DE1936076C

DE1936076C - Circuit arrangement for an astable multivibrator

Info

Publication number: DE1936076C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Zillmer, Hans-Günter, 2000 Hamburg
Publication date: 1972-05-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen astabilen Multivibrator mit einem normalen Transistor und einem Feldeffekttransistor, wobei der Emitter des normalen Transistors und die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors an einem Pol einer Versorgungsgleichspannungsquelle liegen, mit einem Kollektorwiderstand zwischen dem Kollektor des normalen Transistors und dem anderen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle, mit einem hohen Ableitwiderstand zwischen der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors und dem anderen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle, mit einem ersten Kopplungskondensator zwischen der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors und der Basis des normalen Transistors und mit einem zweiten Kopplungskondensator zwischen dem Kollektor des normalen Transistors jnd der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors. The invention relates to a circuit arrangement for an astable multivibrator with a normal one Transistor and a field effect transistor, the emitter of the normal transistor and the drain electrode of the field effect transistor are at one pole of a DC supply voltage source, with a collector resistor between the collector of the normal transistor and the other pole of the DC supply voltage source, with a high leakage resistance between the source electrode of the Field effect transistor and the other pole of the DC supply voltage source, with a first coupling capacitor between the source electrode of the field effect transistor and the base of the normal Transistor and with a second coupling capacitor between the collector of the normal Transistor jnd the gate electrode of the field effect transistor.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt (Zeilschrift »Electronics«, 3. April 1967, S. 98 und 99). Die Hauptvorteile von astabilen Multivibratoren der eingangs beschriebenen Art, also von Multivibratoren mit einem Feldeffekttransistor und einem normalen Transistor, sind die hohe Temperaturkonstanz der Multivibratorfrcquenz und die Möglichkeit, ohne Verwendung von großen und teueren Elektrolytkondensatorm niedrige Frequenzen zu erzeugen. Die hohe Temperaturkonstanz wird dadurch erreicht, daß der Kollektorstrom des normalen Transistors mit steigender Temperatur sieigt, der Drain-Strom des Feldeffekttransistors dagegen sinkt. Niedrige Frequenzen können deshalb mit einem astabilen Multivibrator der eingangs beschriebenen Art erzeugt werden, weil der Feldeffekttransistor einen sehr hohen iniienwiderstand hat und der Ableitwiderstand des Feldeffekttransistors daher ebenfalls sehr hoch gewählt werden kann. Dadurch wird auch die entsprechende Entladezeitkonstante sehr hoch.Such a circuit arrangement is known (cuneiform "Electronics", April 3, 1967, p. 98 and 99). The main advantages of astable multivibrators of the type described above, that is, of multivibrators with a field effect transistor and a normal transistor, are the high temperature constancy the multivibrator frequency and the possibility of using large and expensive electrolytic capacitors to generate low frequencies. The high temperature constancy is achieved in that the collector current of the normal transistor decreases with increasing temperature, the drain current of the Field effect transistor, on the other hand, drops. Low frequencies can therefore be achieved with an astable multivibrator the type described above are generated because the field effect transistor has a very high line resistance and the leakage resistance of the Field effect transistor can therefore also be chosen to be very high. This also makes the appropriate Discharge time constant very high.

Der astabile Multivibrator der eingangs beschriebenen Art ist jedoch noch relativ aufwendig, insbetonderc sind mehrere Potentiometer zur Einstellung der Frequenz erforderlich. Potentiometer sind jedoch teuer und vergrößern die Abmessungen der Schaltungen. Das ist insbesondere bei gedruckten und integrierten Schaltungen von großem Nachteil.The astable multivibrator of the type described at the beginning is, however, still relatively expensive, especially several potentiometers are required to set the frequency. Potentiometers are however expensive and increase the size of the circuits. This is especially true with printed and integrated Circuits of great disadvantage.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, «lic Schaltung einfacher und billiger zu gestalten.The invention is therefore based on the object of making the circuit simpler and cheaper.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Basis des normalen Transistors und dem einen Pol der Versorgungsgleichspannungsquelle tin weiterer Kondensator liegt und daß zwischen den beiden Polen der Versorgungsglcichspannungsquelle • in zur Einstellung der Multivibratorfrequenz dienendes Potentiometer liegt, dessen Abgriff mit der Basis ties normalen Transistors verbunden ist.The object is achieved in that between the base of the normal transistor and the one pole of the DC supply voltage source tin further capacitor and that between the both poles of the DC supply voltage source • used to set the multivibrator frequency Potentiometer, whose tap is connected to the base of the normal transistor.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing.

Der in der Zeichnung dargestellte astabile Multivibrator weist einen normalen npn-Transistor Tl und einen Feldeffekttransistor Tl auf. Der Emitter des Normaltransistors Tl ist mit dem Minuspol einer Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Der Kollektor des Normaltransistors Tl ist über einen Kollektorwiderstand A3 mit dem Pluspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl ist mit dem Minuspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl ist über einen sehr hohen Ableitwiderstand R 2 mit dem Pluspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl ist über einen sehr hohen Ableitwiderstand Rl mit dem Minuspol der Gleichstromversorgungsquelle verbunden. Zwischen dem Minuspol und de.Ji Pluspol der Gleichstromversorgungsquelle liegt ferner ein Potentiometer P, das zur Steuerung der Frequenz des astabilen Multivibrators dient. Der Abgriff des Potentiometers P ist mit der Basis des normalen Transistors Tl verbunden. Zwischen der Basis des normalen Transistors Tl und dem Minuspol der Gleichstromversorgungsquelle liegt ferner ein Kondensator Kl. Zwischen der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors Tl und der Basis des Nurmaltransistors Tl liegt ein Rückkopplungskondensator K2. Zwischen dem Kollektor des Normaltransistors Tl und der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors T2 liegt ein Kopplungskondensator K3. Die Schaltung funktioniert auch, wenn der Ableitwiderstand R 1 weggelassen wird. In diesem Fall wirkt der Widerstand der Source-Gate-Strecke des Feldeffekttransistors T2 als Ableitwiderstand. The astable multivibrator shown in the drawing has a normal npn transistor T1 and a field effect transistor T1 . The emitter of the normal transistor Tl is connected to the negative pole of a direct current supply source. The collector of the normal transistor Tl is connected to the positive pole of the direct current supply source via a collector resistor A3. The source electrode of the field effect transistor Tl is connected to the negative pole of the direct current supply source. The drain electrode of the field effect transistor Tl is connected to the positive pole of the direct current supply source via a very high bleeder resistor R 2. The gate electrode of the field effect transistor Tl is connected to the negative pole of the direct current supply source via a very high bleeder resistor Rl. A potentiometer P, which is used to control the frequency of the astable multivibrator, is also located between the negative pole and the positive pole of the direct current supply source. The tap of the potentiometer P is connected to the base of the normal transistor Tl. Between the base of the normal transistor Tl and the negative pole of the direct current supply source there is also a capacitor Kl. Between the drain electrode of the field effect transistor Tl and the base of the Nurmaltransistor Tl there is a feedback capacitor K2 . Between the collector of the normal transistor Tl and the gate electrode of the Field effect transistor T2 is connected to a coupling capacitor K3. The circuit also works if the bleeder resistor R 1 is omitted. In this case, the resistance of the source-gate path of the field effect transistor T2 acts as a leakage resistance.

Die Schaltung funktioniert wie folgt: Durch die mit der Stellung des Abgriffs am Potentiometer P gewählte Steuergleichspannung werden die parailelgeschalteten Kondensatoren Kl und Kl mit einem bestimmten Ladestrom aufgeladen. Sobald die Ladespannung den Wert der Schwellspannung des nor-The circuit works as follows: The DC control voltage selected with the position of the tap on the potentiometer P charges the capacitors Kl and Kl connected in parallel with a certain charging current. As soon as the charging voltage has reached the value of the threshold voltage of the normal

malen Transistors 1 erreicht, wird dieser Transistor leitend. Von seinem Kollektor aus wird dann über den Kondensator K3 ein negativer Impuls auf die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors T2 übertragen. Dadurch wird dessen Drain-Strom unterdrückt.paint transistor 1, this transistor becomes conductive. A negative pulse is then transmitted from its collector via the capacitor K3 to the gate electrode of the field effect transistor T2. This suppresses its drain current.

Infolgedessen setzt eine po^iive Rückkopplung über den zweiten Kondensator Kl ein, durch die der normale Transistor Tl ins Sattigungsgebiet gesteuert wird. Sobald der Kondensator O über den Widerstand R 1 umgeladen ist, wird der normale Transistor Tl durchgesteuert. Dadurch fällt das Potential an der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors T2 auf seinen ursprünglichen Wert ab. Über die leitende Basis-Emitter-Strecke des normalen Transistors T1 ist in der Zwiichenzeit eine Potentialverschiebung der Basis des normalen Transistors Tl in negativer Richtung eingetreten. Durch das auf den ursprünglichen Wert zurückgefallene Drain-Potential des Feldeffekttransistors T2 sinkt das Basispotential an dem normalen Transistor Tl unterhalb des Schwellwertes.As a result, employs a po ^ Iive feedback across the second capacitor Kl through which the normal transistor Tl is driven into Sattigungsgebiet. As soon as the capacitor O is charged through the resistor R 1, the normal transistor Tl is turned on. As a result, the potential at the drain electrode of the field effect transistor T2 drops to its original value. In the meantime, a potential shift in the base of the normal transistor Tl in the negative direction has occurred via the conductive base-emitter path of the normal transistor T1. Because the drain potential of the field effect transistor T2 has dropped back to the original value, the base potential at the normal transistor T1 falls below the threshold value.

Dadurch kippt die Schaltung wieder in ihren Ausgangszustand zurück und der Kippvorgang kann von neuem beginnen.As a result, the circuit flips back to its original state and the flip process can start start over.

Durch die Verwendung eines normalen Transistors Tl und eines Feldeffekttransistors T2 ist die bekannte hohe Temperaturstabilität gegeben. Der Kollektorstrom des normalen Transistors Tl wird mit steigender Temperatur positiv, der Drain-Strom des Feldeffekttransistors Tl dagegen negativ. Spannungsschwankungen sind in großen Grenzen ohne Einfluß auf die Schaltung.The use of a normal transistor T1 and a field effect transistor T2 provides the known high temperature stability. The collector current of the normal transistor Tl becomes positive with increasing temperature, the drain current of the field effect transistor Tl is negative. Voltage fluctuations have no effect on the circuit within large limits.

Durch den hohen Eingangswiderstand des Feldeffekttransistors Tl ergibt sich der ebenfalls bekannte Vorteil: Je nach Frequenz braucht der Kondensator Kl bei einem Frequenzverhältnis von 1:500 bisThe high input resistance of the field effect transistor Tl results in the also known advantage: Depending on the frequency, the capacitor needs Kl at a frequency ratio of 1: 500 to

«S 1: 1000 nicht verändert zu werden.«S 1: 1000 not to be changed.

Durch Verwendung eines hohen Öate-Ableitwiderstandes Ri kann die Kapazität des Kondensators Ki auch bei sehr tiefen Frequenzen kleingehalten werden.By using a high oil leakage resistance Ri , the capacitance of the capacitor Ki can be kept small even at very low frequencies.

Die Größenordnung liegt bei einigen 100 pF. Da der Kondensator K3 für die Einschaltzeit des normalen Transistors T1 bestimmend ist, ergibt sich über den gesamten Frequenzbereich eine konstante Breite des Ausgangsimpulse?, dessen Anstiegsgeschwindigkeit durch die einsetzende Rückkopplung sehr steil ist. Die Pause oder Ausschaltzeit des normalen Transistors Tl wird durch die Kondensatoren Kl und Kl bestimmt und kann durch die Wahl von deren Größe verändert werden. Beide Kondensatoren Kl und Kl werden aufgeladen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Schaltungen ist nur ein Potentiometer erforderlich. Die Periodendauer der Schaltung ist mit dem einzigen Potentiometer P linear einstellbar.The order of magnitude is a few 100 pF. Since the capacitor K 3 is decisive for the switch-on time of the normal transistor T1, there is a constant width of the output pulse over the entire frequency range, the rate of increase of which is very steep due to the feedback that occurs. The pause or switch-off time of the normal transistor Tl is determined by the capacitors Kl and Kl and can be changed by choosing their size. Both capacitors Kl and Kl are charged. In contrast to conventional circuits, only one potentiometer is required. The cycle duration of the circuit can be set linearly with the single potentiometer P.

Claims

15 claim:

Circuit arrangement for an asu> bilcn multivibrator with a normal transistor and a field effect transistor. the emitter of the ao normal transistor and the drain electrode of the field effect transistor are connected to a pole of a DC supply voltage source, with a collector resistor between the collector of the normal transistor and the other pole of the DC supply voltage source, with a high leakage resistance between the field effect transistor and the Soürce electrode the other pole of the DC supply voltage source, with a first coupling capacitor between the source Elektrocle of the field effect transistor and the base of the normal transistor and with a second coupling capacitor between the collector of the normal transistor and the gate electrode of the field effect transistor, characterized in that between the base of the normal transistor and one pole of the supply voltage source is another capacitor (KI) and that between the two poles of the DC supply voltage source is used to set the multivibrator frequency Potentiometer (P), whose tap is connected to the base of the normal transistor.

1 sheet of drawings