. Den Steuerelektroden der

die Leitfähigkeit erheblich geringer als die der anderen Transistoren, mit Ausnahme des Transistors 20,

ist. ;. ■

Wenn die Ladung der Kapazität 58 einen solchen Wert erreicht hat, daß die Spannung am Punkt 60 über die Einschaltschwelle des ersten Transistors 10 ansteigt, beginnt die Spannung am Punkt A abzufallen, so daß der zehnte Transistor 56 zu öffnen be

Transistoren 54 und 20 können Spannungen mit,den 45 ginnt und dadurch der Widerstand des Ladeweges

Werten W₁ bzw. W₂ zugeführt werden, um die absinkt. Dieser Vorgang ist ebenfalls regenerativ, so

Widerstände der Kanäle dieser Transistoren und da- daß die Kapazität 58 sich jetzt schneller auflädt und

mit die Breite oder Dauer der einzelnen-Halb-—- - die Spannung am Punkt A sehr rasch auf Nullpoten-

perioden der Ausgangsschwingung einzustellen. Wie tial gedrückt wird. Die Kapazität 36 entlädt sich jetzt

bei der monostabilen Kippschalmng erfolgt" die AiIf^ "50 sehr rasch auf Nullpotential, wodurch ein neuer,

dem oben beschriebenen ähnlicher Arbeitszyklus eingeleitet wird.

Die Dauer des positiven Teils des Ausgangssignals 64 hängt vom Wert der Spannung W₂ an der Steuer

ladung der Kapazität 36 bei bestimmten Werten von W₂ linear über die Ladeperiode. Das gleiche gilt für die Kapazität 58 in Verbindung mit W₁.

Für die Betrachtung der Arbeitsweise der Schaltung sei angenommen, daß die Spannung am Punkt B 55 elektrode des sechsten Transistors 20" ab. Die Dauer anfänglich den Wert + V Volt hat. Es ist dann der des negativen Teils des Ausgangssignals hängt von siebte Transistor 50 geöffnet und der achte Transistor 52 gesperrt. Die Kapazität 58 ist entladen
und der Punkt 60 führt Nullpotential, so daß der

erste Transistor 10 gesperrt und der dritte Transistor 60 nungswerte unabhängig voneinander geregelt werden. 14 geöffnet ist. Da die Ausgangsspannung am Während die Kollektoren des ersten und des dritten

Punkt B zu dieser Zeit hoch ist, ist der fünfte Transistor 18 gesperrt, und die Kapazität 36 muß sich über die in Reihe liegenden Kanäle des dritten Tran-

der Spannung W₁ an der Steuerelektrode des neunten Transistors 54 ab. Diese beiden Teile des Ausgangssignals können durch Einstellen der genannten Span-

Transistors 10 und 14 in Fig. 1, 4 und 5 zusammengeschaltet sind, kann man den Transistor 14 auch zwischen den Schaltungspunkt 24 und die Transisto-

sistors 14 und des sechsten Transistors 20 aufladen,.· 65 ren 18 und 20 schalten. In diesem Falle wären die

Die Ladeperiode oder Ladedauer wird durch die Impedanz des sechsten Transistors 20 bestimmt, die ihrerseits durch den Wert der Spannung W₂ an der

Kollektoren der Transistoren 18 und 20 an den Kollektor des ersten Transistors 10 anzuschalten. Die räumliche Anordnung des achten Transistors 52

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in seinem " Schaltungszweig (F i g. 5) kann in entsprechender Weise verändert werden. Natürlich kann man auch Transistoren des jeweils entgegengesetzten Leitungstyps (gegenüber dem hier angegebenen Leitungstyp) verwenden, vorausgesetzt, daß die An-Schlüsse der Spannungsquelle 28 umgekehrt und ferner die Polarität und die Pegel des Eingangs in F i g. 1 und 4 verändert werden:

Claims (5)

Patentansprüche: 10

1. Multivibrator, dessen beide zwischen einer Betriebsspannung und einem Bezugspunkt liegenden Stromzweige je mindestens einen Transistor eines Leitungstyps und einen Arbeitswiderstand aufweisen und bei dem im ersten Stromzweig dem Arbeitswiderstand des Transistors ein zusätzlicher Transistor vom anderen Leitungstyp parallel geschaltet ist, der vom Transistor des zweiten Leitungstyps angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung in integrierter Form mit Feldeffekttransistoren unter Vermeidung konventioneller passiver Bauelemente aufgebaut ist, wobei in Reihe mit jedem der erstgenannten Transistoren (10, 12) der Stromzweige je ein weiterer Transistor (14 bzw. 16) vom anderen'Leitungstyp liegt und die Steuerelektroden der in Reihe geschalteten Transistoren (10, 14 bzw. 12, 16) miteinander verbunden sind, wobei den zusammengeschalteten Steuerelektroden der Transistoren (10, 14) des ersten Stromzweiges ein Steuersignal (30) zuführbar ist, während ihre zusammengeschalteten Kollektoren mit den zusammengeschalteten Steuerelektroden der entsprechenden Transistoren (12, 16) des zweiten Stromzweiges verbunden sind und die an diesem Schaltungspunkt (A) wirksamen Schalt- und Elektrodenkapazitäten die Breite des Ausgangsimpulses bestimmen, wobei ferner der Verbindungspunkt (B) der Kollektoren der Transistoren (12,16) des zweiten Stromzweiges mit der Steuerelektrode des zusätzlichen Transistors (18) verbunden und an eine Last (22) angeschaltet ist und wobei der dem zusätzlichen Transistor (18) parallelgeschaltete Arbeitswiderstand durch einen Transistor (20) gleichen Leitungstyps ersetzt ist.

2. Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren (10, 14) des ersten Stromzweiges mit den Kollektoren zweier Eingangstransistoren (44, 46) verbunden sind, deren Steuerelektroden ebenfalls zusämmengeschaltet und an den Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren (12, 16) des zweiten Stromzweiges geführt sind, und daß dem Emitter des einen Eingangstransistors (44) das Eingangssignal (30) zugeführt wird, während der Emitter des anderen Eingangstransistors (46) am Bezugspunkt liegt (F i g. 4).

3. Multivibrator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zusanvmengeschalteten Steuerelektroden der Transistoren (12, 16) des ersten Stromzweiges und den Bezugspunkt eine zusätzliche Kapazität (36) ein^

■gefügt ist. ^; .

4. Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines stabilen Multivibrators zwischen die Betriebsspannung und den Bezugspunkt ein ebenso wie der erste Stromzweig aufgebauter dritter Stromzweig ge-^ schaltet ist, daß die zusammengeschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistofen (10,14) des ersten Stromzweiges mit den zusammengeschalteten Kollektoren der ihnen entsprechenden Transistoren (50, 52) des dritten Stromzweiges verbunden sind, deren zusammengeschaltete Steuerelektroden wiederum mit den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren (12, 16) des zweiten Stromzweiges verbunden sind, an deren zusammengeschaltete Steuerelektroden andererseits die Steuerelektrode des dem¹ zusätzlichen Transistor (18) entsprechenden Transistors (56) des dritten Stromzweiges geführt ist (Fig. 5).

5. Multivibrator nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zu-¹ sammengeschalteten Steuerelektroden der reihengeschalteten Transistoren (10, 14) des ersten Stromkreises und dem Bezugspunkt ebenfalls eine zusätzliche Kapazität (58) eingefügt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen