DE2108101C3

DE2108101C3 - Schalterstromkreis

Info

Publication number: DE2108101C3
Application number: DE2108101A
Authority: DE
Inventors: Susumu Tokio Takahashi
Original assignee: Sansui Electric Co Ltd
Current assignee: Sansui Electric Co Ltd
Priority date: 1970-02-20
Filing date: 1971-02-19
Publication date: 1975-11-13
Also published as: US3678297A; JPS5040507B1; DE2108101B2; DE2108101A1; GB1330724A

Description

ändert. Aufgabe der Erfindung ist es daher, mit geringem

45 Kostenaufwand einen einfachen Schaltkreis mit einem Feldeffekt-Transistor zu schaffen, mit welchem die Zuführung von großen Spannungssignalen geschaltet werden kann, ohne eine Deformation der Ausgangssignale zu verursachen.

5° Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schalterstrom-

Die Erfindung betrifft einen Schalterstromkreis mit kreis mit einem Feldeffekt-Transistor gemäß dem •inem Feldeffekt-Transistor gemäß dem Oberbegriff Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, 4es Anspruchs 1. daß der Gleichstromkreis so ausgelegt ist, daß er eine

Bei einem FM-Empfangsgerät entstehen beispiels- bestimmte Potentialdifferenz zwischen Source und weise beim Verstimmen im allgemeinen starke Gc- 55 Gate sowie zwischen Drain und Gate des Feldeffektfäusche, was für den Benutzer beim Auswählen eines Transistors unter Verwendung des inneren Dioden-Rundfunksenders unangenehm ist. Beim Verstimmen stromes des Feldeffekt-Transistors oder eines bezügsollte daher der Ausgang eines Niederfrequenz- oder Hch des Feldeffekt-Transistors äußeren Diodenstro· Mittelfrequenz-Verstärkerkreis abgeschaltet werden, mes aufrechterhält.

indem ein Schalterstromkreis mit diesem Verstärker- 60 Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erkreis verbunden wird, so daß das Auftreten von Ge- findung ist der Feldeffekt-Transistor ein Sperrschichträuschen verhindert wird. Eine derartige Schaltung Transistor, und der Gatestrom fließt in Vorwärtswird im allgemeinen Geräuschsperre genannt. richtung durch die Diodensperrschichten, die durch Bei den bekannten Geräuschsperren, bei denen ein das Gate mit Source und Drain dieses Transistors ge-Feldeffekt-Transistor (FET) als Schalterelement für 65 bildet werden, so daß das Gatepotential sich mit dem diesen Verstärkerkreis verwendet wurde, wurde das von Source und Drain ändert. Ferner kann gemäß Gate-Potential in bezug auf das Erdpotential kon- einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stant gehalten, wenn der FET leitend gemacht wurde. der Feldeffekt-Transistor ein Metalloxidhalbleiter-

Feldeffekt-Transistor sein, und in dem Gleichstromkreis kann eine Diode in wenigstens >;inem der Abschnitte, die durch das Gate mit Source und Drain gebildet werden, mit einer solchen Polarität geschaltet sein, daß sie entsprechend dem Zustand des Transistors zu- oder aufgemacht wird.

Im Unterschied zu dem Stand der Technik ir Form der DT-AS 12 83 276 ist durch den Diodenstrom des Schalttransistors oder durch den Strom durch eine der Dioden die Potentialdifferenz zwischen Source und Gate in leitendem Zustand nahezu beseitigt. Die Gate-Spannung des Transistors kann auch um die Potentialdifferenz in Vorwärtsrichtung der Diode gegenüber der Source-Spannung positiv gemacht werden. Der Innenwiderstand des Transistors wird daher äußerst klein, wodurch das Verhältnis des Widerstandes in nichtleitendem Zustand und in leitendem Zustand ansteigt. Dadurch sind Änderungen des Innenwiderstandes des FETs in dessen leitendem Zustand verhindert und die Übertragung großer Spannungssignale ohne Deformation des Ausgangssignais ermöglicht.

Im folgenden sollen als Beispiel bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, wobei

Fig. 1 eine Geräuschsperrschaltung nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, die einen Sperrschicht-FET verwendet,

Fig. 2 eine Geräuschsperrschaltung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt, die einen MOSFET verwendet.

In F i g. 1 ist die Source 5 eines η-leitenden Sperrschicht-FET 1 a mit einem Signaleingangsanschluß 3 über einen Kondensator 2 verbunden, und ihr Drain D ist über einen Kondensator 4 mit einem Signalausgangsanschluß S verbunden. Zwischen den Anschlüssen T_B( + ) und Tβ einer Gleichspannungsquelle ist eine Spannungsteilerschaltung aus Widerständen R₃ und A₄ vorgesehen. Der Spannungsteilerpunkt 6 dieser Schaltung ist mit der Source S über einen Widerstand R₁ und mit der Drain D über einen Widerstand R₂ verbunden. Parallel zu einem Widerstand R₄ ist ein Kondensator 7 geschaltet. Das Gate G des FET ist mit dem Abschluß T_B der Gieichspannungsquelle über einen Widerstand R₅ verbunder. Es ist eine getrennte Spannungsteiler-Schaltung aus Widerständen R₇ und R₈ mit einem als V_F bezeichneten Spannungsabfall im Widerstand R₈ vorgesehen. Der Kollektor eines Transistors 8 ist mit dem Gate G, der Emitter mit einem Anschluß 9 des Widerstands R₈ und die Basis über einen Widerstand R₆ mit einem Steuersignal-Eingangsanschluß 10 verbunden. Die Spannung der Steuersignale, die zwischen den Anschluß 10 und dem Anschluß T₈' der Gieichspannungsquelle zugeführt werden, ist mit V_c bezeichnet.

Gemäß der genannten Anordnung hat das Gate G ein höheres Potential als die Source 5 und das Drain D, so daß geringe Ströme in Vorwärtsrichtung durch die Diodensperrschichten fließen, die durch das Gate G mit der Source S und dem Drain G gebildet werden, um den Abschnitt zwischen Source $ und Drain D leitend zu machen. Dementsprechend werden Signale, die dem Signaleingangsanschluß 3 zugeführt werden, zum Signalausgangsanschluß 5 geleitet. Andererseits ist das Ein- odtr Ausschalten des Transistors 8 durch eine Spannungsdifferenz zwischen der konstanten Spannung V_E und der Spannung V_c der Steuersignale bestimmt. Der Transistor 8 wird

ίο nämlich eingeschaltet oder leitend gemacht, falls V_c > V_E und ausgeschaltet oder nichtleitend gemacht, falls Vq < V_E ist. Wenn der Transistor 8 eingeschaltet wird, fällt das Potential des Gates G ungefähr auf die niedrige Höhe von V_E, um den FET 1 a zuzumachen, so daß kein Signal vom Signaleingangsanschluß 3 zum Signalausgangsanschluß 5 des Geräuschsperrkreises übertragen werden kann. Wenn dagegen der Transistor 8 zugemacht wird, steigt das Potential des Gates G wieder, so daß ein Strom in

ao Vorwärtsrichtung durch die Diodensperrschichten fließt, wodurch eine Potentialdifferenz zwischen Source S und Gate G und auch zwischen Drain D und Gate G von einer bestimmten Höhe aufrecht erhalten wird. Das Potential des Gates G ändert sich nämlich mit denen von Source S und Drain D. Dementsprechend tritt keine Änderung im Innenwiderstand des FET auf, so daß Signale von großer Höhe ohne Deformation durch den FET laufen können.
Wenn der Geräuschsperrkreis einen MOSFET 1 b einschließt, wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist es nur nötig, eine Diode D₁ zwischen Source S und Gate G oder eine Diode D, zwischen Drain D und Gate G zu schalten oder beide Arten von Schaltungen zu verwenden. In diesem Fall haben die Dioden D₁ und D„ eine Wirkung, die der der Diodensperrschichten des obengenannten Sperrschicht-FET äquivalent ist. Wenn der FET Ib nämlich leitend gemacht wird, fließt ein Strom in Vorwärtsrichtung durch die Diode Dj oder D₂, so daß sich das Potential des Gates G

mit denen von Source 5 und Drain G ändert. Wenn der FET eingeschaltet ist, zeigen die Potentiale von Source S und Drain G einen äußerst geringen Unterschied, so daß die Schaltung mit einer der beiden Dioden D₁ und D₂ die erfindungsgemäße Aufgabe erfüllt.

Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt, ,sondern kann in verschiedenen Abwandlungen ausgeführt werden. Während sie mit einem η-leitenden FET beschrieben wurde, kann auch ein p-leitender FET verwendet werden, wenn dem FET eine Spannung mit umgekehrter Polarität wie in dem beschriebenen Fall zugeführt wird. Die oben beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf den Fall, wo der erfindungs- gemäße Schalterkreis als Geräuschsperrkreis in einem Empfängergerät verwendet wird, um das Auftreten von Geräuschen in diesem zu verhindern, aber die Schaltung kann auch allgemein als elektronischer Schalterkreis verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Wenn daher die Spannung zwischen Source und Patentansprüche- Drain des ^1* sich entsPrecliend dem Spannungs- v ' wert des Signals, das an einen Ausgangsanschluß

1. Schalterstromkreis mit einem Feldeffekt- übertragen werden soll, ändert ändert sich natürlich Transistor, dessen Source und Drain in Reihe mit 5 die Spannung zwischen Gate und SourctDas bedeueinem Signalkreis geschaltet sind, um diesen tet, daß sich der Innenwiderstand des FETs ändert, durch Steuerung des Gate-Potentials zu schalten, was es unmöglich macht, große Spannungssignale zu mit einem Gleichstromkreis zum Anlegen einer verarbeiten. Wenn spater Signale unter derartigen geeigneten Spannung an Source, Drain und Gate Bedingungen durch den FbT laufen, hat dies sehr des Transistors für dessen Betrieb und mit einer io leicht eine Deformation des Ausgangssignals zur Einrichtung zum Schalten des Transistors durch Folge. „,„„,~^. _c

Ändern seines Gate-Potentials entsprechend Aus der DT-AS 12 83 276 ist ferner eine Schal-

Steuersignalen, um den Signalkreis zu schalten, tungsanordnung zum Schalten von Analogsignalen dadurch gekennzeichnet, daß der Gleich- bekannt, bei welcher die Gate-Spannung eines Stromkreis so ausgelegt ist, daß er eine bestimmte 15 Schaltfeldeffekt-Transistors dem Potential des Ein-Potentialdifferenz zwischen Source und Gate so- gangssignals folgen kann, um Ausgangssignale zu erwie zwischen Drain und Gate des Feldeffekt- halten, die frei von jeder Deformation sind. Bei die-Transistors unter Verwendung des inneren ser bekannten Schaltungsanordnung sind jedoch zwei Diodenstromes des Feldeffekt-Transistors oder Feldeffekt-Transistoren erforderlich, von denen der eines bezüglich des Feldeffekt-Transistors äuße- ao eine ein Feldeffekt-Transistor eines P-Kanaltyps und ren Diodenstromes aufrechterhält. daher sehr teuer ist. Darüber hinaus ist die Wahl des

2. Schalterstromkreis nach Anspruch 1, da- Feldeffekt-Transistors dadurch beschränkt, daß er durch gekennzeichnet, daß der Feldeffekt-Tran- eine ausreichend geringe Abschnürspannung aufweisistor ein Sperrschicht-Transistor ist und der sen muß, damit der ihm nachgeschaltete Schalttransi-Gatestrom in Vorwärtsrichtung durch die Dioden- »5 stör in einen ausreichend leitenden Zustand gebracht sperrschichten fließt, die durch das Gate mit werden kann. Ferner muß zwischen Gate und Source Source und Drain dieses Transistors gebildet wer- des Feldeffekt-Transistors eine Vorspannung aufgeden, so daß das Gatepotential sich mit dem von baut werden, die dann an Source und Gate des nach-Source und Drain ändert. geordneten Schalttransistors anliegt. Um diese Span-

3. Schalterstromkreis nach Anspruch 1, da- 30 nung zu beseitigen, muß dann entweder ein Schaltdurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekt-Tran- feldeffekt-Transistor verwendet werden, der eine aussistor ein Metalloxydhalbleiter-Feldeffekt-Transi- reichend geringe Abschnürspannung aufweist, oder stör ist, und daß in dem Gleichstromkreis eine der Wert eines Widerstandes muß so gewählt werden, Diode in wenigstens einem der Abschnitte, die daß zwischen Source und Drain ein starker Strom durch das Gate mit Source und Drain gebildet 35 fließt, wodurch wiederum die Vorspannung zwischen werden, mit einer solchen Polarität geschaltet ist. Gate und Source nahezu beseitigt wird. Dies führt jedaß sie zugemacht wird, wenn dieser Transistor doch zu einem überflüssigen Stromfluß. Wenn nämim nichtleitenden Zustand ist, und daß sie auf- lieh die Potentialdifferenz zwischen Source und Gate gemacht wird, wenn dieser Transistor im leiten- des Schalttransistors nicht ausreichend klein ist, kann den Zustand ist, wodurch sich das Gatepotential 40 der Innenwiderstand dieses Schalttransistors nicht durch den Strom, der in Vorwärtsrichtung durch ausreichend klein gemacht werden, so daß kein zudie Diode fließt, wenn dieser Transistor leitend friedenstellender, leitender Zustand beim Schalten erist, mit dem Potential von Source und Drain zielt werden kann.