DE2008147C - Bistabiler Multivibrator, insbesondere fur integrierte Schaltkreise - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen bistabilen sistoren beeinflussen, wenn man einmal davon, aus-

Multivibrator, insbesondere für integrierte Schalt- geht, daß die Leitungsführung der Verbindungsieh t ' Kreise, der mit zwei Schaftstufen und je einem SachJt- tungen der Multivibratorschaltung von vornherein so ;^l* und einem Steuertransistor gleichen Leistungstyps gewählt ist, daß die durch die Verbindungsleitungen mit zueinander parallelgeschalteten Kollektor-Emitter- 5 verursachten Kapazitäten bereits vernachlässigbar r. Strecken in jeder Schaltstufe versehen ist und bei dem klein sind,

* die Basis des Steuertransistors jeder der beider! Schalt- Die durch diese Ursachen bedingten oberen Grenz-

stufen über jeweils ein kapazitives Glied mit einem werte liegen jedoch noch weit über den bei entsprechen-

ΐ gemeinsamen Fortschalteingang des Multivibrators den Werten des zugeführten Stromes derzeit erreich-

verbunden und die Basis des Schalttransistors jeder io baren oberen Grenzwerten.

der beiden Schaltstufen direkt mit den Kollektoren Die bestimmenden Ursachen für die Verringerung

f des Schalt- und des Steuertransistors der jeweils an- der derzeit erreichbaren oberen Grenzwerte der Re-

': deren Schaltsiufe gekoppelt ist und bei dem die KoI- petitionsfrequenz mit Abnahme der zugeführten Lei-

lektoren des Schalt- und des Steuertransistors einer stung bzw. des zugeführten Stromes sind daher ander beiden Schaltstuferi mit einem Signalausgang des 15 derer Natur,

Multivibrators verbunden sind. Eine dieser bestimmenden Ursachen, die bei einem

Bistabile MuItivibraUren der obengenannten Art einzelnen Multivibrator der eingangs genannten Art sind bereits bekannt, z. B. aus dem Fachbuch »Micro- gar nicht in Erscheinung tritt, sondern nur bei einer power Electronics« von E. K eon j ia η, Oxford aus einer Mehrzahl von Multivibratoren der eingangs 1964, S. 64. Fig. 5. Bei diesen bekannten bistabilen 20 genannten Art zusammengeschalteten Zählkette wirk-Multivibratoren besteht, wie z. B. aus den Oszillo- sam wird, ist die durch die kapazitive Kopplung der grammen einer aus solchen Multivibratoren zu- einzelnen Zählstufen untereinander bzw. durch die sammengesetzten Zählkette in Fig. 7 auf S. 66 des zu diesem Zweck vorgesehenen kapazitiven Glieder genannten Fachbuches ersichtlich, das Problem, daß verursachte Rückwirkung auf den jeweils als Impulsdie obere Grenze der Repetitionsfrequenz um so nied- 25 geber für die nachgeschaltete Zählstufe wirkenden riger liegt, je geringer die dem Multivibrator züge- Multivibrator. Denn da der Signalausgang des als führte Leistung ist. In den erwähnten Oszillogrammen Impulsgeber wirkenden Multivibrators über der KoI-vvird dies daran ersichtlich, daß die Ecken der Recht- Iektor-Emitter-Strecke eines der beiden Schalttraneckimpulse in den verschiedenen, der jew ils gleichen sistoren und der mittels einer Koppelkapazität bzw. Zählstufe· zugeordneten Oszillogram-nen um so mehr 30 einem der genannten kapazitiven Glieder an diesen verschliffen sind, je geringer die zugeführte Lv istung ist. Signalausgang angekoppelte Steuereingang der nach-Diese Verringerung des oberen Grenzwertes der geschalteten Zählstufe bzw. des dieselbe bildenden Repetitionsfrequenz mit der Abnahme der dem MuI- Multivibrators über der Basis-Emitter-Strecke von tivibrator zugeführten I eistung hat verschiedene Ur- jeweils einem der beiden Steuertransistoren dieses Sachen. 35 nachgeschalteien Multivibrators liegt unJ der diffe-

Eine dieser Ursachen ist die Tatsache, daß die rentielle Eingangswiderstand des betreffenden Steuer-Steuer- und Schalttransistoren der Multivibratoren einganges relativ klein ist. ist die Koppelkapazität über ihren Basis-Emitter-Strecken, ihren Kollektor- b/w. das dieselbe bildende kapazitive Glied praktisch Basis-Strecken und ihren Kollektor-Emitter-Strecken parallel zum Signalausgang des den Impulsgeber bil-Kapazitälen aufweisen. Diese Kapazitäten sind teil- 40 denden Multivibrators geschaltet, d. h., diese Koppelweise echte, durch die Anschlußleitungen und die sich kapazität addiert sich praktisch zu der -nternen Kapagegenüberstehenden Elektroden der Transistoren ge- zität am Signalausgang des als Impulsgeber wirkenden bildete Kapazitäten und teilweise Diffusionskapazi- Multivibrators, die sich aus den Kapazitäten der täten, also scheinbare, durch Verzögerungen im Lei- über dem Signalausgang liegenden Kollektor-Emittertungsmcchanismus der Transistoren bedingte Kapa- 45 Strecke des einen Steuertransistors, Kollektor-Emitterzitäten, die sich zu den echten Kapazitäten hinzu- Strecke des einen Schalttransistors und Basis-Emitteraddieren. Strecke des anderen Schalttransistors zusammensetzt.

Diese Kapazitäten der Schalt- und Steuertransisto- hinzu, was zur Folge hat. daß von dem zugeführten ren eines Multivibrators der eingangs genannten Art Strom nicht nur die genannte interne Kapazität, müssen hei jedem Kippvorgang des Multivibrators 50 sondern zusätzlich auch noch die genannte Koppelzum Teil von der niedrigen Kollektorspannung der kapazität aufgeladen werden muß. In dem Maße, in durchgeschalteten Schaltstufe auf die höhere Kollek- dem die Koppelkapazität die von dem zugeführten torspannung der gesperrten Schaltstufe aufgeladen Strom aufzuladende, aus der internen und der Koppel- und zum Teil von dieser höheren auf die genannte kapazität zusammengesetzte Gesamtkapazität ver niedrigere Spannung entladen werden. Die Aufladung 55 großen, vergrößert sich daher die Aufladezeit fu· von der niedrigeren auf die höhere Spannung erfolgt diese Gesamtkapazität und verringert sich cntspremit dem der betreffenden Sdhaltstufe aus der Batterie chend der obere Grenzwert der Repetitiönsffequenz. ! zugeführten Strom und dauert daher um so langer, je Bisher wurden nun diese Koppelkapazitäten ver-

geringer dieser Strom ist. hältnismäßig groß im Vergleich zu der genannten

Diese Ursache für die Verringerung des oberen 60 internen Kapazität gewählt, so daß sich schon allein Grenzwertes der Repetitionsfrequenz mit Abnahme dadurch eine beträchtliche Verringerung des oberen d'jr dem Multivibrator zugeführten Leistung ist — Grenzwertes der Repetitionsfrequenz bei zu Zahlqualitativ gesehen — unabänderlich, und quantitativ ketten zusanimengeschalteten Multivibratoren der einläßt¹, sich der bei einer bestimmten zugeführten Lei- gangs genannten Art ergab.

stung bzw. einem bestimmten zugeführten Strom Gj Diese Wahl ist jedoch bei den bekannten Multivi* ΐ durch diese Ursache bedingte obere Grenzwert der· bfatorschaltungen der eingangs genannten Art, min Repiiilions.frequenz im wesentlichen nur durch tech- destens jedenfalls bei der erwähnten, aus dem obennologiscliu Maßnahmen bei der Herstellung der Tran- genannten Fachbuch bekannten Version dieser Mul·

livibrntorschnlrungen, notwencfig,\veil über die Kappeh pititionsfrequenz praktisch nur sehr wenig herob-

^npazitiiten eine bestimmte Schaltleistung Übertragen setzen,

■werden muß, um ein sicheres Kippen der nach- Wenn aber bei dieser Version mit Piodpn zwischen

geschatteten Zählstufe zu gewährleisten, Piese Schalt- Kollektor und Basis der Stenertransistoren die Pioden-

leistung ist erforderlich, um die Spannung am Steuer- 5 kapazitäten sehr klein sein sollten, dann tritt eine

eingang der nachgeschalteten Zählstufe bzw, des nach- andere bestimmende Ursache für die Verringerung der

geschalteten Multivibrators 30 lange hoch zu halten, derzeit erreichbaren oberen Grenzwerte der Repeti-

bis die K-oIlektorspapnung des mit seiner Basis-Emitter- tjonsfrequenz mit Abnahme der zugeführten Leistung

Strecke den Steuereingang bildenden Steuertransistors bzw, des zugeführten Stromes wesentlich ausgeprägter

sowie des zu diesem parallelgeschalteten Schalttran- ϊρ als bei der Version mit ohmschen Widerständen zwi-

sistors von der höheren Kollektorspannung der ge- sehen Kollektor und Basis der Steuertransistoren in

sperrten Schaltstufe auf die niedrigere Kollektor- Erscheinung, nämlich das Problem der Umladung der

spannung der durchgeschalteten Schaltstufe überge- Koppelkapazitäten,

gangen ist, d.h., bis die interne Kapazität, die über der Dieses Problem tritt zwar auch bei der Version mit Kollektor-Emitter-Strecke des mitseiner Basis-Emitter- 15 ohmschen Widerständen zwischen Kollektor und Basis Strecke den Steuereingang bildenden Steuertran- der Steuertransistoren auf, es ist jedoch dort trotz der sistors Hegt, von der höheren Kollektorspannung der Notwendigkeit wesentlich größerer Koppelkapazigesperrten Schaltstufe auf die niedrigere Kollektor- täten nicht panz so kritisch, weil die Widerstandswerte spannung der durchgeschalteten Schaltstufe entladen der ohmschen Widerstände weser, .ich niedriger als ist. Die für diesen Zweck erforderliche Schaltleistung 20 die Widerstandswerte von an Stelle dieser ohmschen ist bei der aus dem genannten Fachbuch benannten Widerstände eingesetzten Dioden gewählt werden Version von Multivibratorschaltungen der eingangs können, letzteres eben deswegen, weil bei den an genannten Art deswegen verhältnismäßig groß, weil Stelle der ohmschen Widerstände eingesetzten Dioden während des Kippvorganges, währenddessen einer- die Diodenkapazität sehr gering gehalten werden muß seits die Spannung am Steuereingang bzw, an der 25 und demzufolge die Fläche derselben sehr klein sein Basis-Emitter-Strecke des denselben bildenden Steuer- muß, was wiederum zu sehr hohen Widerstandswerten transistors hochgehalten werden muß und anderer- der Dioden bei den anliegenden relativ kleinen Spanseits die Kollektorspannung dieses Steuertransistors nungen führt, während im Gegensatz dazu bei ohmvon der höheren Kollektorspannung der gesperrten sehen Widerständen die parallel zu den ohmschen Schaltstufe auf die niedrigere Kollektorspannung der 30 Widerständen liegenden parasitären Kapazitäten die durchgeschalteten Schaltstufe übergeht, über den zwi- Wahl eines niedrigeren Widerstandswertes nicht besehen Basis und Kollektor dieses Steuertransistors an- hindern, weil bei ohmschen Widerständen, zumindest geordneten ohmschen Widerstand ein verhältnismäßig jedenfalls bei in integrierten Schaltkreisen angegroßer Teil der über die Koppelkapazität zugeführten ordneten ohmschen Widerständen, die parasitären Schaltleistung abfließt, und zwar insbesondere in dem 35 Kapazitäten mit dem Widerstandswert des ohmschen Zeitabschnitt, in dem sich die Kollektorspannung des Widerstandes abnehmen.

besagten Steuertransistors schon der Kollektorspan- Das genannte Problem der Umladung der Koppel-

nung der durcngeschalteten Schaltstufe nähert, wäh- kapazitäten tritt jeweils während des Zeitraumes zwi-

rend gleichzeitig seine Basisspannung noch hochge- scheu der Anstiegsflanke eines dem Fortschalteingang

halten werden muß, so daß zwischen Basis und KoI- 40 eines Multivibrators der eingangs genannten Art zu-

lektor des besagten Steuertransistors eine verhältnis- zuführenden Fortschaltimpulses und der Abfallsflanke

mäßig große Potentialdifferenz vorhanden ist und des jeweils vorangegangenen Fortscha'timpulsej auf,

damit über den besagten zwischen Kollektor und Basis denn zum Zeitpunkt der Abfallsflanke des voran-

des Steuertransistors angeordneten ohmschen Wider- gegangenen Fortschaltimpulses ist die Spannung an

stand ein verhältnismäßig großer Verluststrom fließt. 45 dem Koppelkondensator, der den genannten zuzu-

Bei einer anderen bisher noch nicht vorbekannten führenden Fortschaltimpuls überträgt, noch nahezu

Version von Multivibratoi/*n der eingangs genannten Null oder verhältnismäßig klein, während diese

Art sind nun die genannten, jeweils zwischen Kollektor Spannung zum Zeilpunkt des Beginnes der Anstiegs-

UnC Basis der Steuertransistoren angeordneten ohm- flanke des genannten zuzuführenden Fortschaltim-

schen Widerstände durch Dioden ersetzt. Diese Dioden 50 pulses annähernd gleich der Spannungsdifferenz zwi-

befinden sich während des Kippvorganges im Sperr- sehen der höheren Kollektorspannung der gesperrten

zustand und lassen daher nur einen im Vergleich zu Schaltstufe und der niedrigsten Kollek.orspannung

den genannten ohmschen Widerständen sehr geringen der durchgeschalteten Schaltstufe sein muß, wenn mit

Verluststrom, nämlich höchstens ihren Sperrstrom, Sicherheit gewährleistet sein soll, daß der genannte

durch. Infolgedessen wäre bei dieser Version die über 55 zuzuführende Fortschaltimpuls von dem gemeinsamer,

die Koppelkapa/itäten zu übertragende Sehaltlei- Fortschalteingang des Multivibrators auf die ge-

Stung — wenn man die Diodenkapazität unberück- sperrte Schaitstufe des Multivibrators übertragen wird.

sichtigt lassen könnte — wesentlich geringer, und Die Aufladung der Koppelkapazität von. ihrem

entsprechend könnten die Koppelkapazitäten bei Spannungswert zum Zeitpunkt der Abfallsflanke des

dieser Version wesentlich kleiner als bei der Version 60 vorangegangenen Fortschaltimpulses auf die der ge-

mit ohmschen Widerständen zwischen Kollektor und nannten Spannungsdifferenz entsprechende Spannung

Basis der Steuertransistorcn gemacht werden. erfolgt über den ohmschen Widerstand bzw. die Diode,

Bei VernachlässigbarkrH der Diodenkapazitäten die zwischen dem Kollektor und der Basis des Steuerwäre es also bei der Version mit Dioden zwischen transistors liegt, an dessen Basis die Koppelkapazität Kollektor und Basis der Steuertransistoren möglich, 63 angeschlossen ist. Diese Aufladung erfordert nun eine die Koppelkapazitätert so k'cin zu machen, daß sie bestimmte Zeit, die einerseits von der Größe der nur z. B. die Hälfte der genannten internen Kapazität Koppelkapazität und andererseits von dem Wider*· betragen und dahef den oberen Grenzwert der Re- stafidswert des ohmschen Widerstandes bzw. der Diode,

über den bzw. die die Köppclkapazität aufgeladen wird, abhängig ist, Da nun die Größe der Köppeikapaziläleti, wie bereits erläutert, durch die über dieselben zu übertragenden Schallieistüngen besfimnrit ist, und zwar — wenn auch mit unterschiedlichen Werten — sowohl bei der Version mit ohmschen Widerständen zwischen Kollektor Und Basis der Steuertransistoren als atich bei der Version mit dioden zwischen Kollektor und Basis der Steuertransistoren, ist für die genannte AuNadiings/eit im wesentlichen nur der Widerstandswert des ohmschen Widerstandes b/w. der Diode, über die die Koppelkapazität aufgeladen wird. b/w. die Höhe des der Koppelkapazität über diesen ohmschen Widerstand b/w. die Diode zugeführten Ladestromes maßgehend. Die Bemessung der Widerstandswerte dieser /wischen Kollektor und Basis der Steuertransistoren angeordneten ohmschen Widerstände h/w. Dioden ist nun unmittelbar von der dem Multivibrator /ugeführten Leistung bzw. dem zugeführten Strom abhängig, und zwar in dem Sinne, daß diese Widerstandswerte um so größer sein müssen, je kleiner der Leistungsverbrauch des Multivibrators scm M>ll. Aus diesem Grunde wird die für die erwähnte Aufladung der Koppelkapazitäten erforderliche Zeit uiio iiamit die mindestens erforderliche Zeitspanne zwischen der Abfallsflanke eines Fortschaltimpulses und der Anstiegsflanke des nächstfolgenden Fortschaltimpulses um so größer und dementsprechend die obere Grenze der Pepetitionsfrequenz des Multivibrators um so geringer, je geringer der Leistungsverhrauch des Multivibrators sein soll.

Nun bestellt von Seiten der Technik, insbesondere der Subminiaturtechnik. einerseits die Forderung nach Herabsetzung des Leistungsverbrauchs von in Subminiaturtechnik ausgeführten Schaltungen bis auf das äußerste realisierbare Minimum, wobei aber andererseits gleichzeitig die Forderung erhoben wird, daß die Arbeitsfrequenz bzw. die obere Grenzfrequenz dieser Schaltungen möglichst hoch liegen soll und durch die Verminderung des Leistungsverbrauchs möglichst nicht verringert werden soll.

Da diese beiden Forderungen sich jedoch, wie oben schon erwähnt, bei den bekannten Multivibraloren der eingangs genannten Art widersprechen, war es bisher nicht möglich, bei einer gegebenen Arbeitsfrequenz eines solchen Multivibrators dessen Leistungsverbrauch unter einen bestimmten, von der Arbeitsfrequenz abhängigen unteren Grenzwert abzusenken.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, insbesondere für integrierte Schaltkreise, zu schaffen, bei der dieser untere Grenzwert des Leistungsverbrauchs beträchtlich unter den für die gleiche Arbeitsfrequenz bisher als nicht unterschreitbar angesehenen Wert des Leistungsverbrauchs abgesenkt werden kann bzw. bei der bei fest vorgegebenem Leistungsverbrauch die obere Grenze der Repititionsfrequenz des bzw. der Multivibratoren beträchtlich erhöht werden kann.

Erfindungsgemäß wird das bei einer elektronischen Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die beiden Schaltstufen des Multivibrators je einen mit wenigstens näherungsweise konstantem Basisstrom gespeisten Vortransistor aufweisen, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen Basis und Kollektor des Steuertransistors der betreffenden Schaltstufe geschaltet ist und dessen Lei-Uirtgstyp der gleiche wie der LeltUngstyp des Steuer* transistors iri der gleichen' Schältstufe ist.

Dadurch läßt sich erreichen, daß die erwähnte Aufladung der Kdppelkäpäzitäten bzw, der dieselberi bil·

denden kapazitiven Glieder mit einem Im Wesentlichen konstanten, Von den Vdrlransisiöreri gelieferten Lade* stförri aii Stelle eines über Widerstände oder Dioden zugeführfen Und daher exponentiell absinkenden Lädestromes erfolgt, wodurch die für die Aufladung er-

forderliche Zeit ganz beträchtlich verkürzt und damit die obere Grenze der Repetitionsfrequenz des bzw. der Multivibratoren entsprechend erhöht bzw. bei fast vorgegebener Arbeitsfrequenz der Leistungsverbrauch der Schaltungsanordnung erheblich vermindert werden

kann. ü

Vorzugsweise ist bei der vorliegenden Schaltungsanordnung in jeder Schaltstufe de^c bzw. der Multivibratoren der Kollektor des Vortransistors an den Kollektor des Steuerlransistors der betreffenden Schaltstufe und der Emitter des Vortransistors an die Basis des Steuertransistors der betreffenden Schaltstufe angeschlossen, wobei der Leitungstyp der einzelnen Vortransistoren der gleiche wie der Leitungstyp des Steuertransistcrs in der jeweils gleichen Schaltstufe ist. Diese Schaltung°\veise der Vortransistoren ist vorteilhafter als die ebenfalls im Rahmen des Möglichen liegende Schaltungswiise mit dem Vortransistor-Emitter am Kollektor und dem Vortransistor-Kollektor an der Basis des zugeordneten Steuertrarvsistors. |

Als kapazitive Glieder /«nr.'-.in dem gemeinsamen Fortschalteingang des Multivibrators und den Basiselektroden der Steuertransistoren der beiden Schaltstufen des Multivibrators können bei der vorliegenden Schaltungsanordnung, ebenso wie bei dem obenerwähnten bekannten Multivibrator. Dioden vorgesehen sein. Das bringt insbesondere für integrierte Schaltkreise den Vorteil mit sich, daß die notwendigen Kapazitäten durch in die integrierten Schaltkreise einbezogene Halbleiterelemente gebildet werden, die im gleichen Herstellungsgang wie die Transistoren herstellbar sind. j Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Schaltungsanordnung ist in jeder Schaltstufe des bzw. der Multivibratoren die Basis des Vortransistors an eine Konstantstromquelle angeschlossen, die als stromkonstanthaltendes Element einen Transistor von dem Leitungstyp des Vortransistors komplementärem Leitungstyp enthält, an dessen Basis-Emitter-Strecke eine den Strom in seinem Kollektor-Emitter-

5'd Stromkreis mindestens annähernd konstanthaltende Referenzspannung liegt und an dessen Kollektor die Basis des Vortransistors angeschlossen ist. Ferner sind zweckmäßig bei dieser bevorzugten Ausführungsform auch in jeder SchaJtstufe des bzw. der Multivibratoren die miteinander verbundenen Kollektoren des Schalt- und des Steuertransistors an eine Konstantstromquelle angeschlossen, die als stromkonstanthaltendes Element ebenfalls einen Transistor von zum Leitungstyp des Schalt- und des Steuertransistors komplementären Lei-So tungstyp enthält, an dessen Basis-Emitter-Strecke eine den Strom in seinem Kollektor-Emitter-Stromkreis mindestens annähernd konstanthaltende Referenzspannung liegt und an dessen Kollektor die miteinander verbundenen Kollektoren des Schalt- und des Steuertransistors angeschlossen sind. Durch eine solche Ausbildung der vorliegenden Schaltungsanordnung mit Konstantstromquellen zur Lieferung der Basis- und Kollektorströme der Schalt-, Steuer- und VoV-

2211

transistofen läßt sich erreichen, daß füf die gesamte Schaltungsanordnung mir eiii öder zwei ohm'sche Widerstände erforderlich sind, Dies stellt insbesondere bei der Ausbildung der Vorliegenden Schaltungsanordnung in FSf rrt Vori einem oder mehreren integrierten Schaltkreisen (rinen gioferi Vorteil dar_s Weil ohmsche ■Widerstände einen relativ großen Platzbedarf in integrierten Schaltungen haben und der FörtTali von ohmschen Widerständen bzw. der Ersatz derselben durch die erwähnten Konstantstromquellen dementsprechend ermöglicht, auf den einzelnen Trägerkristallen der integrierten Schaltkreise bei gleichbleibender Fläche derselben gegenüber bisher einem Multivibrator nunmehr fünf bis zehn Multivibratoren unterzubringen. Der pro Schaltungsanordnung noch erforderliche eine ohmsche Widerstand bzw. die noch erforderlichen zwei ohmschen Widerstände können dabei als diskrete Widerstände zwischen der Stromversorgungsquelle und dem b?w. den integrierten Schaltkreisen angeordnet werden.

Die erwähnten Konstantstromquellen können bei der genannten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Schaltungsanordnung zweckmäßig so ausgebildet sein, daß die die Basisströmeder Vortransistoren liefernden Konstantstromquellen jeweils einen geringeren Strom als die Konstantstromquellen liefern, an die die Kollektoren der Schalt- und Steuertransistoren angeschlossen sind.

Zu diesem Zweck können einerseits die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren, an deren Kollektoren die Basiselektroden der Vortransistoren angeschlossen sind, zueinander parallel und andererseits die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren, an deren Kollektoren die Kollektoren der Schalt- und Steuertransistoren angeschlossen sind, zueinander parallel geschaltet sein, wobei entweder jede dieser beiden Gruppen von zueinander parallelgeschalteten Basis-Emitter-Strecken an eine gesonderte Referenzspannungsquelle oder aber beide Gruppen an eine gemeinsame Referenzspannungsquelle angeschlossen sein können, letzteres derart, daß die zueinander parallelgeschalteten Basis-Emitter-Strecken derjenigen Transistoren, an deren Kollektoren die Kollektoren der Schalt- und Steuertransistoren angeschlossen sind, direkt an die gemeinsame Referenzspannungsquelle und die zueinander parallelgeschalteten Basis-Emitter-Strecken derjenigen Transistoren, an deren Kollektoren die Basiselektroden der Vortransistoren angeschlossen sind, über einen gemeinsamen Emitterwiderstand an die gemeinsame Referenzspannungsquelle angeschlossen sind.

Als Referenzspannungsquelle kann dabei jeweils ein mit einem mindestens annähernd konstanten Referenzstrom beschickter temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen sein, vorzugsweise ein Transistor gleichen Leitungstyps wie die die stromkonstanthaltende Elemente bildenden Transistoren, dessen Emitterelektrode den einen Pol und dessen zusammengeschaltete Kollektor- und Basiselektrode den anderen Pol des temperaturabhängigen Widerstandes bilden.

An Stelle einer solchen Zusammenfassung der stromkonstanthaltende Elemente bildenden Transistoren in zwei Gruppen, die, wie oben erläutert, entweder zwei gesonderte Referenzspannungsquellen oder aber einen zusätzlichen ohmschen Widerstand (nämlich den genannten Emitterwiderstand) erfordert, können jedoch auch jeweils die Basis-Emitter-Strecke des mit seinem Kollektor an die Basis eines der Vortfärisistöfen ängcschlosseneii Transistors Urid die Basis-Emitter-Strecke des mit seinem Kollektor aii die Kollektoren der zur gleichen Schaltstüfe wie dieser Vdftränsistor gehörenden Schalt- und Steüertränsistöfen angeschlossenen Transistors in Reihe geschaltet seinj wobei dann die den verschiedenen Schaltstufen des bzw* der Multivibratoren zugeordneten Reihenschaltürigen der Basis-Emitter-Strecken an eine gemeinsame Referenzspannungsquelle angeschlossen sind und wobei als gemeinsame Reierenzspannungsquelle ein mit einem mindestens annähernd konstanten Referenzstrom beschickter temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen ist, der von zwei Transistoren gleichen Leitungstyps wie die die stromkonstanthaltende Elemente bildenden Tiansistoren gebildet ist, deren Basis-Emitter-Strecken hintereinandergeschaltet sind und deren an dem einen Ende dieser Hintereinanderschaltung liegende Emitterelektrode den einen Pol und deren an dem anderen Ende dieser Hintereinanderschaltung liegende Basiselektrode des mit seinem Emitter das eine Ende der Hintereinanderschaltung bildenden Transistors den anderen Pol des tempeiaturabhängigen Widerstandes bilden, wobei die Kollektorelektrode des mit seiner Basiselektrode das andere Ende der Hintereinanderschaltung bildenden Transistors vorzugsweise ebenfalls an den genannten anderen Pol angeschlossen ist. Die letztgenannte Schaltungsweise der Konstantstromquellen hat den Vorteil, daß erstens die den Vortransistoren zugeordneten Basisströme zwangläufig klein im Verhältnis zu den den Schalt- und Steuertransistoren zugeordneten Kollektor- sowie Basisströmen sind und daß zudem für die gesamte elektronische Schaltungsanordnung nur ein einziger ohmscher Widerstand erforderlich ist.

Im Falle, daß die elektronische Scha'fungsanordnung eine Zählkette bildet bzw. eine Mehrzahl von bistabilen Multivibratoren enthält, die zu einem Impulsfrequenzunterfetzer bzw. zu einer Zählkette zusammengeschaltet sind, kann zweckmäßig mindestens ein Teil der den Impulsfrequenzuntersetzer bzw. die Zählkette bildenden bistabilen Multivibratoren mit Vortransistoren in ihren einzelnen Schaltstufen versehen sein, wobei diese mit Vortransistoren versehenen bistabilen Multivibratoren in ununterbrochener Folge vom Eingang des Impulsfrequenzuntersetzers bzw. der Zählkette bis zu einer bestimmten Untersetaer- bzw. Zählstufe anzuordnen sind, weil die Arbeitsfrequenz einer Zählkette in den ersten Stufen am höchsten ist und von Stufe zu Stufe um den Faktor 2 abnimmt.

An Hand der nachstehenden Figuren ist die Erfindung im folgenden an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Schaltung des eingangs erwähnten bekannten Multivibrators,

F i g. 2 eine einfache Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der den Schalt-, Steuer- und Vortransistoren die Kollektor- und Basisströme über ohmsche Widerstände zugeführt werden,

Fig. 3a bis 3d Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise von Schaltungsanordnungen nach der Erfindung,

Fig. 4 eine erste Variante der bevorzugten Ausführungsform von Schaltungsanordnungen nach der Erfindung, bei der den Schalt-, Steuer- und Vortransistoren die Kollektor- und Basisströme aus

209 615/328

22¹1

KonsEantstromquellen zugeführt werden, wobei zwei Gruppen Von Konstaütstromqtiellen und je eine gesonderte Referenzspannungsquelle für jede Gruppe Vorgesehen sind,

F i g. 5 eine zweite Variante der bevorzugten" AiIsführungsförm von SJiaitüngsanordnungen nach der Erfindung, bei der den Schält-, Steuer- Und Vortransistoren die Kollektor- und Basisströme aus Konstanfstromquelien zugeführt werden, wobei zwei Gruppen von Konstantstromquellen und eine ge- ίο meinsame Referenzspannungsquelle für beide Gruppen vorgesehen sind,

F i g. 6 eine dritte Variante der bevorzugten AusführungEform von Schaltungsanordnungen nach der Erfindung, bei der den Schalt-, Steuer- und Vortransistoren die Kollektor- und Basisströme aus Konstantstromquellen zugeführt werden, wobei nur eine Gruppe von Konstantstromquellen und eine Referenzspannungsquelle für diese Gruppe vorgesehen sind,

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer eine Zählkette bildenden elektronischen Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit drei entsprechend der Variante in F i g. 5 oder 6 aufgebauten, je drei Zählstufen umfassenden integrierten Schaltkreisen und einem vierten, die Referenzströme für die drei integrierten Schaltkreise liefernden integrierten Schaltkreis.

Bei der in F i g. 1 gezeigten, eingangs erwähnten bekannten bistabilen Multivibratorschaltung umfaßt jede der beiden Schaltstufen einen Schalttransistor T₁ bzw. T₂, einen Steuertransistor T_z bzw. T₄, einen Kollektorwiderstand Rk, über den die Kollektorströme der Transistoren T₁ und T₃ sowie die Basisströme der Transistoren T₂ und T₃ bzw. die Kollektorströme der Transistoren T₂ und T₄ sowie die Basisströme der Transistoren T₁ und T₄ zugeleitet werden, einen Basiswiderstand Rb, über den der Basisstrom des Steuertransistors T₃ bzw. T₄ zugeleitet wird, und eine als Kapazität wirkende Diode C zur Ankopplung der Basis des Steuertransistors T₃ bzw. T₄ an den Fortschalteingang E. Ferner ist an den Kollektor eines der beiden Schalttransistoren T₁ und T₂, im vorliegenden Fall an den Kollektor des Schalttransistors T₂, der Signalausgang A des bistabilen Multivibrators angeschlossen.

Bei der in F i g. 2 gezeigten einfachen Ausführungsform eines bistabilen Multivibrators nach der Erfindung sind nun, im Vergleich zu dem in F i g. 1 gezeigten bekannten Multivibrator, die Basiswiderstände Rb durch die Kollektor-Emitter-Strecken der der jeweils mit einem konstanten Basisstrom Ibv gespeisten Vortransistoren T₅ bzw. T_B ersetzt. Die konstanten bzw. näherungsweise konstanten Basisströme v/erden den Vortransistoren T₅ bzw. T₆ über die ohmscher Widerstände Rv zugeführt.

Im stabilen Zustand des in F i g. 2 gezeigten bistabilen Multivibrators wirken diese zwischen Kollektor und Basis der Steuertransistoren T₃ und T₄ liegenden Kollektor-Emitter-Strecken wie ohmsche Widerstände. Dies soll im folgenden an Hand der So F1 g. 3a bis 3d näher erläutert werden.

In F i g. 3 a ist eine (hier aus zwei Kennlinien bestehende) KennJinienschar eines Siliziumtransistors in der bekannten und allgemein üblichen Form Ic = /(Uce) mit Ib als Parameter dargestellt. Dabei ist jedoch — im Gegensatz zu der meist üblichen unvollständigen Darstellung — auch der exakte Verlauf des Kollektorstromes Ic über der Kollektor-Emitter-Spannung Uce im Bereich von Uce < 100 mV bis zt negativen Werten vort U_ce mit dargestellt, In diesen in normalen Arivvendüngsfälleii nicht brauchbarer Bereich arbeiten die Vortransistoren T₅ lind T^ Ali: diesem Grunde ist der Verlauf der Funktioriet Ic = /(Uce) im Spannungsbereich von etwa —30 b'i; + 5OmV in Fig, 3b nochmals in vergrößerten Maßstab dargestellt. Fig. 3b zeigt, wie ersichtlich eine lineare Vergrößerung der Kurvenschar im Null punktsbereich des Koordinatensystems in Fig. 3a

Aus F i g. 3b ist ersichtlich, daß sämtliche Kurvet Ic - /(Uce) bei Ic ^ 0 durch den gleichen Punk auf der t/r-e-Achse, nämlich durch die Offsetspannunj i/ofispt, die bei Zimmertemperatur z. B. etwa 27 m\ beträgt, verlaufen. Ferner ist aus F i g. 3 b ersichtlich daß jede einzelne der Kurven Ic — /(Ucn) bei Uce ~ ( die /r-Achse nahezu bei dem Wert Ic — In schneidet wenn mit Ir der den Parameter der betreffenden Kurvi bildende konstante Basisstrom bezeichnet wird.

In F i g. 3c ist der allgemeine Verlauf der in F i g.3t gezeigten Kurven Ic = /(Uce) nochmals dargestellt wobei jedoch die /c-Achse zur übersichtlicherer Darstellung gestreckt ist.

Aus dem Verlauf der Funktion Ic — /(Uce) if F i g. 3c ergibt sich unter Berücksichtigung der füi Transistoren geltenden Beziehung, daß der Emitter strom gleich der Summe des Basisstromes und de: Kollektorstromes bzw. daß Ie = Ic + Ib ist, der ir F i g. 3d dargestellte allgemeine Verlauf der Funktior Ie=- /(Uce).

Vergleicht man nun diesen in F i g. 3d dargestellter Verlauf der Funktion I_E — /(Uce) mit der in dit gleiche Figur strichpunktiert eingezeichneten, dit Strom-Spannungs-Kennlinie eines konstanten ohmsehen Widerstandes bildenden Nullpunktgeraden, se erkennt man, daß die Funktion I_B ----- /(Uce) irr Spannungsbereich zwischen Uce ~ 0 und Ute etwa: größer als f/onset mit relativ guter Genauigkeit mil der genannten strichpunktierten Widerstandsgerader übereinstimmt.

Die Kollektor-Emitter-Strecken der Vortransistorer T₅ und T_B wirken also in dem genannten Spannungsbereich von 0 bis U_ottset wie ohmsche Widerstände und damit genauso wie die Widerstände Rb in Fig. 1, Der Widerstandswert dieser von den Kollektor-Emitter-Strecken der Vortransistoren T₅ und Γ, gebildeten »Widerstände« ist dabei, wie aus Fi g. 3 c ersichtlich, angenähert Uonsetllßy. Man erhält also be: _der Multivibratorschaltung in Fig. 2 im stabiler "Zustand das gleiche Verhalten wie das der Multivibratorschaltung in F i g. 1, wenn man den Basisstrom Ibv der Vortransistoren T₅ und T_e so wählt, daß UoasetjlBv = Rb ist (vorausgesetzt wird hierbei, daß der Spannungsabfall an dem in der gesperrter Schaltstufe des Multivibrators in F i g. 1 angeordneter Widerstand Rb kleiner oder höchstens gleich Usose ist, d. h. unter 27 mV liegt. Diese Voraussetzung isi in der Regel bei den bekannten entsprechend Fig.] aufgebauten Multivibratorschaltungen gegeben).

Befrachtet man noch einmal die schon oben angeführte, für Transistoren geltende Beziehung, da£ die Summe des Kollektorstromes und des Basisstromes gleich dem Emitterstrom sein muß, so ergibl sich aus dieser Beziehung für den Kollektorström dei von den Transistoren T₅ und Γ_β gebildeten Vortransistoren

Ic ν = IBy — IBy

2211

11 12

Man kann also den Kollektofstrom der Vortransistofcn ist, dessen Strotii-Spannutigs-Verhalten der strich*

l.i zwei Teilströme mit cntgegengesetzen Pachtungen punktierten Linie iil Fig. 3d entspricht, ist der von

aufteilen, von denen der eine Teilstrom Ie Uiid def der Kollektor-Emitter^Strecke der Vortransistoren T₆

andere Teilstrom Ib_v ist« Der Teilstrom Iev des Und T_ß gebildete »Widerstand« ein nichtlinearer Wider-

Kollektorstromes des Voftrarisistors ist nun derjenige, S stand, dessen Stfomspännilngsverhalteh nur bei posi-

der aus dem Emitter des Vortransistors herausfließt tiven Kollektor^Emitter-SpannUngen Uce nahezu mit

Und der Basis des Steuer transistorsT₃ bzw. T± zugeführt dem StromspannUngsverhalteü des linearen Wide.'

wird, und der Teilstrom luv des Kollektorstromes des Standes Rb in F i g. 1 übereinstimmt, bei negativen

Vortransistors ist der konstante Strom, der der Basis KoUektor-Emitter-Spannungen Uce jeJoch das Ver-

des Vortransrtors zugeführt wird. io halten einer im Sperrzustand befindlichen Diode zeigt.

Bei der obigen Betrachtungsweise der Kollektor- (Exakt genommen ist dieses Stromspannungsverhalten Emitter-Strecke der Vortransistoren T₆ und 7*_e als bei negativen Kollektor-Emitter-Spannungen Uce nicht »Widerstand« (s. Fig. 3d) fließt nun in diesen ge- das einer gesperrten Diode, sondern das eines Trandachten »Widerstand« auf der Kollektorseite des Vor- sistors im inversen Betrieb, was aber zumindest transistors nur der Teilstrom lp_lV des Kollektorstromes 15 qualitativ dem einer gesperrten Diode ähnlich ist.) des Vortransistors hinein, weil auf der Emitterseite Nun war eingangs bereits erwähnt und auch bedes Vortransistors aus diesem gedachten »Widerstand« gründet worden, daß und warum bei einem linearen auch nur de· Emitterstrom des Vortransistors Ig _v ohmschen Widerstand wie dem Widerstand Λ β in herausfließt. Die obige Betrachtungsweise der Kollek- F i g. 1 die über die Koppelkapazitäten (welche von tor-Fmitter-Strecke des Vortransistors als »Wider- 20 den Gleichrichtern C gebildet werden) zu übertragende stand« impliziert also, daß der andere Teiistrom Ibv Schaltleistung wesentlich größer als bei einer an Stelle des Kollektorstromes als selbständiger Strom betrachtet von R_B eingesetzten Diode sein muß. Diese hohe wird, der dem Anschlußpunkt des Kollektors des Vor- Schaltleistung führte wiederum, wie ebenfalls eingangs transistors an die Kollektoren des Steuer- und Schalt- schon erläutert, zu der Notwendigkeit relativ großer transistors zufließt, d. h., bei der genannten obigen 25 Koppelkapazitäten und bildete damit eine der UrBetrachtungsweise der Kollekto.-Emitter-Strecken der Sachen der Herabsetzung des oberen Grenzwertes der Vc/transistoren als »Widerstand« fließt der konstante Repititionsfrequenz bei zu Zählketten zusammen-Basisstrom I By des Vortransistors sozusagen zum geschalteten Multivibratoren der in F i g. 1 gezeigten Anschlußpunkt des Kollektors des Vortransistors an Art, und zwar deswegen, weil diese Koppelkapazitäten die Kollektoren des Steuer- und Schalttransistors. 3" praktisch parallel zu den Signalausgängen der einzelnen Aus Gründen dieser Betrachtungsweise ist der Multivibratoren der Zählkette geschaltet sind und daher Kcllektorstrom der Vortransistoren T₅ und 7"_e in die Schaltzeit der Multivibratoren um die zu ihrer F i g. 2 in Form der beiden entgegengesetzt gerichteten Aufladung notwendige Zeit vergrößern.
Teilströme Ib_v und Iev angegeben. Die Tatsache, daß der von den Kollektor-Emitter-

Der dem Anschlußpunkt des Kollektors des Vor- 35 Strecken der Vortransistoren T₅ und T_e gebildete

transistors an die Kollektoren des Schalt- und des »Widerstand« bei positi/en Spannungen U ce « bzw.

Steuertransistors zufließende konstante Teilstrom Ibv UcEn das gleiche Verhalten wie der Widerstand Rb

kann bei dieser Betrachtungsweise einfach zu dem dem in Fig. 1, bei negativen Spannungen l/csi-* bzw. Uce η

gleichen Anschlußpunkt über den Widerstand Rk jedoch angenähert das Verhalten einer im Sperrzustand

zufließenden Strom Ik hinzuaddiert werden. Im fol- 40 befindlichen Diode zeigt, ermöglicht es Jäher, die

genden soll daher für die Summe dieser beiden Ströme Koppelkapazitäten bei der Multivibratorschaltung in

Ik + hy die Bezeichnung /* verwendet werden, F i g. 2 wesentlich geringer als bei der Multivibrator-

wobei also I* = Ik + hv ist. schaltung in F i g. 1 zu wählen und damit eine der

Es ist demgemäß zu der oben angeführten Gegen- Ursachen der Verringerung des oberen Grenzwertes überstellung der Multivibratorschaltungen in den 45 der Repititionsfrequenz zu beseitigen.
F i g. 1 und 2, bei der die Kollektor-Emitter-Strecken Der Unterschied im dynamischen Verhalten del der Vortransistoren T₅ und Γ_β in F i g. 2 als gedachte, Multivibratorschaltungen in den F i g. 1 und 2, der dem Widerstand Rb in F i g. 1 entsprechende »Wider- sich dadurch ergibt, ist folgender:
stände« aufgefaßt wurden, noch ergänzend zu be- Bei der beim Eintreffen eines Fortschaltimpulses merken, daß das erwähnte, praktisch identische Ver- 50 vom gesperrten in den durchgeschalteten Zustand überhalten der beiden Multivibratorschaltungen im stabilen gehenden Schaltstufe eines Multivibrators der in den Zustand genau genommen erst dann vorhanden ist, F i g. 1 und 2 gezeigten Art wird durch den Fortschaltwenn die Ströme Ik in F i g. 1 gleich den Strömen /* impuls die Spannung an der Basis des Steuertransistors in F i g. 2 sind, d. h. also, wenn die Ströme Ik in dieser Schaltstufe über die Spannung am Kollektor des F i g. 2 um Ißy niedriger als die Ströme Ik in F i g. 1 55 Steuertransistors angehoben und damit die bei MultiHegen, was sich beispielsweise durch eine entsprechend vibratoren wie in F i g. 1 über Rb liegende Spannung geringere Spannung U- der Stromversorgungsquelle Und bei Multivibratoren wie in F i g. 2 über der der Multivibratorschaltung in F i g. 2 erreichen Kollektor-Emitter-Strecke des Vortransistors T₅ bzw. läßt. T_t liegende Spannung negativ, und diese negative

Während also unter den genannten Voraussetzungen So Spannung vergrößert sich während der Dauer des das statische Verhalten der Multivibratorschaltungen Fortschaltimpulses irrimer mehr, weil die Kollektorin den F i g. 1 und 2 praktisch identisch ist, bestehen spannung des Steuertransistors bei dem durch den im dynamischen Verhalten zwischen der Multivibrator- Fortschaltimpuls ausgelösten Üoergang der Schaltschaltung in F i g. 2 und der Multivibratorschaltung stufe vom gesperrten in den durchgeschalteten Zustand in F i g. 1 ganz wesentliche Unterschiede. 65 von der höheren Kollektoi .pannung einer gesperrten

Einer dieser Unterschiede wird sofort ersichtlich, Schaltstufe auf die niedrigere Kollektorspannung einer

wenn man die F i g. 3d betrachtet: Während nämlich durchgeschalteten Schaltstufe übergeht,

der Widerstand Rb in F i g. 1 ein linearer Widerstand Während nun bei dem Multivibrator nach F i g. 1

2211

der von dieser negativen Spannung angetriebene transistors bei Multivibratorschaltwngen wie in F i g, 2 Strom durch den Widerstand R_B proportional dieser normalerweise während der Dauer der Anstiegsflänke Erhöhung der negativen Spannung ansteigt, geht bei des FortscliaUirnpulses ansteigt. Aber auch diese auf der Multivibratorschaltung nach Fig, 2 der ent- die genannten höchstmöglichen Toleranzwerte der sprechende über die Kollektor-Emitter-Strecke des 5 Kollektor-Emitter-Ströme ^der Vortransistoren zu-Vortransistors T₅ bzw. Ti, abfließende Strom praktisch geschnittenen Koppelkapazitäten liegen mit ihren bi.Tcits unmittelbar nach Beginn des Fortschaltimpulses Kapazitätswerten noch unterhalb der internen Kain den von dieser negativen Spannung nahezu un- pazität C₁ (s. F ig, 2), die sich aus der Basis-Emitterabhängigen relativ geringen Kollektor-Emitter-Strom Kapazität des Transistors T₁ sowie den Kollektorüber, der sich aus Fi g. 3d ergibt. Infolge des mit der io Emitter-Kapazitäten der Transistoren T₂ und Τ_Λ und Erhöhung der genannten negativen Spannung an- ferner der Kapazität der den Strom Ik liefernden steigenden Stromes durch R_n sinkt bei Multivibrator- Stromquelle bzw. der parasitären Parallelkapazität schaltungen wie in F i g. 1 die Spannung an der Basis des an die Kollektoren der Transistoren T₂ und T₄ des Steuertransistors schon während der Dauer der angeschlossenen Widerstandes Rk zusammensetzt und Amtiegsfianke des Fortschaltimpulses und dann auch 15 die beim Übergang der die Transistoren T, und T₁ während der weiteren Dauer des Fortschaltimpulses enthaltenden Schaltstufe vom durchgeschalteten in ab, und zwar so lange, bis die Kollektorspannung des den gesperrten Zustand bzw. während der von diesem Steuertransistors bei der niedrigeren Kollektor- Übergang gebildeten Anstiegsflanke des Fortschaltspannung einer durchgeschalteten Schaltstufe i.n- impulses am Signalausgang A von der niedrigeren gelangt ist. Durch eine genügend große Koppel- 20 Kollektorspannung einer durchgeschalteten Schaltkapa?itat und einen entsprechend großen durch diese stufeauf die höhere Kollektorspannung einer gesperrten Koppelkapazität fließenden, von der Anstiegsflanke Schaltstufe aufgeladen werden muß. Selbst wenn man des Fortschaltimpulses erzeugten Strom muß nun mit außerordentlich ungünstigen Werten für die gewnhrl»istpt uerHpn Haß Hie Spannung an der Basis höchstmögliche Toleranz der genannten Kollektordes Steuertransistors mindestens so lange über der 25 Emitter-Ströme der Vortransistoren T₅ und T_e rechnet, höheren Kollektorspannung einer gesperrten Schalt- ergeben sich Koppelkapazitäten, die um einiges unter stufe gehalten wird, bis die Spannung an der anderen, der Kapazität C₁ liegen. Ein Fortschaltimpuls, der \om diirchgeschalteten in den gesperrten Zustand über- von einer Zählstufe einer Zählkette aus Multivibratoren gellenden Schaltslufe des Multivibrators bis nahezu wie in F i g. 2 geliefert wird, wird daher durch den an auf die höhere Kollektorspannung einer gesperrten 30 den Signalausgang A dieser Zählstufe angeschlossenen Schaltstufe übergegangen ist. Im Gegensatz dazu steigt Fortschalteingang E der nächstfolgenden Zählstufe bei einer Multivibratorschaltung nach Fig. 2 die bzw. dadurch, daß zu der während seiner Anstiegs-Spannung an der Basis des Steuertransistors während flanke aufzuladenden Kapazität C₁ noch die praktisch der Anstiegsflanke des Fortschaltimpulses an. wobei über dem Fortschalteingang E der besagten nächstlcdiglich die Steilheit des Anstiegs der Basisspannung 35 folgenden Zählstufe liegende Koppelkapazität Ck des Steuertransistors durch den konstanten Strom, parallel geschaltet wird, hinsichtlich seiner Steilheit der über die Kollektor-Emitter-Strecke des Vor- nur wenig beeinträchtigt. Im Falle, daß z. B. C_K^CJ3 transistors abfließt, verringert wird. Man kann daher ist, kann sich die Steilheit der Anstiegsflanke des Fortbei Multivibratorschallungen wie in F i g. 2 die schaltimpulses höchstens um 25°/₀ verringern.
Koppelkapazität im Prinzip so klein wählen, daß der 40 Im Vergleich dazu müssen die Kapazitätswerte der Anstieg der Basisspannung des Steuertransistors, der Koppelkapazitäten bei Multivibratoren wie in F i g. 1 sich ohne Berücksichtigung des über die Kollektor- aus den obengenannten Gründen wesentlich größer Emitter-StreckedesVortransistorsabflipßendenStromes als die besagte interne Kapazität C₁ sein, beispielsergcben würde, gerade gleich der durch diesen Strom weise etwa zwei- bis dreimal so groß, und dadurch verursachten Verminderung des Anstiegs der Basis- 45 wird die Steilheit der Anstiegsflanke des Fortschaltspannung des Steuertransistors ist (wobei in den Strom impulses um 66 bis 75⁰J₀ bzw. auf ein Drittel bis ein neben dem vom Kollektor zum Emitter des Vor- Viertel der Steilheit bei unbelastetem Signalausgang A transistors fließenden Wirkstrom auch der zwischen verringert.

diesen beiden Punkten fließende Blindstrom mit ein- Der Unterschied im dynamischen Verhalten zwischen

7urc7ielien ist), se daß die Spannung an der Basis 50 Multivibratoren wie in F i g. 1 und Multivibrntoren

des Steuertransistors nach einer anfänglichen kurzen wie in Fig. 2, der sich aus der infolge des Ersatzes

Anhörung auf Spannungswerte über der genannten der linearen Widerstände Rb durch die Vortran-

hc hcrcn Kollektorspannung einer gesperrten Schalt- sistoren T₆ und T₆ ermöglichten Verringerung der

stufe während der Dauer der Anstiegsflanke des Fort- Koppelkapazitäten ergibt, ist also zusammengefaßt

süialtimpulses annähernd konstant bleibt, In der 55 erstens der unterschiedliche zeitliche Verlauf der

I-raxis Werden die Koppelkapazitätcn aus Sicherheits- Basisspannung des jeweils mit dem Fortschaltimpuls

giünden jedoch nicht ganz so gering gewählt, bzw. beaufschlagten Steuertransistors und zweitens die

genauer gesagt werden für diese Köllektöf-Ermtter- unterschiedliche Steilheit der Ansüegsflanken def am

Strome der Vortransistoren die höchstmöglichen Signalausgang an die nächstfolgende Zählstufe ab-

Toleran2wertecingcsetzl,tir.dfürdiesehöchstmöglichen 60 gegebenen Fortsclialtimpulsö,

Toleranzwerte wird die Bemessung der Koppel· Ein weiterer Wesentlicher Unterschied im dynatni-

kapazitäten so getroffen, daß die obige Voraussetzung sehen Verhalten zwischen Multivibratoren wie in

einer wahrend der Dauer der Ansticgsflünkc des Fort- F i g. 1 und Multivibratoren wie in F i g. 2 besteht

schaltimpulses etwa konstant bleibende Basisspannung darin, daß bei Multivibratoren wie in Fig. 1 die

des Slcucrtransistors erfüllt ist. Dies führt bei den 65 Umladung der Koppelkapazitälen Schwierigkeiten

noimaleiwcise unter dieser oberem Tolcranzgrcnze bereitet bzw, eine beträchtliche Zeit in Anspruch

liegenden Kollcktor-Emittcr-Strömen der Vor- nimmt, während bei Multivibratoren wie in F i g. 2

transistoren dazu, daß die Basisspannung des Steuer- die Umladung der Koppclkapazitälett außerordentlich

' 2 0Ü8'147

15 ,16

rasch vor sich geht. Dies soll im folgenden näher er- transistors infolge des über Ji_n abfließenden Stromes läutert werden; bereits bis auf die niedrigere Kollektorspannung einer Wie oben bereits erwähnt, müssen bei Multi- durchgeschajteten Schaltstufe abgesunken ist, dann yibratorschaltungen wie. in F i g, I die Koppelkapazi- wird die Basisspannung des Steuertransistors durch täten wesentlich größer als die internen Kapazitäten C₁ 5 die Abfallflanke des Fortschaltimpulses nochmals sein. Das hat zur Folge, daß nahezu der gesamte μτπ nahezu den negativen Spannungshub der Abfall-Spannungshub der Fortschaltimpulse von dem Signal- flanke des Fortschaltimpulses abgesenkt, d, h„ die ausgang Λ einer Zählstufe auf die Basis-Emitter- Basisspannung des Steuertransistors liegt dann am Strecken der Steilertransistoren der nächstfolgenden Ende der Abfallflanke des Fortschaftimpulses bei einer ! Zählstufe über tragen wird, Eine.Ausnahme von dieser io Spannung, die um die Spannungsdifferenz zwischen || ,allgemeinen Regel ergibt sich lediglich für die Über- der höheren Kollektorspannung einer gesperrten l\ tragung der Abstiegsflanke des Fortschaltimpulses auf Schaltstufe und der niedrigeren Kollektorspannung f„ die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors der einer durchgeschalteten Schaltstufe unter der niedrij jeweils während dieser Anstiegsflanke vom gesperrten geren Kollektorspannung einer (i-jrchgeschalteten [j in den durchgeschalteten Zustand übergehenden Schalt- 15 Schaltstufe liegt. Im ersteren Fall, wenn also die Abfallstufe, weil die Basis-Emitter-Strecke dieses Steuer- flanke des Fortschaltimpulses unmittelbar nach dem . transistors die an ihr abfallende Spannung infolge Ende der Anstiegsflanke des Fortschaltimpulses eindes exponentiellen Verlaufes des Basisstromes über der setzt und am Ende der Abfallflanke des Fortschalt-Basis-Emitter-Spannung nach oben zu begrenzt (diese impulses die Basisspannung des Steuertransistors Begrenzung tritt erst dann nicht mehr in Erscheinung, 20 gleich der genannten niedrigeren Kollektorspannung : wenn die Zeitdauer der Anstiegsflanke des Fortschalt- einer durchgeschalteten Schaltstufe ist, bleibt die impulses kleiner als die Laufzeit der dem exponentiellen Basisspannung des Steuertransistors bis zum Beginn ; Eingangswiderstand vorgeschalteten Laufzeitkettewird, der Anstiegsflanke des nächsten Fortschaltimpulses mit der sich das Verhalten des Steuereinganges bzw. auf dieser niedrigeren Kollektorspannung einer durchder Basis-Emitter-Strecke eines Transistors für höhere 25 geschalteten Schaltstufe, weil die Spannungsdifferenz Frequenzen nachbilden läßt, und die für niedrigere über dem Widerstand Rb und damit der Strom durch Frequenzen einfach zu der Eingangskapazität der denselben Null ist. Im letzteren Fall, wenn also die j ' Basis-Emitter-Strecke zusammengefaßt werden kann). Abfallflanke des Fortschaltimpulses erst einsetzt, j Am Ende der Anstiegsflanke eines Fortschaltimpulses wenn die Basisspannung des Steuertransistors durch IiCj₅S die Basisspannung des Steuertransistors der 30 Stromabfluß über Rb bereits auf die niedrigere KoI-während dieser Anstiegsflanke vom gesperrten in den lektorspannung einer durchgeschalteten Schaltstufe durchgeschalteten Zustand übergehenden Schaltstufe abgesunken ist, steigt die Basisspannung des Steueretwa bei der genannten höheren Kollektorspannung transistors nach dem Ende der Abfallflanke des ei;ier gesperrten Schaltstufe. Dies war ja oben bereits Fortschaltimpulses bis zum Beginn der Anstiegserwähnt und auch erläutert worden, denn um diese 35 flanke des nächsten Fortschaltimpulses wieder bis auf Bedingung einzuhalten, mußten ja bei Multivibratoren die niedrigere Kollektorspannung einer durchgewie in F i g. 1 die Koppelkapaziläten so groß gewählt schalteten Schaltstufe an, und zwar deswegen, weil die werden. Nach dem Ende der Anstiegsflanke des Fort- Zeitspanne vom Ende der Anstiegsflanke des Fortjchaltimpulses sinkt die Basisspannung des Steuer- schaltimpulses bis zum Beginn der Abfallflanke des transistors der nunmehr (von der Anstiegsflanke des 40 Fortschaltimpulses etwa ebenso groß wie die Zeitspanne Fortschaltimpulses) durchgcschaltetcn Schaltstufe bei vom Ende der Abfallflankc des Fortschaltimpulses Multivibratorschaltungen wie in F i g. 1 infolge des bis zum Beginn der Anstiegsflanke des nächsten Fortüber den Widerstand Rn von der Basis des Steujr- schaltimpulses ist und auch die Spannungsdifferenzen, transistors (welche am Ende der Anslicgsflanke des weiche die Basisspannung des Steuertransistors Fortschaltimpulses auf der genannten höheren Kollek- 45 während dieser Zeitspannen durchläuft, gleich groß torspannung einer gesperrten Schaltstufe liegt) zum sind. Das gleiche gilt auch dann, wenn die Abfall-Kollektor des Steuertransistors (welcher am Ende der flanke des Fortschaltimpulses zu irgendeinem Zeit-Anstiegsflanke des Fortschaltimpulses auf der ge- punkt nach dem Ende der Anstiegsflanke des Fortnanntcn niedrigeren Kollektorspannung einer duich- schaltimpulses einsetzt, zu dem die Basisspannung geschalteten Schaltstufe liegt) abfließenden Stromes 50 des Steuertransistors auf irgendeinem /wischenwert ab, und zwar so lange, bis entweder die Abfallilanke zwischen der höheren Kollektorspannung einer gedes Fortschaltimpulses kommt oder bis die Basis- sperrten Schaltslufe und der niedrigeren Kollektor- »pannung des Steuertransistors die genannte niedrigere spannung einer durchgeschaltelcn Schaltstufe liegt. Kollektorspannung einer durchgeschalteten Schalt- Mithin ergibt sich, daß die Basisspannung des Steuer- »tufe erreicht hat. Setzt die Abfallflankc des Fort- 55 transistors einer bei der Anstiegsflanke eines Fort-.. schaltimpulses unmittelbar nach dem Ende der An- schaltimpulses vom gesperrten in den durchgeschal-⁵I stiegsfiänke des Fortschaltimpülses ein, dann ist die teten Zustand übergehenden Schaltstufe zum Zeit-Spannungsvcrringerung der Basisspannung des Steuer- punkt des Beginns der Anstiegsflanke des nächsttransistörs, die durch den über Rn abfließenden Strom folgenden Föftschaltimpulses bei Multivibrator* verursacht wird, am Ende der Abfallsflanke daher 60 schaltungen wie in F i g. 1 bei der niedrigeren Kollekpraktisch nur der negative Spannungshub der Abfall- torspannung einer durchgeschaltctcn Schaltstufe liegt, flanke des Fortschaltimpulses auf die Dasis des Steuer- Der besagte nächstfolgende Fortschaltitnpuls schaltet transistors übertragen, so daß die Basis des Steuer- nun die andere Schaltstufe durch und wirkt sich auf transistors am Ende der Abfallflanke des Fortschalt- die betrachtete Schaltstufe bzw, auf die Basisspannung impulses auf der genannten niedrigeren Kollektor- 65 des Steuertransistors dieser Schaltstufe nur in dem Sinn spannung einer durchgeschaiteten Schaltstufe liegt, aus, daß die Dasisspaiwung des Steuertransistors Setzt hingegen die Abfallflanke des Fortschaltimpulses während seiner Anstiegsflanke um nahezu den positiven erst dann ein, Wenn die Basisspannting des Steuer- Spaimungshub dieser Anstiegsnailke angehoben und

17 ' 18

Während seiner Abfallflanke wieder um nahezu den Stufe und cjer niedrigeren Kollektorspanrmng
negativen SpanmmgsliWb dieser Abfallflanke abgesenkt cjurchgeschalteten Sohaltstufe unter der KoIJektoi ^;j ' wird und somit sm Ende der Abfajlflanke dieses nächst- spannung des Steuertransistors liegen soll, so ist di j . folgenden Fortschaltimpulses wieder auf der m'edri- erforderliche Ladezeit gleich dem Dreifachen der sie] geren Kollektorspannung einer durchgeschalteten 5 aus dem Produkt des Widerstandes Rb mit der Summ ■ Schaltstufe liegt, Eine wesentlichen Spannungsänderung der Koppel kapazität und der genannten Eingangs der Basisspannung des Steuertransistors infolge'Strom- kapazität ergebenden Ladezeitkonstante,
fjusses über Stritt während der Dauer dieses nächsten Würde man nun bei einer Multivibratorschaltunj Fortschaltimpulses nicht auf, weil gleichzeitig damit, wie in Fig, 1 die Koppelkapazitäten von beispiels daß die Basisspannung des Steuertransistors von der io weise dem dreifachen Wert der oben erwähnten Ka-Anstiegsflanke dieses nächsten Fortschaltimpulses pazität C₁ (s. F i g, 2) auf ein Drittel dieser Kapaum nahezu den positiven Spannungshub dieser zität C₁ bzw., aa diese Kapazität C₁ etwa gleich derr Anstiegsflanke angehoben wird, auch die Kollektor- Anderthalbfachen der Eingangskapazität der Basisspannung des Steuertransistors entsprechend ansteigt, Emitter-Strecke eines Steuertransistors (in F i g. 2 weil die betrachtete Schaltstufe während der An- *5 C₃ und C₄) ist, von dem 4,5fachen der Eingangskapastiegsflanke dieses nächsten Fortschaltimpulses vom zität der Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors durchgeschalteten in den gesperrten Zustand über- auf die Hälfte dieser Eingangskapazität absenken geht. können, so würde sich erstens die genannte Ladeze't-AIs Fazit der obigen betreffs Multivibratorschal- konstante um den Faktor 3 verkleinern, und zweitens tungen wie in F i g. 1 angestellten Überlegungen ergibt 20 würde die Spannungsdifferenz, die während der gesich somit, daß die Basisspannung des Steuertran- nannten Aufladezeit zu durchlaufen wäre, wesentlich sistors einer im gesperrten Zustand befindlichen geringer werden. Denn in diesem Fall würde von dem Schaltstufe am Ende der Abfallfianke des Fortschalt- Spannungshub der Anstiegs- und Abfallflanke des impulses, welcher dem mit seine/ Anstiegsflanke diese Fortschaltimpulsjs wegen der wesentlich kleineren Schaltstufe durchschaltenden Fortschaltimpuls voran- 25 Koppelkapazität nur ein Bruchteil auf die Basisgeht, noch gleich der niedrigeien Kollektorspannung Emitter-Strecken der Steuertransistoren übertragen einer durchgeschalteten Schakstufe ist, während diese werden, und zwar, wenn die Koppelkapazität gleich Basisspannung des Steuertransistors zum Zeitpunkt der halben Eingangskapazität der Basis-Em-tterdes Beginns der Anstiegsflanke des diese Schaltstufe Strecken der Steuertransistoren ist, nur ein Drittel durchschaltenden Fortscvialtimpulses bereits nahezu 30 dieses Spannungshubes. Mithin würde, wie sich aus gleich der höheren Koliekiorspannung einer ge- einer analogen Anwendung der obigen Überlegungen sperrten Schaltstufe sein muß, wenn mit Sicherheit ge- ergibt, die Basisspannung des Steuertransistors einer währleistet werden soll, daß dieser Fortschaltimpuls im gesperrten Zustand befindlichen Schaltstufe am tatsächlich diese Schaltstufe durchschaltet. Die Basis- Ende der Abfallflanke des Fortschaltimpulses, der spannung des Steuertransistors muß also während der 35 dem diese Schaltstufe durchschaltenden Fortschalt-Dauer einer Pause zwischen zwei Fortschaltimpulsen impuls vorangeht, um etwa ein Drittel des negativen von der niedrigeren Kollektorspannung einer durch- Spannungshubes der Abfallflanke dieses Fortschaltgeschalteten Schaltstufe auf die höhere Kollektor- impulses unter der genannten höheren Kollektorspannung einer gesperrten Schaltstufe erhöht werden, spannung einer gesperrten Schaltstufe liegen. Diese und hierzu muß, wie eingangs schon erwähnt, die an 40 Spannungsdifferenz zwischen der Basisspannung und die Basis dieses Steuertransistors angeschlossene re- der Kollektorspannung des Steuertransistors müßte lativ große Koppelkapazität und außerdem noch sich voraussetzungsgemäß wahrend der Ladezeit bis die Eingangskapazität der Basis-Emitter-Strecke des auf 5°/c der gesamten Spannungsdifferenz zwischen Steuertransistors über den Widerstand Rb um etwa der höheren Kollektorspannung einer gesperrten die Spannungsdifferenz zwischen der höheren KoI- 45 Schaltstufe und der niedrigeren Kollektorspannung lektorspannung einer gesperrten Schaltstufe und der einer durchgeschalteten Schaltstufe, d. h. also bis auf niedrigeren Kollektorspannung einer durchgeschal- 15°/₀ ihres Anfangswertes verringern. Die dazu erteten Schaltstufe aufgeladen werden. forderliche Ladezeit ist gleich dem l.Qfachen der Lade-Es ergibt sich also bei Multivibraiorschaliungen zeitkonstante, und da lclztere, wie erwähnt, um den wie in Fig. 1 auf Grund der erforderlichen relativ 50 Faktor 3 kleiner als die bei großen Koppelkapazitäten großen Koppelkapazitäten erstens eine relativ große sich ergebende Ladezeitkonstante ist, wäre also die Spannungsdifferenz (nämlich die gesamte Spannungs- Ladezeit bei Koppelkapazitäten von einem Drittel der differenz zwischen der höheren Kollektorspannung genannten Kapazität C₁ gleich dem 0,63fachen der einer gesperrten Schaltstufe und der niedrigeren KoI- sich bei Koppelkapazitäten vorn Dreifachen der gelektorspannung einer durchgeschaltetcn Schaltstufe), 55 nannten Kapazität C, ergebenden Ladezeit nstante. um die die Koppelkapazität und die Hingangskapazität Durch Verringerung der^N Koppelkapazita ;n Vom der Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors inner- Dreifachen auf ein Drittel der genannten Kapazität C₁ halb einer Pause zwischen zwei Fortschaltimpulsen ließe sich also bei Multivibratorschaltungen wie in aufgeladen Werden müssen, und zweitens, ebenfalls F i g. 1 eine Verringerung der genannten Ladezeit wegen der relativ großen Koppelkapazitäten, eine re- 60 vom Dreifachen auf das O,63fache der sich bei Koppellativ große Ladezeitkonstante, da letztere ja gleich kapazitäten von Dreifachen der genannten Kapazität ; dem Produkt aus Rb und der Summe der Koppel- C₁ ergebenden Ladezeitkonstante und damit also eine • kapazität und der genannten Eingangskapazität ist. Verringerung der genannten Ladezeit um den Faktor 5 Setzt man voraus, daß die Basisspannung des Steuer- erzielen. Nun ist es aber aus den oben bereits näher ; transistors zu Beginn der Anstiegsflanke des die be- 63 erörterten Gründen bei Multivibratorschaltungen wie treffende Schaltstufe durchschallenden Fortschaltim- in F ί g. 1 nicht möglich, die Koppelkapazitäten zu pulses um 5% der Spannungsdifferenz zwischen der verrringen, und damit entfällt für Multivibratörhöhcrcn Kollektorspannung einer gesperrten Schall· schaltungen wie in F i g. 1 auch die Möglichkeit-

19 ^ 20

Verringerung der Koppelkapazitäten die ge-i folgt, daß die genannte Ladezeit kürzer als die An-

pnnte Ladezeit zu verkürzen, sjiegsflanke des Fortschaltimpnlsos sein muß, und

""; Bej Multivibratoren wie in Fig, 2 hingegen ist cjami't bestimmt nicht mehr die genannte Ladezeit,

eine solche Verringerung der Koppelkapazitäten, wie sondern die Zeitdauer der Ansliegsflnnke eines Fort-

öben ebenfalls eingehend erörtert, ohne weiteres 5 schaltimpulses den oberen Gren?wert der erreichbaren

möglich, so daß sich mit dieser Verringerung der Repetitionsfrequenz,

Koppelkapazitäten auch c"ie genannte Ladezeit ver- Der zweite wesentliche Unterschied im dynamischen

kürzen läßt, Neben dieser Ursache der verringerten Verhalten zwischen MultivibratorschalHingßn Wl'e in

Koppelkapazitäten tritt aber bei Multivibratoren wie F ί g, 1 und Multivibratorschaltungen wie in F i g, 2

in Fig, 2 noch eine weitere Ursache für eine zusatz- io besteht also darin, daß bei Multivibraxoren wie in

liehe Verringerung der genannten Ladezeit in Er- F ί g. 1 die genannte Ladezeit den oberen Grenzwert

scheinung: Wenn nämlich die Kollektor-Emitter- der Repetitionsfrequenz bestimmt, während bei MuI-

Spannung eines Vortransistors T₅ bzw. T_B, die ja gleich tivitratoren wie in F i g. 2 die genannte Ladezeit für

der Spannung zwischen Kollektor und Basis des zu- den oberen Grenzwert der Repetitionsfrequenz keine

geordneten Steuertransistors T_n bzw. !T₄ ist, wesentlich 15 Rolle mehr spielt, sondern dieser obere Grenzwert von

größer als die Offsetspannung (Uctisei «= 27 mV) wird, der Dauer der Anstiegsflanke eines Fortschaltimpulses

dann steigt der Kollektorstrom des Vortransistors (und bestimmt wird.

mit diesem auch der Emitterstrom des Vortransistors), Die in F i g. 2 gezeigte r.'lultivibratorschaltung wie F i g. 3a zeigt, ganz wesentlich an ^nd erreicht kann nun für den Einsatz in integrierten Schaltungen bei Kollektor-Emitter-Spannungen des Vortransistors 20 noch dadurch verbessert werden, daß dia ohmschen von mehr als etwa 70 mV das α-fache des der Basis Widerstände Rk und Ry durch Konstantstromquellen des Vortransistors zugeführten Stromes Ib_v- Wenn erse*zt werden. Der Ersatz der ohmschen Widerstände nun dieser der Basis des Vortransistors T_s bzw. T₆ durch Konstantstromquellen bringt, wie schon einzugeführte Basisstrom gleich oder größer als ΙκΙά ist, gangs erwähnt, bei integrierten Schaltkreisen den Vordann fließt von dem Moment an, zu dem die Basis- 25 teil einer beträchtlichen Platzersparnis auf den Trägerspannung des Steuertransistors um mehr als etwa kristallen der integrierten Schai'kreise mit sich und 70 mV unter der Kollektorspannung des Steuertran- eröffnet damit die Möglichkeit, auf einem Trägersistors liegt, der gesamte Strom Ik und ferner auch kristall bei gleichbleibender Fläche desselben anstatt noch der Strom Ib_v durch den Vortransistor und lädt bisher eines nunmehr fünf bis zehn Multivibratoren die Eingangskapazität der Basis-Emitter-Strecke des 30 unterzubringen.

Steuertransistors C₃ bzw. C₄ sowie die an die Basis In den F i g. 4 bis 6 sind drei Beispiele gezeigt, wie des Steuertransistors angeschlossene Kapazität Ck diese Konstantstrornquellcn aufgebaut sein können, auf. Dadurch wird die genannte Ladezeit nochmals Der eigentliche Multivibratorteil, also der gestrichelt beträchtlich verkürzt, so daß sich bei Multivibratoren eingerahmte Block mit den Schalt-, Steuer- und Vorwie in F i g. 2 über die auf Grund der Verringerung 35 transistoren T₁ bis T₆, entspricht bei allen diesen Beider Koppeikapazitäten zu erwartende Verkürzung der spielen in Aufbau und Wirkungsweise dem Multivigenannten Ladezeit (um beispielsweise den oben er- bratorteil in Fig. 2. Eine nochmalige Erläuterung wähnten Faktor 5) hinaus eine weitere Verkürzung bis der Wirkungskreise' des Multivihratorteils in den auf etwa ein Zwanzigstel der Ladezeit bei einem MuI- F i g. 4 bis 6 erübrigt sich daher. Es sei lediglich darauf tivibrator wie in F i g. 1 ergibt, wenn bei dem Ver- 40 hingewiesen, daß tei der obigen Erläuterung der Wirgleich von der Voraussetzung ausgegangen wird, daß kungsweise des Multivibrators in F i g. 2 schon davon der von der Kollektor-Emitter-Strecke der Vortran- ausgegangen worden war, daß die dem Multivibratorsistoren gebildete »Widerstand« in dem der F i g. 2 teil über die Widerstände Rk und Rv zugeführten entsprechenden Multivibrator und der Widerstand Rb Strcme Ik und In_v annähernd konstant sind (das ist des zum Vergleich herangezogenen, der F i g. 1 ent- 45 bei der Schaltung in F i g. 2 dann der Fall, wenn die sprechenden Multivibrators im statischen Zustand der Batteriespannung U und die Widerstände Rk und Rv Multivibratoren gleich jind und ferner die Summe der so bemessen sind, daß der größte Teil der Batterie-Ströme (2 Ik+ 2 1Bu), die dem F i g. 2 entsprechen- spannung über Rk bzw. Rv abfällt),
den Multivibrator zugeführt werden, gleich der Summe Im Prinzip sind die Widerstände/?« und Rv in der Ströme 2 Ϊ& ist, die dem zum Vergleich heran- 50 F i g. 2 bei den Ausführungsbeispielcn in den F i g. 4 gezogenen, F i g. 1 entsprechenden Multivibrator zu- bis 6 durch Transistoren von zum l.eitungstyp der geführt werden. Transistoren T₁ bis 7*₀ komplementärem Leitungstyp Bei einer derartig starken Verkürzung spielt die ge- ersetzt, an deren Basis-Emitter-Strecken eine konstante nannte Ladezeit hinsichtlich des erreichbaren oberen (Referenz-)S,.annung liegt und deren Basisströme Grenzwertes der Repetitionsfrequenz keine Rolle mehr, 55 daher konstant sind. Da sich bei den für Schaltungen was sich auch schon daraus ergibt, daß die Summe der der vorliegenden Art ausschließlich in Betracht kom-Koppelkapazität Cn und der Eingangskapazität C₃ tuenden Flächentransistoren, wie 7.. B. auch aus-dem bzw. C₄ des Steuertransistors kleiner als die Summe der Kennlinienfeld in Fig. 3a ersichtlich, bei kon-Köppelkapazität und der genannten Kapazität C₁ ist stantem Basisstrom Ib ein konstanter, von der KoI-(weil C₁ sich aus der Eingangskapazität der Basis- 60 lektopEmitter-Spannung U_Ce unabhängiger Kollek-Emitter-Strecke des Schalttrartsistors T₁ und den KoI* torstrom Ic ergibt (sofern die Kollcktor-Emitterlektor-Emitter-Kapafcitätcn der Transistoren T₂ und Spannung Uce über etwa 0,1 V liegt), bilden die in den Ti sowie der parasitären Parallelkapazität des Wider- F i g, 4 bis 6 an Stelle der Widerslände /?«und Rv •tandes Ry zusammnisetzt), und die Kapazität C₁ 4- eingesetzten Transistoren also Konstantstromquellen. Cn jeweils während der Anstiegsflanke eines Fort- 65 Damit die von diesen an Stelle der Widerstände Rx icheltinipulses und die Kapazität C₃ 4· Cn jeweils und Ry eingesetzten Transistoren gelieferten Kollektorwtihrehd dtr genannten Ladezeit vbn dem gleichen strcme nun auch bei Temperaturäiidcrungen konstant Strom (ία+Itjf) aufgeladen werden. Denn daraus bleiben, 'wird die an die Basis-Emittcr*Strecken dieser

Transistoren angelegte Referenzspannung bei den Ausführungsbcispiclcn in den Fig. 4 bis 6 mit der Temperatur verändert. Zur Erzeugung der temperaturabhängigen Referenzspannungen dienen mit konstantem Strom beschickte temperaturabhängige Widerstände, die bei den Ausfülirungsbeispielcn in den P i g. 4 bis fi ebenfalls Von Transistoren gebildet werden, deren I eiümgstyp der gleiche wie der der KoiisUmlsiniinqucllcn bildenden Transistoren ist.

Im einzelnen bestehen die Ausführungsbeispiele in den I i g. 4 bis 6 jeweils aus einem ersten, gestrichelt eingerahmten, den erwähnten Multivibratorteil bildenden HI(Kk 1 »der aus einer Mehrzahl von solchen zu einer Zählkette 7usarnmcngeschaltcten Blöcken 1, einem zweiten, gestrichelt eingerahmten, die Konslantstromqucllcn für den oder die Blöcke 1 bzw. die diese konslanlstmmqucllen bildenden Transistoren enthaltenden Block 2 und einem oder mehreren dritten gestrichelt eingerahmten, die genannten tempcraUirabhängigen Widerstände bzw. die dieselben bildenden Transistoren enthaltenden Blöcken 3 sowie einem oder mehreren ohmschen Widerständen R bzw. Zf₁. l(_t zur Beaufschlagung der temperaturabhängigen Widcrsfändc mit einem konstanten Strom aus der für die Schaltung ,vorgesehenen Stromversorgungsquelle.

Die die Multivibratortcilc bildenden Blöcke 1 in den F i g. 4 bis 6 entsprechen, wie schon erwähnt, in Aufbau und Wirkungsweise vollständig dem Block 1 in F i g. 2, und die Blöcke 2 (in Verbindung mit den Blocken 3 sowie den Widerständen R bzw. .K₁ ,R₂) in den F i g. 4 bis 6 entsprechen in ihrer Wirkungsweise dem gestrichelt eingerahmten, die Widerstände Rk und Rv enthaltenden Block in Fig. 2. Im einzelnen sind die Widerstände Rk innerhalb der Blöcke 2 durch die Transistoren Tk und die Widerstände Rp innerhalb der Blöcke 2 durch die Transistoren Tv ersetzt.

Untereinander unterscheiden sich die Ausführungsbeispiele in den F i g. 4, 5 und 6 lediglich durch Art und Weise, wie die Referenzspannungen an den Basis-Emilter-Strecken der Transistoren Tk und Tv erzeugt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 4 sind die Basis-Iimitter-Strccken sämtlicher koliektorseitig die Ströme Im liefernder Transistoren Tv (bei mehreren zu einer Zählkette zusammengeschalteten Blöcken 1, also auch der zur Versorgung dieser weiteren Blöcke 1 mit Strömen ln_v dienenden zusätzlichen Transistoren 7V) parallel zueinander geschaltet und an die gemeinsame Referenzspannungsquelle 3α angeschlossen. Die Referenzspannungsquelle 3α wird von einem über den ohmschen Widerstand R₁ mit einem konstanten Strom beschickten temperaturabhängigen Widerstand gebildet, der aus einem mit den Transistoren Tv identischen Transistor T₁ besteht, dessen Emitter den einen Pol und dessen zusammengeschaltete Kollektor- und Basis-Elektroden den anderen Pol des temperaturabhängigen Widerstandes bilden. Da an den Basis-Emitter-Strecken der Transistoren Tv, die ja parallel zu der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T₇ geschaltet sind, die gleiche Basis-Emitter-Spannung wie am Transistor T₇ liegt und entsprechend der obigen Voraussetzung die Transistoren Tv mit den Transistoren T₇ identisch sind, müssen auch die Kollektorströme der Transistoren Tv gleich dem Kollektorstrom des Transistors T₁ sein, und letzterer ist, wenn man die Basisströme des Transistors T₇ und der Transistoren Tv vernachlässigen kann, gleich dem über den Widerstand R₁ zugeführten Strom und somit praktisch unabhängig Von der Temperatur konstant Die Basis-Emitter-Spantiufig dies Transistors T₇ stellt sich also selbsttätig abhängig von der Temperättlf jeweils so ein, dall der Kollektorstfom des Tfan·» sistors T₇ Und damit auch die Kollektorströme der Transistoren Tv etwa gleich dem über deri Widerstand R₁ zugeführten kortstanl.cn Strom sind. Genau genommen ist über den Widerstand R₁ der gewünschte Kollektorstrom der Transistoren Ty, also Iun und zusätzlich die Summe sämtlicher Basisströme der Transistoren Tv sowie des Transistors T₇, bei η Transistoren Tv also das (/ι ( 1 Hache des Basisstromes 1bi des Transistors T₇ zuzuführen. Der Widerstand R₁ ist dementsprechend so zu bemessen, daß

Rd+in fl)/ß₇) - Ü.-Ube-,

ist, wenn mit U- die Batteriespannung und mit Ube₇ die Basis-Emitter-Spannung des Transistors T₇ bei Normaltcmperatur bezeichnet wird. Weiter sind bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 4 die Basis-Emitter-Strcckcn sämtlicher koliektorseitig die Ströme Jk liefernder Transistoren Tk parallel zueinander geschaltet und an die gemeinsame Referenzspannungsquelle 3b angeschlossen. Die Referenzspannungsquelle 3b wird ebenso wie die Referenzspannungsquelle 3a von einem über den ohmschen Widerstand R₂ mit einem konstanten Strom beschickten tempsraturabhängigen Widerstand gebilnet, der in gleicher Weise wie bei der Referenzspannungsquelle 3a aus einem mit den Transistoren Tk identischen Transistor T₃ besteht, dessen Emitter den einen Pol und dessen zusammengeschaltete Kollektor- und Basis-Elektroden den anderen Pol des temperaturabhängigen Widerstandes bilden. Die Wirkungsweise der Refereiu-Spannungsquelle 3b ist die gleiche wie die der Referenzspannungsquelle 3 σ, und analog den dortigen Ergebnissen ist also R₂ so zu bemessen, daß

(η +

= U.-U_BEa

ist, wenn mit U- die Batteriespannung, mit Ubes die Basis-Emitter-Spannung und mit Zb₈ der Basisstrom des Transistors T₈ bei Normaltemperatur bezeichnet wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 5 sind in gleieher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. A die Basis-Emitter-Strecken sämtlicher koliektorseitig die Ströme Ik liefernder Transistoren Tk parallel zueinander geschaltet und direkt an die gemeinsame Referenzspannungsquelle 3 angeschlossen, deren Ausbildung und Wirkungsweise die gleiche wie die dei Referenzspannungsquelle 36 in Fi g. 4 ist. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in F i g. 4 isi jedoch bei dem AusführungsDeispiel in F i g. 5 für di< ebenfalls mit ihren Basis-Emitter-Strecken parallel zu einander geschalteten, koliektorseitig die Ströme Ist liefernden Transistoren 2> keine zweite Referenz Spannungsquelle wie die Referenzspannungsquelle 3 < in F i g. 4 vorgesehen, sondern die an den Basis Emitter-Strecken der Transistoren Tv liegende R.e ferenzspannung wird von der gleichen Referenz spanmmgsquelle 3 geliefert, an die auch die Basis Emitter-Strecken der Transistoren Tk angeschlosse: sind. Wären nun die Basis-Emitter-Strecken der Tran sistoren Tr ebenfalls wie die Basis-Emitter-Strecke der Transistoren Tr direkt an die Referenzspannung! quelle 3 angeschlossen, so müßten entsprechend de obigen Erläuterungen — Identität der Transistoren T und Tk vorausgesetzt — die Kollektorströme de

,-u

23 ϊ 24

Transistoren Ty gleich den Kollektorströmen der mögliche Änderung innerhalb des vorgesehenen TeIiI-" Transistoren Tk und damit also Ibv gleich Ir sein. In peratuifbereiches noch klein gegen den genannten geder Regel sollte aber lay wesentlich niedriger als Ir wünschten Kollektorstrom ist, Da diese Summe der sein, daiuit die Spannungsdifferenz zwischen Kollektor Basisströme proportional η bzw. proportional dem Und Basi3 des Steuertfansistors der gesperrten Schalt- 5 Zweifachen der Anzahl der Zählstufen ansteigt, ist stufe des Multivibrators im stabilen Zustand dessel- also die Anzahl der Zählstufen bzw. der Blöcke 1, ben groß genug ist, um di5 Stabilität dieses Zustandes deren zugeordnete Transistoren Tu und Tv von geünd damit die Stabilität des Multivibrators im Rahmen meinsa.men Referenzspannungsquellen 3a und 3b der möglichen Fertigungs- und Betriebsparameter- (F i g. 4) bzw. von einer gemeinsamen Referenztoleranzen mit genügender Sicherheit zu gewährleisten. io Spannungsquelle 3 (Fig. 5) versorgt werden können, Um Ibv niedriger als Ir zu halten, muß die Basis- nach oben zu beschränkt.

Emitter-Spannung der Transistoren Tv niedriger als Immerhin hat das Ausführungsbeispiel in F i g. 5

die Basis-Emitter-Spannung der Transistoren Tr sein, trotz der gleichen Anzahl von zwei ohmschen Wider-

ünd das wird bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 5 ständen fur eine beschränkte Anzahl von Zählstufen

dadurch erreicht, daß die mit ihren Basis-Emitter- ig gegenüber dem Ausführungsbeispiel in F i g. 4 den

Strecken parallel zueinander geschalteten Transistoren Vorteil, daß der Widerstand Re, in F i g. 5 — gleich-

Tv über den gemeinsamen Emitterwiderstand Re, an große Ströme Ib, bei beiden Ausführungsbeispielen

die Referenzspannungsquelle 3 angeschlossen sind. vorausgesetzt — wesentlich kleiner als der Wider-

Um ein bestimmtes gewünschtes Verhältnis von Ib. / stand ^₁ in F i g. 4 sein kann, und zwar bis etwa zum

Ik zu erzielen, ist dieser Widerstand Rev so zu be- ao Faktor 20, und entsprechend dem kleineren Wider-

messen, daß standswp,rt ist auch der Platzbedarf des Widerstandes

η τ ,,, . „ -ι Re, in integrierten Schaltkreisen wesentlich geringer

als der des Widerstandes R₁.

= «rv · 23,9 mV (In «av - 1» &_Τκ - In IbvIIk) _Im Zusammenhang mit den Ausführungen zu dem

ist, wenn mit η die Anzahl der an die Referenz- as Ausführungsbeispiel in F i g. 5 war nun bereits erspanr .IHgSqUeIIe 3 angeschlossenen Transistoren Ty, wähnt worden, daß die Ströme Ibv aus Stabilitätsmit οίτν Stromverstärkung der Transistoren Ty beim gründen wesentlich kleiner als die Ströme Ir sein Kollektorstrom Ibv und mit octk die Stromverstärkung sollten. Das eröffnet hinsichtlich der Schaltungsweise der Transistoren Tr beim Kollektorstrom Tr be- der Transistoren Ty und Tk die bei dem Ausführungszeichnet ist. Aus diesel Bemessungsgleichung ergiot 30 beispiel in F i g. 6 angewandte Möglichkeit, die Basissich, daß der Widerstand Re? unabhängig von dem Emitter-Strecken der Transistoren Tv und Tr in Reihe Absolutwert der von der Referenzapannungsqueile 3 zu schalten. Bei einer solchen Reihenschaltung der gelieferten Referenzspannung ist bzw. dali aas ge- Basis-Emitter-S trecken von jeweils einem Transistor Ty wünschte Verhältnis /s* IIr auch bei Temperatur- und einem Transistor Tr ist der von dem Transistor Tr änderungen und dadurch bedingten Änderungen des 35 kollektorseitig gelieferte Strom Ik um die Stromver-Absolutwertes der Referenzspannung in gleicner Hone Stärkung κτκ des Transistors 2 κ größer als der der aufrechterhalten bleibt. Üoer den Widerstand R in Basis des Transistors Tr zugeführte Emitterstrom des F i g. 5, der zur Beaufsichtigung des von dem Tran- Transistors Ty, d. h., der kollektorseitig von dem sistor T₉ gebildeten temperaiurabhängigen Wider- Transistor Ty gelieferte Strom I_B, ist näherungsweise Standes mit einem konstanten Strom vorgesehen ist, 40 um den Stromverstärkungsfaktor cct_k kleiner als der ist der gewünschte Kollektorstrom der Transistoren Strom Ir.

Tr, also Ir, und zusätzlich die Summe sämtlicher Ba- Zweckmäßig werden, wie in F i g. 6 gezeigt, jeweils

sisströme der Transistoren Tr und Ty sowie des Tran- die Basis-Emitter-Strecken der der gleichen ücnaltstufe

sistors T₉ zuzuführen. Für die Bemessung von R ergtot des Multivioraiorteiles 1 zugeordneten Transistoren Ty

sich bei η Transistoren Tr und η Transistoren T₇ 45 und Tr in Reihe gescnaltet. Die Keihenscnaltungen der

so Ade Identität des Transistors T₃ mit den Tran- 3asis-bmitter-ijtrecken von jeweils einem Transistor Ty

sistoren Tr also und einem Transistor Tr werden dann, wie in F i g. 6,

' parallel zueinander an die gemeinsame Referenz-

R[Ik+\fl +I)IRlOtTK , nI_Brl*Ty)= U- — Ube₉, spannungsquiile 3 angeschlossen. Die Keferenzspan-

wenn mit U- die Batteriespannung und mit U_Be₉ die 50 hungsquelie 3 wird Dei dem Ausf aiirungsoeispiel in

Basis-Emitter-Spannung des Transistors T₉ bzw. die F i g. 0 eoenfalls von einem über den onmscnen Wider-

gewünsente Reierenzspannung bei Normaltemperatur stand R mit einem konstanten Strom Descnicktcn tem-

bezeicnnet wird. peraturabhängijen Wüersiand geoildet, der in gleicher

Bei den Ausflihrungsbeispielen in den F i g. 4 uud 5 Weise wie oei den Ausfunrungsoeispielen in den werden nun, wie ersicntlicii, noch je zwei ohmsene 55 F i g. 4 und 5 aus einer identischen Nachbildung der Widerstände für eine aus lvlultivioratoren entsprechend Basis-Emitter-Strecken der an die Ref erenzspannungS-dem Block; 1 zusammengesetzte Zählkette oenötigt, quelle angeschlossenen Transistoren und demgemäß wobei die Anzanl der Zänistufen dieser Zählkette aus einem mit den Transistoren Ty idenusenen Trannicht zu groß sein darf, weil mit dieser Anzahl von sistor T₁₀ und einem mit den Transistoren Tr iden-Zählstufen auch die notwendige Anzani η von Tran- 60 tiscuen Transistor T₁₁ Desteht, deren ßasis-EmittersistorenTV und Tr entsprechend ansteigt und eine Strecken in gleicner Weise wie die Basis-Enutterrelativ gute TemperaturunaonangigKeit der Ströme Strecken der Transistoren Ty und Tr in Reihe ge- Ir und Ib, nur dann gewährleistet ist, wenn die er- scnaltet sind und an deren m Reme geschaltete Basiswahnte, über die Widerstände R₁ und R₂ in F i g. 4 Emitter-Strecken die Reinenscnaltungen der Basisbzw, üoer den Widerstand R in F i g. 5 zusätzlich zu 65 Emitter-Strecken der Transistoren Ty und Tr parallel dem jeweils gewunsenten Kollektorstrom der Tran- angeschlossen sind. Da somit wegen der Identität des sistoren Ty bzw. Tr zugeführte Summe der Basis- Transistors T₁₀ mit den Transistoren Ty und des Transtrrime dieser Transistoren oder mindestens deren sistors T_n mit den Transistoren Tr sowie wegen der

25 26

gleichen Spannungen an den Reihenschaltungen der Und zwar etwa um den Faktor (ατν 4- 2). Da sich bei Basis-Emi «erstrecken der Transistoren Tip Und T₁₁ Gleichheit dieser Verhältnisse gleich gute Temperaturünd der Transistoren Tv Und Ύκ die Basis-Emitter- Unabhängigkeit der Ströme Ik und Ibv ergibt, r*arf .: Spannung des Transistors Ti₆ gleich der Basis-Emitter- somit die Anzahl der Zählstufen bzw, die Anzahl der Spannung der T/'änsistoren TV Und die Basis-Emitter^ S Blöcke 1, deren zugeordnete Transistoren Tk Und TV Spannung des Transistors T_n gleich der Basis-Emitter- Von einer gemeinsamen Referenzspannungsquelle 3 Spannung der Transistoren Tk ist, müssen auf Grund bzw, Von gemeinsamen Referenzspannungsqüellen 3d ₍ der besagten Identität von Ti₆ Und Tv auch die Und3i versorgt werden könhetk, bei dem Ausführungsf Kollektorströme der Transistoren Tv gleich dem beispiel in F i g. 6 um den Faktor (<\τ_ν 4 2) größer * Kollektorstrom des Transistors T₁₀ und die Kollek- io als bei den Ausführungsbeispielen in den F i g. 4 und torströme der Transistoren Tu gleich dem Kollek- 5 sein. Neben diesen beachtlichen Vorteilen hat das jM tofstrom des Transistors T₁₁ sein, und die Kollektor- Ausführungsbeispiel in F i g. 6 gegenüber den Ausströme der Transistoren Ti₀ und T₁₁ sind, wenn man führungsbeispielen in den F i g. 4 und 5 jedoch auch , die Basisströme des Transistors T₁₀ und der Tran- einen Nachteil, nämlich den, daß das Verhältnis der } sistoren Tv vernachlässigen kann, gleich dem über den 15 Ströme Ibv und Ik zueinander bei dem Ausführungs-, Widerstand R zugeführten Strom und somit praktisch beispiel in F i g. 6 im Gegensatz zu den Ausführungs-' unabhängig von der Temperatur konstant. Genau ge- beispielen in den F i g. 4 und 5 nicht frei wählbar, nommen sind über den Widerstand R in F ί g. 6 die sondern durch die Stromverstärkungen ktk und «ϊ> ι gewünschten Kollektorströme Ibv und Ik der Tran- der Transistoren Tk und Tv fest vorgegeben ist.

sistoren Tv und Tk und zusätzlich die Summe samt- ao Ergänzend ist zu den F i g. 4 bis 6 noch zu be-

licher Basisströme der Transistoren Tv sowie des merken, daß in jeder einzelnen dieser Figuren auch

Trausistors Ti₀, bei« Transistoren Tv also das (« 4- I)- mehrere Multivibratorteile 1 vorgesehen sein können,

fache des Basisstromes der Transistoren TV bzw. das die z. B. zu einer Zählkette zusammengeschaltet sein

/ „ _ii \ können. Der Block 2 enthält dann für jeden Block 1

I Wache as einen Satz von zwei Transistoren Tv und zwei Tran-

\t*Tv 4- 1 / sistoren Tk in der gleichen Schaltung wie in der be-

des Emitterstromes der Transistoren Tv bzw. das treffenden Figur angegeben. Bis zu einer gewissen

■ ί η + 1 \ Anzahl von weiteren Blöcken 1 bzw. von Zählstufen

; I - Wache einer Zählkette können die zugeordneten Transistoren

; \o(T_K(ocTv 4-1)/ 30 Tv und Tk aus der bzw. den in der betreffenden Figur

' des Kollektorstromes /κ der Transistoren Tk, zuzu- dargestellten Referenzspannungsquellen versorgt wer-

ΐ führen. Da ferner Ibv bei dem Ausführungsbeispiel in den.

F i g. 6 gleich In F i g. 7 ist als Beispiel einer eine Mehrzahl von

'·. _aTv Multivibratorteilen 1 enthaltenden Schaltungsanord-

v Jk " 35 ming nach der Erfindung eine Zählkette dargestellt,

; «Ttf{«2V 4- 1) die aus insgesamt vier integrierten Schaltkreisen be-

ist, ist dementsprechend der Widerstand R bei dem steht. Von diesen vier integrierten Schaltkreisen ent-

Ausführungsbeispie'i in F ί g. 6 so zu bemessen, daß halten drei je eine Referenzspannungsquelle 3 wie in

F i g. 6, einen Konstantstromquellenblock 2 wie in

R ■ I_K (l + -_ -] " 1 40 F i g. 6 und drei Multivibratorteile 1 wie in F i g. 6

\ cxtk Λτκ(^Λτν+ I)/ bzw. 2. Die in den drei integrierten Schaltkreisen ent-

_ τ- _(τι λ. η \ haltenen neun biitabilen Multivibratoren sind, wie in

— - K. BEi₀-T BS11) Fig. 7 ersichtlich, zu einer Zählkette zusammenge-

- ist, wenn mit U- die Batteriespannung, mit (Ubeu+ schaltet, deren Eingang der Eingang E des ersten bi- Ubeh) die an den Transistoren Ti₀ und T₁₁ liegenden 45 stabilen Miltivibratc-r; und deren Ausgang der Aus-Basis-Emitter-Spannungen bzw. die gewünschte Re- gang A des letzten bistabilen Multivibrators der Kette ferenzspannung bei Normaltemperatur, mit ατκ die ist

Stromverstärkung der Transistoren Tr beim Kollek- Die konstanten Ströme, mit denen die Referenz-

^ä-törstrom Ik und mit «Tv die Stromverstärkung der Spannungsquellen 3 beschickt werden und die bei den

Transistoren Tv beim Kollektorstrom IBy bezeichnet 5°' Äusführungsbeispielen in den F i g. 4 bis 6 über

sind. ohmsche Widerstände direkt aus der Stromversor-

ä- Das Ausführungsbeispiel in F i g. 6 hat gegenüber gungsquelle entnommen werden, werden bei der Zähl-

den Ausführungsbeispielen in den F i g. 4 und 5 den kette in F i g. 7 von Konstantstromquellen geliefert,

Vorteil, daß erstens nur noch ein ohmscher Wider- die aus jeweils einem Transistor Tr bestehen, dessen

stand für eine aus Multivibratoren entsprechend dem 55 Leitungstyp der gleiche wie der Leitungstyp der in den

Block 1 zusammengesetzte Zählkette benötigt wird Multivibratorteilen 1 enthaltenen Transistoren ist und

und daß zweitens die Anzahl der Zählstufen dieser der kollektorseitig den betreffenden konstanten Strom

Zählkette bei vorausgesetzt gleich guter Temperatur- liefert. Die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren Tr

Γ Unabhängigkeit der Ströme Ik und IBy wesentlich größer sind parallel zueinander geschaltet und an eine gemein-

als bei den Ausführungsbeispielen in den F i g. 4 «> same Referenzspannungsqueile 5 angeschlossen, die

_r und 5 sein darf, letzteres deswegen, weil bei dem Aus- aus einem über den Widerstand R mit einem kon-

'< iührungsbeispiel in F i g. 6 das Verhältnis der Summe stanten Strom beschickten temperaturabhängigen Wi-

f der über den Widerstand R fließenden Basisströme derstand besteht. Der temperaturabhängige Wider-

^fi zum Gesamtstrom des Widerstandes R für eine be- stand wird von einem mit den Transistoren R iden·

ί stimmte Anzahl π von Transistoren Tv bzw. Tk we- 65 tischen Transistor T_lt gebildet, dessen Emitter der

ί sentlich kleiner als das entsprechende Verhältnis bei einen Pol und dessen zusammengeschaltete Kollektor

" den Äusführungsbeispielen in den F i g. 4 und 5 für und Basis-Elektroden defi anderen Pol des temperatur

fi die gleiche Anzahl η von Transistoren TV bzw. Tk ist, abhängigen Widerstandes bilden. Die Wirkungsweisi

2211

dieser im Block 4 zusammengefaßten Konstantstromquellen in Verbindung mit der Referenzspannuingsquelle 5 sowie dem Strömzuführungswiderstähd Ii ist die gleiche wie die oben im Zusammenhang liiit der F i g. 4 erörterte Wirkungsweise der Von den Tiransistofen Tv gebildeten Konstantstromquellen in Verbindung mit der Referehzspännüngsquelle3a sowie dem Stromzuführungswiderstand A₁, Eine nochmalige ■ähere Erläuterung der Wirkungsv/eise der Blöcke 4 Und 5 in F i g. 7 erübrigt sich daher.

Die Zählkette in F i g. 7 zeichnet sich durch eine tußerordentlich große Temperaturstabilität aus, Was ■um großen Teil darauf zurückzuführen ist, daß die einzelnen Referenzspannungsquellen 3 nur sehr gering, •ämlich nur mit den Basisströmen von jeweils sechs Transistoren Tv belastet sind, so daß über weite Temperaturbereiche Konstanz der den Multitibrak Meilen 1 zugeführten Ströme Ικν und Ib_v erzielt Wird. Es wird in diesem Zusammenhang auf die Auslührungen zur F i g. 6 verwiesen, wonach für eine ao »och relativ gute Temperaturunabhängigkeit di:eser Ströme eine große Anzahl von Zählstufen von einer Referenzspannungsquelle aus versorgt werden kann. Umgekehrt ist dann bei einer relativ kleinen Anzahl von Zählstufen, die von einer Referenzspannungsquelle versorgt werden, ü'<e Temperaturunabhängigkeit entsprechend besser.

Des weiteren zeichnet sich die Zählkette in F i g. 7 dadurch aus, daß sie nur einen einzigen ohmschen Widerstand enthält, der im vorliegenden Fall mit den Transistoren Tr und dem Transistor T₁₂ zu einem integrierten Schaltkreis zusammengefaßt ist.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Bistabiler Multivibrator, insbesondere für integrierte Schaltkreise, der mit zwei Schaltstufen und je einem Schalt- und einem Steuertransistor gleichen Leitungstyps mit zueinander parallelgeschalteten Kollektor-Emitter-Strecken in jeder Schaltstufe versehen ist unJ bei dem die Basis des Steuertransistors jeder der beiden Schaltstul'en über jeweils ein kapazitives Glied mit einem gemeinsamen Fortschalteingang des Multivibrators verbunden und die Basis des Schalttransistors jeder der beiden .Schaltstufen direkt mit den Kollektoren des Schalt- und des Steuertransistors der jeweils anderen Schaltstufe gekoppelt ist und bei dem die Kollektoren des Schalt- und des Steuertransistors einer der beiden Schaltstufen mit einem Signalausgang des Multivibrators verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltstufen des Multivibrators je einen mit wenigstens näherungsweise konstantem Basisitrom (Ia) gespeisten Vortransistor (T₅, Γ_β) aufweisen, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen Basis und Kollektor des Steuerstransistors (T₃; J₄) der betreffenden Schaltstufe geschaltet ist und dessen Leitungstyp der gleiche wie der Leitungstyp des Steuertransistors (T₃, T₄) in der gleichen Schaltstufe ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schaltstufe des bzw. der Multivibratoren der Kollektor des Vortransistors (T_s, T₈) an den Kollektor öes Steuertransistors (T₃, T₄) der betreffenden Schaltstufe und der Emitter des Vortransistors an die Basis

■ des Steuertransistors der betreffenden Schaitstufe angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als kapazitive Glieder zwischen dem gemeinsamen Fortsehalteingang (E) des Multivibrators Und den Basiselektroden der Steüertransistoren (T₃, T₄) der beiden Schaltstufen des Multivibrators Dioden (C) vorgesehen sind,

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schaltstufe des bzw. der Multivibratoren die Basis des Vortransistors (T₅, T₉) an eine Konstantstromquelle angeschlossen ist, die als stromkonstanthaltendes Element einen Transistor (Tv) von zum Leitungstyp des Vortransistors komplementärem Leitungstyp enthält, an dessen Basis-Emitter-Strecke eine den Strom in seinem Kollektor-Emitter-Stromkreis mindestens annähernd konstant haltende Referenzspannung liegt und an dessen Kollektor die Basis des Vortransistors angeschlossen ist (F i g. 4 bis 6).

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schaltstufe des bzw. der Multivibratoren die Basis des Vortransistors (T₅, T_e) über einen ohmschen Widerstand (Ry) an die Stromversorgungsquelle der Schaltungsanordnung angeschlossen ist (F i g. 2).

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schaltstufe des bzw. der Multivibratoren die miteinander verbundenen Kollektoren des Schalt- (T₁, T₂) und des Steuertransistors (T₃, T₄) an eine Konstantstromquelle angeschlossen sind, die als stromkonstanthaltendes Element einen Transistor (Tk) von zum Leitungstyp des Schalt- und des Steuertransistors komplementären Leitungstyp enthält, an dessen Basis-Emitter-Strecke eine den Strom in seinem Kollektor-Emitter-Stromkreis mindestens annähernd konstanthaltende Referenzspannung liegt und an dessen Kollektor die miteinander verbundenen Kollekt *ven des Schalt- und des Steuertransistors angeschlossen sind (F i s. 4 bis 6).

1. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schaltstufe des bzw. der Multivibratoren die miteinander verbundenen Kollektoren des cehalt (T₁, T₂) und des Steuertransistors (T₃, T₄) übei einen ohmschen Widerstand (Rk) an die Stromyersorgungsquelle der Schaltungsanordnung an geschlossen sind (F i g. 2).

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen < und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Basis ströme der Vortransistoren (T₅, T_a) liefernder Konstantstromquellen; jeweils einen geringerei Strom als die Konstantstromquellen liefern, ai die die Kollektoren der Schalt- (T₁, T₂) und Steuer transistoren (T₃, T₄) angeschlossen sind (Fig.. bis 6).

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß die Basis-Emittei Strecken der Transistoren (Tv), aaderenKoUektore die Basiselektroden der Vortransistoren (Γ₅, Τ; angeschlossen sind, zueinander parallel geschalt« sind und daß die Basis-Emitter-Strecken der Trat sistoren (Tk), an leren Kollektoren die Kollektore der Schalt- CT₁₁T₂) und Steuertransistoren (T₃, T angeschlossen sind, ebenfalls zueinander parael " geschaltet sind (F i g. 4 und S).

211

008

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d^ß die zueinander parallelgeschalteten Basis-Emitter-Strecken der. Transistoren (7», an deren Kollektoren die Kollektoren der Schalt- (T₁, T₅) und Steuertransistoren (T₃, T₁) s angeschlossen sind, direkt an eine Referenzspannungsquelle (3) und die zueinander parallelgeschalteten Basis-Emitter-Strecken der Transistoren (Ty), an deren Kollektoren die Basiselektroden der Vortransistoren (T₅, T₆) angeschlossen sind, über einen gemeinsamen Emitterwiderstand (P-Ey) an die gleiche Referenzspannungsquelle (3) angeschlossen sind, und daß als Referenzspannungsquelle ein mit einem mindestens annähernd konstanten Referenzstrom beschickter temperaturabhäng'ger Widerstand vorgesehen ist, vorzugsweise ε·η Transistor (T_t) gleichen LeitungE-t >ps wie dem der stromkonstanthaltende Elemente bildenden Transistoren (Ty, T_K), dessen Emitterelektrode den einen Pol und dessen zusammengeschaltete Kollektor- und Basis-Elektroden den anderen Pol des temperaturabhängigen Widerstandes bilden (F i g. 5).

11. S- haltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander parallelschalteten Basis-Emitter-Strecken der Transistoren (Tk), an deren Kollektoren die Kollektoren der Schalt- (T₁, T₂) und Steuertransistoren (T₃, T₁) angeschlossen sind, an eine Referenzspannungsquelle (3b) und die zueinander parallelgeschalteten Basis-Emitter-Strecken der Transistoren (Ty), an deren Kollektoren die Basiselektroden der Vortransistoren (T₅, T₆) angeschlossen sind, an eine weitere gesonderte Referenzspannungsquelle (3α) angeschlossen sind und daß als Referenzspannungsquelle jeweils ein mit einem mindestens annähernd konstanten Referenzstrom beschickter temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen ist, vorzugsweise ein Transistor (7"_e, T₇) gleichen Leitungstyps wie die die stromkonstanthaltende Elemente bildenden Transistoren (Tu, Ty), dessen Emitterelektrode den einen Pol und dessen zusammengeschaltete Kollektor- und Basis-Elektroden den anderen Pol des temperaturabhängigen Widerstandes bilden (F i g. 4).

12. Schallungsanordnung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Basis-Lmitter-Strecke des mit seinem Kollektor an die Bash eines, der Vortransjstorcn (T₆, 7¹,) angeschlossenen Transistors (Ty) und die Basis-Emitter-Strecke des mit seinem Kollektor an die Kollek- - toren der zur gleichen Schaltstufe wie dieser Vor-.' transistor gehörenden Schalt- (7"„ T₂) und Steuertransistoren (T₃, T₁) angeschlossenen Ti?nsistors (Tk) in Reihe geschaltet sind und daß die den verschiedenen Schaltstufen des bzw. der Multivibratoren zugeordneten Reihenschaltungen der Basis-Emitter-Strecken an eine gemeinsame Referenzspannungsquelle (3) angeschlossen sind und daß als gemeinsame Referenzspannungsquelle ein mit einem mindestens annähernd konstanten Referenzstrom beschickter temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen ist, der jeweils von zwei Transistoren (T₁₀, T₁₁) gleichen Leitungstyps wie die die stromkonstanthaltende Elemente bildenden Transistoren (Tk, Ty) gebildet ist, deren Basis-Emitter-Strecken hintereinandergeschaltet sind und deien an derr. einen Ende dieser Hintereinanderschaltung liegende Emitterelektrode den einen Pol und deren an dem anderen Ende dieser Hintereinanderschaltung liegende Basiselektrode zusammen mit der Kol!"ktorelektrode des mit seinem Emitter das eine Ende der Hintereinanderschaltung bildenden Transistors (T₁₁) den anderen Pol des temperaturabhängigen Widerstandes bilden, und daß die Kollektorelektrode des mit seiner Basiselektrode das andere Ende der Hintereinanderschaltung bildenden Transistors (T₁₀) vorzugsweise ebenfalls an den genannten anderen Pol angeschlossen ist (F i g. 6).

13. Impulsfrequenzumsetzer bzw. Zählkette mit einer Mehrzahl von bistabilen Multivibratoren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Mehrzahl von bistabilen Multivibratoren (1), die zu einem Impulsfrequenzuntersetzer bzw. zu einer Zählkette zusammengeschaltet sind, wobei mindestens ein Teil der den Impulsfrequenzuntersetzer bzw. die Zählkette bildenden bistabilen Multivibratoren mit Vortransistoren (T₆, T_e) in ihren einzelnen Schaltstufen versehen ist und diese mit Vortransistoren versehenen bistabilen Multivibratoren (1) in ununterbrochener Folge vom Eingang des Impulsfrequenzuntersetzers bzw. der Zählkette bis zu einer bestimmten Untersetzer- bzw. Zählstufe angeordnet sind (F i g. 7).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen