DE2518321C3

DE2518321C3 - Current-operated OR gate

Info

Publication number: DE2518321C3
Application number: DE19752518321
Authority: DE
Inventors: Adel Abdel Aziz Annandale N.J. Ahmed (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1978-02-23

Description

Die Erfindung betrifft ein strombetriebenes ODER-Glied nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a current-operated OR element according to the preamble of claim 1.

Mit »Inklusiv-ODER-Glied« oder kurz »ODER-Glied« wird gemäß geltender Übereinkunft ein Verknüpfungsglied bezeichnet, dessen Ausgangssignal den Zustand »hoch« hat, wenn irgendeines seiner Eingangssignale »hoch« ist, und dessen Ausgangssignal den Zustand »niedrig« dann und nur dann hat, wenn alle Eingangssignale des Gliedes »niedrig« sind. Häufig werden die beiden Zustände »hoch« und »niedrig« auch mit den Binärziffern »1« bzw. »0« bezeichnet. Es sind ODER-Glieder bekannt, bei denen die Zustände »niedrig« und »hoch« der Eingangs- und Ausgangssignale jeweils durch Spannungswerte definiert sind. Glieder dieser bekannten Bauart sind aber für manche Zwecke ungeeignet. Beispielsweise lassen sie sich in Fernsprechanlagen mit sogenannter »Crosspoint«- Technik schlecht einsetzen, da sich ihr Strombedarf mit der Betriebsspannung ändert, während es erwünscht ist, daß der Gesamtstrombedarf von Crosspoint-Anordnungen in einem Vermittlungsschrank oder einer Telefonzentrale innerhalb ziemlich enger Grenzen gleich bleibt. Hierbei können nämlich Überstrombedingungen als Indiz für eine Störung des Systems gefühlt werden, und auf solche Bedingungen ansprechende Schutzschaltungen können dann einer weitergehenden Beschädigung der Anlage vorbeugen. Gleichzeitig ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Kompaktheit der Anlage sehr günstig, wenn man auf eine Regelung der den verschiedenen Teilen der Anlage zugeführten Betriebsspannungen verzichten kann, obwohl die Betriebsspannungen in einer Fernsprechvermittlungsanlage Schwankungen unterworfen sind, da nicht genau festgelegt werden kann, welche Betriebsströme die Versorgungseinheiten zu liefern haben. Unter normalen Betriebsbedingungen werden die Versorgungsspannungen aus dem Wechselspannungsnetz abgeleitet, indem die Netzspannung transformiert, gleichgerichtet und geglättet wird. In Notfällen, d. h. wenn das Netz ausfällt, werden die Versorgungsspannungen von Ersatzbatterien geliefert. Wenn die Ersatzbatterien entladen werden, sinken die von ihnen gelieferten Versorgungsspannungen ab. In Fällen, wo die Ersatzbatterien nicht derart mit der normalen Stromversorgung zusammengeschaltet sind, daß sie gleichzeitig mit ihrer kontinuierlichen Ladungserhaltung eine Stabilisierungsfunktion ausüben, besteht die Gefahr einer Änderung der gelieferten Betriebsspannung, wenn die Ersatzbatterien zur Übernahme der Speisung gerufen werden. Diese Umstände machen es wünschenswert, in Fernsprechanlagen strombetriebene anstelle von spannurtgsbetriebenen ODER-Schaltglie-With "inclusive OR element" or "OR element" for short according to the current convention, a logic element is designated, its output signal is "high" when any of its input signals is "high" and its output signal has the state "low" if and only if all input signals of the element are "low". Often the two states "high" and "low" are also denoted by the binary digits "1" and "0", respectively. There are OR gates known in which the states "low" and "high" of the input and output signals are each defined by voltage values. Links of this known type are, however, for some Unsuitable for purposes. For example, they can be used in telephone systems with so-called "Crosspoint" Use technology poorly, as its power requirement changes with the operating voltage, while it is desirable that the total power requirement of crosspoint arrangements in a switch cabinet or a telephone exchange remains the same within fairly narrow limits. This is because overcurrent conditions can be used as An indication of a malfunction in the system is felt, and protective circuits responding to such conditions can then prevent further damage to the system. At the same time it is for reasons the economy, reliability and compactness of the system are very cheap if you rely on a Regulation of the operating voltages supplied to the various parts of the system can be dispensed with, though the operating voltages in a telephone exchange are subject to fluctuations because it cannot be precisely determined which operating currents the supply units have to deliver. Under normal operating conditions, the supply voltages are taken from the AC voltage network derived by transforming, rectifying and smoothing the mains voltage. In emergencies, i. H. if the grid fails, the supply voltages are supplied by replacement batteries. If the If replacement batteries are discharged, the supply voltages they deliver will drop. In cases where the replacement batteries are not connected to the normal power supply in such a way that they exercise a stabilizing function at the same time as their continuous charge retention, the Risk of a change in the supplied operating voltage if the replacement batteries are used to take over the Feed. These circumstances make it desirable to use electricity in telephone systems instead of tension belt-operated OR shift links

dem zu verwenden.to use.

Ein anderer wichtiger Grund zur Verwendung sirombetriebener ODER-Glieder ist auch dann gegeben, wenn ihre Eingangssignale durch Abfühlen der Zustände von Thyristoren gewonnen werden, welche die Crosspoint-Schalter bilden. Da die Ströme zur Aufrechterhaltung der leitenden Zustände der Thyristoren über die Signalleitungen geliefert werden und da die Signalleitungen so wenig wie möglich belastet weruen sollen, ist es praktisch notwendig, hochohmige Fühleinrichtungen zu verwenden. Der hohe Quell- oder Innenwiderstand der auf die ODER-Glieaer arbeitenden Fühleinrichtungen läßt stromgesteuerte Verknüpfungsglieder geeigneter erscheinen als spannungsgesteuerte Schaltungen.Another important reason for using sirom-operated OR gates is also given, when their input signals are obtained by sensing the states of thyristors, which form the crosspoint switches. As the currents to maintain the conductive states of the thyristors are supplied via the signal lines and since the signal lines are loaded as little as possible it is practically necessary to use high-resistance sensing devices. The high source or Internal resistance of those working on the OR glieaer Sensing devices makes current-controlled logic elements appear more suitable than voltage-controlled ones Circuits.

Bei einem Strom-ODER-Glied sind die Zustände »niedrig« (oder 0) und »hoch« (oder 1) der Signale durch Stromwerte und nicht durch Spannungswerte definiert. Bei manchen bekannten Crosspoint-Baugruppen, die in integrierter Schaltungstechnik hergestellt sind, wird die strommäßige ODER-Verknüpfung einfach dadurch realisiert, daß man die Eingangsströme zur Bildung des Ausgangsstroms lediglich summiert. Dies ist jedoch nur so lange möglich, wie die Summe der maximalen jeweils eine »0« darstellenden Eingangsstromwerte wesentlich kleiner ist als das M iiimum des noch als Signalzustand »1« zu betrachtenden Ausgangsstromwerts. Au ierdem hat die bekannte Methode der einfachen Addition von Eingangsströmen zur Bildung der ODER-Verknüpfung den Nachteil, daß der Ausgangsstrom übermäßig groß wird, wenn viele der Eingangsströme den Zustand »hoch« haben. Wenn η die Anzahl der Eingangsströme ist, beträgt also der Ausgangsstrom das /7-fache des für seinen »hohen« Zustand zur Darstellung einer »1« an sich ausreichenden Wertes. Wenn in einem System viele ODER-Glieder benötigt werden, führt ein solch übermäßig hoher Ausgangsstrom zu einer unnötigen Belastung der Speisequellen für die Betriebsleistung.In the case of a current OR gate, the states "low" (or 0) and "high" (or 1) of the signals are defined by current values and not by voltage values. In some known crosspoint assemblies that are manufactured using integrated circuit technology, the current-wise OR link is simply implemented by simply adding up the input currents to form the output current. However, this is only possible as long as the sum of the maximum input current values each representing a “0” is significantly smaller than the maximum of the output current value still to be considered as the signal state “1”. In addition, the known method of simply adding input currents to form the OR operation has the disadvantage that the output current becomes excessively large if many of the input currents are "high". If η is the number of input currents, the output current is / 7 times the value that is sufficient for its "high" state to represent a "1". If many OR gates are required in a system, such an excessively high output current leads to an unnecessary load on the supply sources for the operating power.

Aus der US-PS 33 28 603 ist ein Verknüpfungsglied der eingangs genannten Art bekannt, bei dem eine Konstantstromquelle ständig einen bestimmten Strom liefert, der je nach den Eingangsbedingungen des Verknüpfungsgliedes zu dessen Ausgang gelenkt oder statt dessen von ihm weg gesteuert wird. Ein solches »Stromlenkw-Verknüpfungs-Glied verbraucht also ständig eine beträchtliche Leistung.From US-PS 33 28 603 a link of the type mentioned is known in which a Constant current source constantly supplies a certain current, which depends on the input conditions of the Linking element is directed to its output or instead is controlled away from it. One such »Stromlenkw linkage is constantly consuming a considerable achievement.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Strom-ODER-Glied anzugeben, das bei seinem »niedrigen« Ausgangszustand wesentlich weniger Leistung verbraucht als bei Erzeugung seines Ausgangsstromsignals.The task is therefore to specify a current-OR gate which, in its "low" initial state Consumes significantly less power than when generating its output current signal.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß keine ständig arbeitende Stromquelle erforderlich ist, wei Dei dem bekannten Stromlenk-Verknüpfungsglied. Dank der gesonderten Schwellenfühlschaitung, die für jeden der zum ODER-Glied fließenden Eingangsströme den Binärwert feststellt, kann es ferner den Fall, daß nur eines seiner Eingangssignale eine »1« darstellt, gut unterscheiden von dem Fall, daß alle seine Eingangssignale »0« sind, auch wenn die Summe dieser Signale so groß wie ein einziges !-Eingangssignal ist, was z.B. infolge der die Eingangsströme begleitenden Rauschund Leckströme eintreten kann. Von Vorteil gegenüber einer einfachen Stromaddition ist auch, daß das ODER-Glied den I-Wert seines Ausgangsstromes auf eine gleichmäßige Höhe stabilisieren kann, die unabhängig davon ist, ob die »i« arn Ausgang durch nur eines oder mehrere Eingangssignale vom Wert »1« hervorge rufen wird.The invention has the advantage that no continuously working power source is required, Wei Dei dem known Stromlenk logic element. Thanks to the separate threshold sensing circuit that is available for each of the to the OR gate flowing input currents determines the binary value, it can also be the case that only one of its input signals represents a "1" can be distinguished well from the case that all of its input signals Are »0«, even if the sum of these signals is as large as a single! as a result of the noise and leakage currents accompanying the input currents. An advantage over A simple current addition is also that the OR gate on the I value of its output current can stabilize a uniform height that is independent of which is whether the "i" arn output through just one or several input signals with the value »1« are generated.

Andere Merkmale der Erfindung betreffen eine integrierte Schaltungstechnik, mit der sich ein solches strombetätigtes ODER-Glied realisieren läßt. Von besonderem Interesse ist das Prinzip der dynamischen Vorspannung einer Trennwanne, um die darin befindlichen Komponenten zusätzliche Funktionen erfüllen zu lassen. Dies steht im Gegensatz zur herkömmlichenOther features of the invention relate to integrated circuit technology with which such a current operated OR gate can be realized. The principle of dynamic is of particular interest Pre-tensioning a separating trough in order to fulfill additional functions for the components located therein leave. This is in contrast to the conventional one

ίο Praxis, bei welcher die Trennwanne mit fester Spannung vorgespannt wird. Die Technik der dynamischen Trennwannen-Vorspannung wird angewandt, um eine Diodensteuerschaltung auf kleinem Raum in einer integrierten Schaltung zu realisieren.ίο Practice in which the separating trough with fixed tension is biased. The dynamic septum preload technique is used to provide a Realize diode control circuit in a small space in an integrated circuit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert.The invention is explained below with reference to drawings.

Fig. 1 und 2 sind Schaltbilder strombetriebener ODER-Glieder gemäß der Erfindung;Figures 1 and 2 are circuit diagrams of current operated OR gates in accordance with the invention;

F i g. 3 ist das Schaltbild eines Teils eines Crosspoint-Schalters, der ein erfindungsgemäß ausgebildetes strombetriebenes ODER-Glied enthält;F i g. 3 is the circuit diagram of part of a crosspoint switch, which contains a current-operated OR element designed according to the invention;

F i g. 4, 5 und 6 zeigen in einer Draufsicht und in einer ersten und einer zweiten Schnittansicht einen Teil eines in integrierter Bauweise hergestellten strombetriebenen ODER-Gliedes nach Fig. 3.F i g. 4, 5 and 6 show a part of a in a plan view and in a first and a second sectional view Current-operated OR gate according to FIG. 3 manufactured in an integrated design.

Die Fig. 1 zeigt die Grundschaltung 2 des strombetriebenen ODER-Gliedes. Zwei geschaltete Stromquellen (nicht dargestellt) sind mit den beiden Eingangsklemmen /Ni und IN 2 verbunden. Jede dieser Stromquellen liefert einen Signalstrom, der entweder »niedrig« (Binärzustand 0) ist, wobei die Stromstärke einen Nennwert von 0 Ampere hat, oder der »hoch« (Binärzustand 1) ist, wobei die Stromstärke einen positiven Wert hat, oder der sich im Übergang zwischen den beiden vorerwähnten Zuständen befindet. Der Quell- oder Innenwiderstand jeder dieser Stromquellen ist mindestens genauso groß wie der Eingangswiderstand des ODER-Gliedes, auf den die Stromquellen arbeiten. Die »gemeinsame Klemme« (in der Zeichnung mit G bezeichnet) ist mit einem Punkt festen Potentials verbunden, der im folgenden mit »Masse« bezeichnet wird. Die Ausgangsklemme A ist mit einer (nicht dargestellten) Last verbunden, die einen Gleichstromweg zu einem Betriebspotential bildet, welches die Kollektor-Basis-Übergänge von Transistoren 12 und 22 in Sperrrichtung gespannt hält.Fig. 1 shows the basic circuit 2 of the current-operated OR gate. Two switched current sources (not shown) are connected to the two input terminals / Ni and IN 2 . Each of these current sources supplies a signal current that is either "low" (binary state 0), where the current strength has a nominal value of 0 amperes, or is "high" (binary state 1), where the current strength has a positive value, or which is is in the transition between the two aforementioned states. The source or internal resistance of each of these current sources is at least as great as the input resistance of the OR gate on which the current sources work. The "common terminal" (denoted by G in the drawing) is connected to a point of fixed potential, which is referred to in the following as "ground". The output terminal A is connected to a load (not shown) which forms a direct current path to an operating potential which keeps the collector-base junctions of transistors 12 and 22 taut in the reverse direction.

Jeder der Transistoren 12 und 22 wirkt im wesentlichen wie ein Schalter. Die in ihrer Leitfähigkeit steuerbare Strecke zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter ist nichtleitend, d. h. gesperrt, wenn die Basis des betreffenden Transistors von der mit ihr verbundenen Eingangsklemme einen »niedrigen« Strom vom Wert 0 empfängt. Die besagte Strecke ist leitend, wenn die Basis des betreffenden Transistors von der zugehörigen Eingangsklemme einen Strom mit höherem Wert empfängt, der eine 1 darstellt.Each of the transistors 12 and 22 acts essentially like a switch. The ones in their conductivity controllable path between its collector and its emitter is non-conductive, i. H. locked when the Base of the transistor concerned receives a "low" current from the input terminal connected to it receives the value 0. Said path is conductive when the base of the transistor in question is from the associated input terminal receives a current with a higher value that represents a 1.

Wenn beide Eingangsklemmen INi und IN2 jeweils einen Strom vom Nennwert 0 Ampere empfangen, dann reichen die daraufhin an den Widerständen 11 und 21 abfallenden Spannungen nicht aus, die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren 12 und 22 in Durchlaßrichtung vorzuspannen. Die Widerstände 11 und 21 halten die Basen der Transistoren 12 und 22 auf Massepotential. Der Widerstand 3 hält die Emitter der Transistoren 11 und 21 auf Massepotential. Bekanntlich leitet ein Transistor nicht, wenn die an seinen Basis-Emitter-Übergang gelegte Spannung in Durchlaßrichtung nichtIf both input terminals INi and IN2 each receive a current of nominal value 0 amperes, then the voltages which then drop across resistors 11 and 21 are insufficient to forward-bias the base-emitter junctions of transistors 12 and 22. The resistors 11 and 21 hold the bases of the transistors 12 and 22 at ground potential. The resistor 3 holds the emitters of the transistors 11 and 21 at ground potential. As is well known, a transistor does not conduct if the voltage applied to its base-emitter junction is not in the forward direction

Volt für Siliziumelemente). Da weder der Transistor 12 noch der Transistor 22 einen Kollektorstrom aus der Ausgangsklemme A zieht, liegt der Ausgangsstrom im wesentlichen beim Nullwert. Das heißt, der Ausgangsstrom ist »niedrig«, d. h., er hat den Zustand 0.Volts for silicon elements). Since neither transistor 12 nor transistor 22 draws a collector current from output terminal A , the output current is essentially zero. This means that the output current is "low", that is, it has the state 0.

Da die Transistoren 12 und 22 auch keine Emitterströme liefern, wenn den Klemmen IN 1 und IN 2 Eingangsströme »0« zugeführt werden, fällt am Widerstand 3 keine ausreichende Spannung ab, um die Basis-Emitter-Übergänge von Transistoren 13 und 23 so weit in Durchlaßrichtung vorzuspannen, daß diese Transistoren leitend werden.Since the transistors 12 and 22 do not deliver any emitter currents when the terminals IN 1 and IN 2 are supplied with input currents "0", there is insufficient voltage drop across the resistor 3 to make the base-emitter junctions of transistors 13 and 23 so far in Forward bias so that these transistors become conductive.

Falls der Eingangsstrom zur Klemme IN 1 »hoch« ist, fällt am Widerstand 11 genügend Spannung ab, um den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 12 so weit vorzuspannen, daß ein Strom von dessen Kollektor zu dessen Emitter fließt. Ist der Transistor 13 gesperrt und der an der Klemme IN 1 zugeführte Strom »hoch«, dann übersteigt der daraufhin erzeugte Kollektorstrom des Transistors 12 den Wert, der zur Einstellung eines »hohen« Ausgangsstroms erforderlich ist. Wenn der Transistor 23 gesperrt ist und der an der Eingangsklemme IN 2 empfangene Strom «hoch« ist, dann wird dem Ausgangsstrom der vom Transistor 22 kommende Kollektorstrom hinzuaddiert (der Kollektorstrom des Transistors 22 entsteht bei einem »hohen« Eingangsstrom an der Klemme IN 2 in genau der gleichen Weise wie der Kolleklorstrom des Transistors 12 bei »hohem« Eingangsstrom an der Klemme IN 1).If the input current to terminal IN 1 is "high", enough voltage drops across resistor 11 to bias the base-emitter junction of transistor 12 to such an extent that a current flows from its collector to its emitter. If transistor 13 is blocked and the current supplied to terminal IN 1 is "high", then the collector current generated by transistor 12 exceeds the value required to set a "high" output current. When the transistor is blocked 23 and the signal received at the input terminal IN 2 stream is "high", then the output current of coming from the transistor 22 collector current is added (the collector current of the transistor 22 is produced at a "high" input current on the terminal IN 2 in exactly the same way as the collector current of transistor 12 with a "high" input current at terminal IN 1).

Die für den Zustand »hoch« oder 1 am Ausgang charakteristische Amplitude des Ausgangsstroms wird auf einem vorbestimmten Wert gehalten, und zwar unabhängig davon, wie viele der Eingangsströme jeweils eine 1 darstellen. Dies wird auf folgende Weise erreicht. Da jeder der Kollektorströme der Transistoren 12 und 22 gegenüber dem betreffenden Emitterstrom einen Verhältnisfaktor α hat (der bei normalen Transistoren über 0,97 oder in dieser Größenordnung liegt), stehen die kombinierten Kollektorströme der besagten Transistoren ebenfalls in diesem Verhältnis zu den kombinierten Emitterströmen. Die kombinierten Emitterströme der Transistoren 12 und 22 bewirken einen Spannungsabfall am Widerstand 3. Falls dieser Spannungsabfall den bei 0,6 Volt liegenden Schwellenwert übersteigt, den die Basis-Emitter-Spannung der Transistoren 13 und 23 erreichen muß, damit diese Transistoren gut leitend werden, dann werden Teile der an den Eingangsklemmen INi und IN 2 zugeführten Eingangsströme über die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren 13 und 21 abgeleitet, d. h. von den Basen der Transistoren 12 und 22 ferngehalten. Das heißt, die Transistoren 13 und 23 bewirken gemeinsam eine Parallelregelung des Spannungsabfalls am Widerstand 3. Die Beschränkung des Spannungsabfalls am Widerstand 3 auf einen Maximalwert bestimmt nach dem ohmschen Gesetz den Maximalwert des durch diesen Widerstand fließenden Stroms und begrenzt somit die kombinierten Emitterströme der Transistoren 12 und 22. Auf diese Weise werden diese kombinierten Emitterströme und somit auch die kombinierten Kollektorströme der Transistoren 12 und 22 so lange auf vorbestimmten Werten gehalten, wie mindestens einer der Eingangsströme eine 1 darstellt.The amplitude of the output current characteristic of the state “high” or 1 at the output is kept at a predetermined value, regardless of how many of the input currents each represent a 1. This is achieved in the following way. Since each of the collector currents of transistors 12 and 22 has a ratio factor α to the emitter current in question (which in normal transistors is over 0.97 or in this order of magnitude), the combined collector currents of said transistors are also in this ratio to the combined emitter currents. The combined emitter currents of transistors 12 and 22 cause a voltage drop across resistor 3. If this voltage drop exceeds the threshold value at 0.6 volts, which the base-emitter voltage of transistors 13 and 23 must reach so that these transistors can conduct well, then parts of the input currents fed to the input terminals INi and IN 2 are diverted via the collector-emitter paths of the transistors 13 and 21, ie kept away from the bases of the transistors 12 and 22. That is, the transistors 13 and 23 together effect a parallel regulation of the voltage drop across the resistor 3. The limitation of the voltage drop across the resistor 3 to a maximum value determines the maximum value of the current flowing through this resistor according to Ohm's law and thus limits the combined emitter currents of the transistors 12 and 22. In this way, these combined emitter currents and thus also the combined collector currents of transistors 12 and 22 are kept at predetermined values as long as at least one of the input currents represents a 1.

Falls einer der den Eingangsklemmen IN 1 und IN 2 zugeführten Eingangsströme »niedrig« und der andere »hoch« ist, dann übernimmt der mit der »hohen« Eingangsklemme verbundene Transistor 13 oder 23 die gesamte Parallelregelung. Der Kollektor des anderen Transistors liegt auf Massepotential, so daß sich dieser Transistor in der Sättigung befindet und sein Kollektor-Basis-Übergang in Durchlaßrichtung gespannt ist. Daher sollten die Werte der Widerstände 11 und 21 so gewählt sein, daß sie etwa um eine Größenordnung höher als der Wert des Widerstands 3 sind, damit der Widerstand 3 im Falle einer Sättigung des Transistors 13 oder 23 nicht so stark überbrückt wird. Es kann auch wünschenswert sein, zwischen den zusammengekoppelten Emittern der Transistoren 12 und 22 und jeder der Basen der Transistoren 13 und 23 einen Trennwiderstand vorzusehen, um im Falle einer Sättigung des einen oder des anderen der Parallelregeltransistoren 13 und 23 den Nebenschluß für den Widerstand 3 zu vermindern.If one of the input currents fed to the input terminals IN 1 and IN 2 is "low" and the other is "high", the transistor 13 or 23 connected to the "high" input terminal takes over the entire parallel regulation. The collector of the other transistor is at ground potential, so that this transistor is in saturation and its collector-base junction is biased in the forward direction. Therefore, the values of the resistors 11 and 21 should be chosen so that they are approximately one order of magnitude higher than the value of the resistor 3 so that the resistor 3 is not so strongly bridged in the event of the transistor 13 or 23 saturation. It may also be desirable to provide an isolating resistor between the coupled emitters of transistors 12 and 22 and each of the bases of transistors 13 and 23 in order to shunt resistor 3 in the event of saturation of one or the other of parallel regulating transistors 13 and 23 Reduce.

Bei der Schaltung nach F i g. 1 kann ein durch gesättigte Parallelregeltransistoren hervorgerufener Nebenschluß zum Widerstand 3 dazu führen, daß sich der »hohe« Ausgangsstrom des ODER-Gliedes 2 leicht ändert, und zwar abhängig davon, wie viele der Eingangsklemmen INi und IN 2 mit einer 1 beaufschlagt werden. Dieser Effekt macht sich stärker bemerkbar, wenn ODER-Glieder des hier beschriebenen Typs eine größere Anzahl von Eingangsklemmen aufweisen. Solche Glieder unterscheiden sich von der Schaltung nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Anordnung aus der Klemme INi. dem Widerstand U und den Transistoren 12 und 13 nicht nur ein zweites Mal, sondern mehrere Male in der Schaltung enthalten ist.In the circuit according to FIG. 1, a shunt to resistor 3 caused by saturated parallel regulating transistors can lead to the "high" output current of OR gate 2 changing slightly, depending on how many of the input terminals INi and IN 2 have a 1 applied to them. This effect becomes more noticeable when OR gates of the type described here have a larger number of input terminals. Such elements differ from the circuit according to FIG. 1 only in that the arrangement from the terminal INi. the resistor U and the transistors 12 and 13 is included in the circuit not just a second time, but several times.

Die F i g. 2 zeigt eine etwas verfeinerte Form 4 eines strombetriebenen ODER-Gliedes, wobei das obenerwähnte Problem der Sättigung des Parallelregellransistors. der mit einer keinen »hohen« Eingangsstrom empfangenden Eingangsklemme verbunden ist, vermieden wird. Ein einzelner Parallelregeitransistor 5 und eine Art Steuerschaltung aus Dioden 13', 23' und 33' bilden zusammen eine Gegenkopplung, mittels welcher die Spannung am Widerstand 3 nur etwas oberhalb der Schwellenspannung gehalten wird, die zum Spannen des Basis-Emitter-Übergangs des Transistors 5 in die Leitfähigkeit erforderlich ist.The F i g. Figure 2 shows a somewhat more refined form 4 of a current-operated OR gate, the above-mentioned being Problem of saturation of the parallel regulating transistor. the one with a no "high" input current receiving input terminal is connected, is avoided. A single parallel regulating transistor 5 and a type of control circuit composed of diodes 13 ', 23' and 33 'together form a negative feedback, by means of which the voltage across the resistor 3 is kept only slightly above the threshold voltage required for tensioning the Base-emitter junction of the transistor 5 in which conductivity is required.

Die Spannung am Widerstand 3 versucht abhängig von den kombinierten Emitterströmen der Transistoren 12, 22 und 32 immer dann über den besagten Schwellenwert anzusteigen, wenn eine oder mehrere der Eingangsklemmen INi. IN2 und /Λ/3 des ODER-Gliedes 4 mit einer 1 beaufschlagt werden. Dies treibt den Transistor 5 in die Leitfähigkeit, so daß er nach Kollektorstrom verlangt. Diese Nachfrage wird über diejenigen der Dioden 13', 23' und 33' befriedigt deren angeschlossene Eingangsklemmen /Nl bzw. IN 2 bzw. /N 3 gerade auf relativ hohem Potential liegen. Bei den auf relativ hohem Potential liegenden Eingangsklemmen handelt es sich um diejenigen, die mit einer 1 beaufschlagt sind. Der Spannungsabfall an denjeniger der Widerstände 11, 21 und 31, deren zugeordnete Eingangsklemme einen »hohen« Eingangsstrom empfängt, ist größer als der Spannungsabfall an denjeniger Widerständen, deren zugeordnete Eingangsklemme einen »niedrigen« Eingangsstrom empfängt.The voltage across resistor 3 always tries to rise above said threshold value depending on the combined emitter currents of transistors 12, 22 and 32 when one or more of the input terminals INi. A 1 is applied to IN2 and / Λ / 3 of the OR element 4. This drives the transistor 5 into conductivity so that it demands collector current. This demand is satisfied via those of the diodes 13 ', 23' and 33 'whose connected input terminals / Nl or IN 2 or / N 3 are currently at a relatively high potential. The input terminals that have a relatively high potential are those that have a 1 applied to them. The voltage drop across those resistors 11, 21 and 31 whose associated input terminal receives a "high" input current is greater than the voltage drop across those resistors whose associated input terminal receives a "low" input current.

Bei manchen Systemen (z. B. bei den an späterei Stelle noch beschriebenen Crosspoint-Anordnungen' können die den verschiedenen Eingangsklemmen IN 1 IN2 und /Λ/3 jeweils als »1« zugeführten Stromwert« erheblich voneinander abweichen. Das ODER-Glied A nimmt diese Unterschiede dadurch auf, daß sich die Leitfähigkeiten der mit den jeweils »hohen« EingangsIn some systems (e.g. in the crosspoint arrangements described later on), the current values supplied to the various input terminals IN 1 IN2 and / Λ / 3 as "1" can differ considerably from one another. The OR element A takes These differences are characterized by the fact that the conductivities of the respective "high" input

klemmen verbundenen Dioden 13' bzw. 23' bzw. 33' relativ derart zueinander einstellen, daß die von den Basen der Transistoren 12, 22 und 32 fortgelenkten Beträge der Eingangsströme zueinander im selben Verhältnis stehen wie die den Eingangsklemmen //Vl, IN 2 und //V 3 zugeführten Eingangsströme. Die Verhältnisse unterscheiden sich nur infolge der geringen Strombeträge, die über die Widerstände 11, 21 und 31 fließen. Dies liegt an den exponentiellen Strom/Spannungskennlinien der Dioden 13', 23', 33' und der Basis-Eniiuer-Übergänge der Transistoren 12, 22 und 32. Bei allen diesen Halbleiterübergängen verdoppelt sich der hindurchfließende Strom jeweils, wenn die Spannung am Übergang um 26 Millivolt ansteigt. Alle Dioden 13', 23' und 33' sind mit ihren Kathoden |_S zusammengeschaltet, und alle Transistoren 12,22 und 32 sind mit ihren Emittern zusammengeschaltet. Dies führt zwangsläufig dazu, daß der Anstieg der Emitter-Basis-Spannung eines der Transistoren 12, 22, 32, der bei erhöhtem Eingangsstrom in die zugeordnete Eingangsklemme INI. IN2 oder IN3 entsteht, von einem entsprechenden Anstieg der Kathoden-Anoden-Spannung der jeweils zugeordneten Diode 13', 23' oder 33' begleitet wird. Wenn z. B. der in die Eingangsklemme IN 1 gegebene Eingangsstrom doppelt so groß wie der Eingangsstrom zur Klemme IN2 ist, dann ist das Potential an der Klemme /Nl um etwa 2b Millivolt höher als das Potential an der Klemme IN2. Hierdurch kann der Basissirom zum Transistor 12 doppelt so groß wie der Basisstrom zum Transistor 22 werden, und der Strom durch die Diode 13' kann doppelt so groß wie der Strom durch die Diode 23' werden. Die Dioden 13', 23' und 33' wirken als Steuereinrichtung, die bestimmt, aus welchen der Eingangsklemmen der Kollektorstrombedarf des Regeltransistors 5 befriedigt werden soll und in welchem Verhältnis die Eingangsströme ihren Beitrag zum Kollektorstrom des Transistors 5 zu liefern haben.clamp connected diodes 13 'or 23' or 33 'relative to each other in such a way that the amounts of the input currents deflected away from the bases of the transistors 12, 22 and 32 are in the same ratio as the input terminals // Vl, IN 2 and // V 3 supplied input currents. The ratios only differ due to the small amounts of current flowing through resistors 11, 21 and 31. This is due to the exponential current / voltage characteristics of the diodes 13 ', 23', 33 'and the base-energy junctions of transistors 12, 22 and 32. In all of these semiconductor junctions, the current flowing through doubles when the voltage at the junction changes 26 millivolts increases. All diodes 13 ', 23' and 33 'are with their cathodes | _S connected together, and all transistors 12, 22 and 32 are connected together with their emitters. This inevitably leads to the fact that the increase in the emitter-base voltage of one of the transistors 12, 22, 32, in the event of an increased input current in the associated input terminal INI. IN2 or IN3 arises, is accompanied by a corresponding increase in the cathode-anode voltage of the respectively assigned diode 13 ', 23' or 33 '. If z. B. the input current given to the input terminal IN 1 is twice as large as the input current to the terminal IN2 , then the potential at the terminal / Nl is about 2b millivolts higher than the potential at the terminal IN 2. This allows the base circuit to the transistor 12 can become twice as large as the base current to transistor 22, and the current through diode 13 'can become twice as large as the current through diode 23'. The diodes 13 ', 23' and 33 'act as a control device which determines from which of the input terminals the collector current requirement of the control transistor 5 is to be satisfied and the ratio in which the input currents contribute to the collector current of the transistor 5.

Diejenigen der Dioden 13', 23' und 33', die an eine mit 0 beaufschlagte Eingangsklemme angeschlossen sind, sind nicht leitend. Wenn alle Eingangsklemmen INi, ^₀ IN 2 und IN3 mit einer 0 beaufschlagt werden, ist keine der Dioden 13', 23' und 33' leitend. Unter dieser Bedingung ist bei keinem derTransistoren 12,22,32 sein Basis-Emitter-Übergang auf Durchlaß gespannt. Der Widerstand 3 hält die Basis des Transistors 5 auf Massepotential, so daß ein Spannen des Basis-Emitter-Übergangs dieses Transistors in Durchlaßrichtung verhindert wird. Der Transistor 5 führt keinen Kollektorstrom und stellt somit eine relativ hohe Koliektorimpedanz her. Das heißt, der Transistor 5 ist unter der erwähnten Bedingung nicht gesättigt.Those of the diodes 13 ', 23' and 33 'which are connected to an input terminal to which 0 is applied are not conductive. If 0 is applied to all input terminals INi, ^ ₀ IN 2 and IN 3, none of the diodes 13 ', 23' and 33 'are conductive. Under this condition, none of the transistors 12, 22, 32 has its base-emitter junction forward. The resistor 3 holds the base of the transistor 5 at ground potential, so that the base-emitter junction of this transistor is prevented from being stretched in the forward direction. The transistor 5 carries no collector current and thus produces a relatively high collector impedance. That is, the transistor 5 is not saturated under the mentioned condition.

Es wird auch nicht zugelassen, daß der Tranistor 5 während derjenigen Zeiten gesättigt wird, in denen ein oder mehrere Eingangsklemmen mit einer 1 beaufschlagt werden. Um dies zu erreichen, wird der Transistor 5 groß genug ausgelegt, damit sein Kollektorwiderstand zu niedrig ist, um bei einem Strom, der gleich ist der Summe alle »hohen« Maximalwerte der Eingangsströme einen merklichen Spannungsabfall zu erzeugen.It is also not allowed that the transistor 5 is saturated during those times in which a or a 1 is applied to several input terminals. To achieve this, the Transistor 5 is designed to be large enough that its collector resistance is too low to withstand a current which is equal to the sum of all "high" maximum values of the input currents, a noticeable voltage drop to create.

Die höchste der an den Eingangsklemmen INi, IN 2 und /Λ/3 erscheinenden Spannungen muß größer sein als die Summe der Basis-Emitter-Offsetspannung, die zum Vorspannen des betreffenden Schwellenfühler-Transistors 12,22 und 32 in den Leitzustand erforderlich u*. ist, mit der Basis-Emitter-Offsetspannung, die zum Vorspannen des Parallelregeltransistors 5 in den Leitzustand erforderlich ist. Diese Offsetspannungen liegen bei Siliziumtransistoren jeweils in der Größenordnung von 0,6 Volt. Auch hat die Offsetspannung an derjenigen der Dioden 13', 23' und 33', die mit der auf der höchsten Spannung liegenden Eingangsklemme verbunden ist und somit durch den Kollektorstrom des Transistors 5 auf Druchlaß gehalten wird, im wesentlichen den gleichen Wert wie die Spannung am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 5, wenn dieser leitend ist. Wenn also der Transistor 5 leitet, dann wird sein Kollektor auf im wesentlichen der gleichen Spannung gehalten (innerhalb etwa 0,1 Volt), wie sie an seiner Basis erscheint. Dies stellt sicher, daß der Kollektor-Basis-Übergang des Transistors 5 so lange in Sperrichtung gespannt ist, wie seine Kollektorspannung nicht etwa 0,4 Volt übersteigt, und daß daher keine Sättigung stattfinden kann.The highest of the voltages appearing at the input terminals INi, IN 2 and / Λ / 3 must be greater than the sum of the base-emitter offset voltage required to bias the relevant threshold sensor transistor 12, 22 and 32 into the conductive state u *. is, with the base-emitter offset voltage required to bias the parallel regulating transistor 5 into the conductive state. In the case of silicon transistors, these offset voltages are each in the order of magnitude of 0.6 volts. The offset voltage at that of the diodes 13 ', 23' and 33 ', which is connected to the input terminal at the highest voltage and is thus kept through by the collector current of the transistor 5, has essentially the same value as the voltage at Base-emitter junction of transistor 5 when it is conductive. Thus, when transistor 5 conducts, its collector is held at substantially the same voltage (within about 0.1 volts) as it appears at its base. This ensures that the collector-base junction of the transistor 5 is biased in the reverse direction as long as its collector voltage does not exceed approximately 0.4 volts, and that therefore no saturation can take place.

Die strombetriebenen ODER-Glieder nach den Fig. 1 und 2 haben beide die folgenden vorteilhaften Eigenschaften: Jeder der den Eingangsklemmen /WI, IN 2 usw. zugeführten »niedrigen« Eingangsströme wird durch einen gesonderten Schwellenfühler daran gehindert, über das ODER-Glied auf die Ausgangsklemme A gekoppelt zu werden. Das heißt, der an die Klemme IN 1 gelegte Eingangsstrom muß am Widerstand 11 eine ausreichend hohe Spannung erzeugen, damit die Schwellenspannung zur Durchschaltung des Basis-Emitter-Übergangs des Transistors 12 überwunden wird, bevor ein Kollektorstrom über die Ausgangsklcmme A zum Transistor 12 fließt. In ähnlicher Weise muß der an die Eingangsklemme IN 2 (oder /W 3) gelegte Eingangsstrom am Widerstand 21 (oder 31) erst eine ausreichend hohe Spannung erzeugen, um die Schweüenspannung zum Durchschalten des Basis-Emitter-Übergangs des Transistors 22 (oder 32) zu überwinden, bevor ein Kollektorstrom über die Ausgangsklemme A zum Transistor 22 (oder 32) fließt. Dies ist ein wirksamer Schutz davor, daß kombinierte »niedrige« Eingangsströme fälschlich zu einem Ausgangsstrom des ODER-Gliedes führen, der als »hoch« zu bewerten ist.The current-operated OR gates according to FIGS. 1 and 2 both have the following advantageous properties: Each of the "low" input currents fed to the input terminals / WI, IN 2 etc. is prevented by a separate threshold sensor from reaching the Output terminal A to be coupled. This means that the input current applied to terminal IN 1 must generate a sufficiently high voltage across resistor 11 so that the threshold voltage for switching on the base-emitter junction of transistor 12 is overcome before a collector current flows to transistor 12 via output terminal A. Similarly, the input current applied to input terminal IN 2 (or / W 3) must first generate a sufficiently high voltage at resistor 21 (or 31) in order to generate the welding voltage for switching through the base-emitter junction of transistor 22 (or 32). to be overcome before a collector current flows through output terminal A to transistor 22 (or 32). This is an effective protection against the fact that combined "low" input currents incorrectly lead to an output current of the OR gate which is to be assessed as "high".

Es ist ein Merkmal eines erfindungsgemäß ausgebildeten strombetriebenen ODER-Gliedes, daß kein Bereitschafts- oder Leerlaufstrom aufgewendet wird wenn alle Eingangsströme im Zustand »niedrig« sind.It is a feature of an inventive formed current-operated OR gate that no Standby or no-load current is used when all input currents are in the "low" state.

Die F i g. 3 zeigt ein strombetriebenes ODER-Glied in Verbindung mit einer Crosspoint-Anordnung, für welche dieses Glied ausgelegt ist. Die hier gezeigte Crosspoint-Anordnung enthält vier Thyristoren als Crosspoint-Schalter 151, 161, 171 und 181. Eine für der praktischen Einsatz hergestellte Crosspoint-Anordnung enthält acht Thyristoren als Crosspoint-Schalter.The F i g. 3 shows a powered OR gate in FIG Connection to a crosspoint arrangement for which this link is designed. The one shown here Crosspoint arrangement contains four thyristors as crosspoint switches 151, 161, 171 and 181. One for the Practical use made crosspoint arrangement contains eight thyristors as crosspoint switches.

Innerhalb eines gestrichelten Rahmens ist eine Anordnung 110 aus Widerständen 111, 121, 131, 141 dargestellt, die in ihrer Funktion den Widerständen 11 21,31 der ODER-Glieder 2 und 4 nach den Fig. 1 und 2 entsprechen. Die Widerstände 111, 121 und 131, 141 können als widerstandsbehaftete Diffusionszonen innerhalb einer gemeinsamen Trennwanne gebildet werden. Diese diffundierten Widerstandselemente bilden mit der gemeinsamen Trennwanne Halbleiterübergänge. Jeder dieser Halbleiterübergänge verteilt siel· längs dem betreffenden Widerstandselement. In einerr Ersatzschaltbild können diese verteilten Halbleiterübergänge jedoch als konzentrierte Elemente in Form vor Dioden 113, 123, 133 und 143 gezeichnet werden, di« jeweils den Halbleiteriibergang zwischen den Wider ständen 11, 121, 131 und 141 und der Trennwann« darstellen. Dies ist deswegen zulässig, weil die verteilterWithin a dashed frame is an arrangement 110 of resistors 111, 121, 131, 141 shown, the function of the resistors 11 21,31 of the OR gates 2 and 4 according to FIGS correspond. The resistors 111, 121 and 131, 141 can act as resistive diffusion zones within a common separating trough can be formed. These diffused resistive elements form with the common separating trough for semiconductor transitions. Each of these semiconductor junctions was distributed along the resistance element concerned. These distributed semiconductor junctions can be used in an equivalent circuit diagram however, they are drawn as concentrated elements in the form of diodes 113, 123, 133 and 143, ie the semiconductor junction between the resistors 11, 121, 131 and 141 and the separator represent. This is permissible because the more distributed

Halbleiterübergänge nur an denjenigen Punkten längs der zugeordneten Widerstandselemente 111, 121, 131 und 141 in Durchlaßrichtung gespannt sind (wenn sie überhaupt eine Durchlaßvorspannung haben), wo sie das höchste positive Potential haben. Diese Punkte liegen an denjenigen Enden der Widerstandselemente 111, 121, 131 und 141, die mit den Basen der Transistoren 112, 122, 132 und 142 verbunden sind. Die gemeinsame Verbindung zwischen den Kathoden der Dioden 113, 123, 133 und 143 wird durch die Trennwanne selbst hergestellt, die in ohmschen Kontakt mit dem Kollektor des Transistors 105 steht.Semiconductor junctions are forward biased only at those points along the associated resistance elements 111, 121, 131 and 141 (if they have a forward bias at all) where they have the highest positive potential. These points are at those ends of the resistance elements 111, 121, 131 and 141 which are connected to the bases of the transistors 112, 122, 132 and 142 . The common connection between the cathodes of diodes 113, 123, 133 and 143 is established by the separating trough itself, which is in ohmic contact with the collector of transistor 105 .

Die Transistoren 112, 122, 132 und 142 bilden jeder eine Darlington-Kaskadenschaltung mit dem Transistor 106, um das Äquivalent eines Schwellenfühler-Transistors darzustellen, der in seiner Funktion den Transistoren 12, 22, 32 der ODER-Glieder 2 und 3 nach den F i g. 1 und 2 entspricht. Der Stromverstärkungsfaktor der Darlington-Kaskadenschaltungen ist jedoch im wesentlichen gleich dem Produkt der Stromverstärkungen des Transistors 112 bzw. 122 bzw. 132 bzw. 142 einerseits und des Transistors 106 andererseits, wodurch die Empfindlichkeit der Schwellenwertfühlung wesentlich verbessert wird. Die am Widerstand 103 erscheinende Spannung bestimmt den Emitterstrom des Transistors 106, der im wesentlichen gleich dem Kollektorstrom dieses Transistors ist, der wiederum den Hauptbeitrag zum Ausgangsstrom des ODER-Gliedes 100 liefert, der auf die Basis eines Transistors 201 gegeben wird.The transistors 112, 122, 132 and 142 each form a Darlington cascade connection with the transistor 106 in order to represent the equivalent of a threshold sensor transistor, which in its function the transistors 12, 22, 32 of the OR gates 2 and 3 according to the F i g. 1 and 2 corresponds. The current amplification factor of the Darlington cascade circuits is, however, essentially equal to the product of the current amplifications of the transistor 112 or 122 or 132 or 142 on the one hand and of the transistor 106 on the other hand, whereby the sensitivity of the threshold value sensing is significantly improved. The voltage appearing at resistor 103 determines the emitter current of transistor 106, which is essentially equal to the collector current of this transistor, which in turn provides the main contribution to the output current of OR gate 100 , which is applied to the base of transistor 201 .

Genauer gesagt enthält der Ausgangsstrom, den das ODER-Glied 100 an die Basis des Transistors 201 liefert, neben dem Kollektorstrom des Transistors 106 noch die kombinierten Kollektorströme der Transistoren 112, 122, 132 und 142. Diese kombinierten Kollektorströme sind im wesentlichen gleich den kombinierten Emitterströmen dieser Transistoren, d. h. dem Basis-Strom des Transistors 106. Der vom ODER-Glied 100 auf die Basis des Transistors 201 gegebene Ausgangsstrom ist dann gleich dem Kollektorstrom des Transistors 106 plus einem Zusatzbetrag, der im wesentlichen gleich dem Basisstrom des Transistors 106 ist. Da der Emitterstrom eines Transistors die Summe seiner Kollektor- und Basis-Ströme ist, kommt der vom ODER-Glied 100 auf die Basis des Transistors 201 gegebene Strom in seinem Betrag dem Emitterstrom des Transistors 106 sehr nahe.More precisely, the output current supplied by OR gate 100 to the base of transistor 201 contains the collector current of transistor 106 as well as the combined collector currents of transistors 112, 122, 132 and 142. These combined collector currents are essentially equal to the combined emitter currents of these transistors, ie the base current of transistor 106. The output current given by OR gate 100 to the base of transistor 201 is then equal to the collector current of transistor 106 plus an additional amount which is substantially equal to the base current of transistor 106 . Since the emitter current of a transistor is the sum of its collector and base currents, the amount of the current applied by the OR gate 100 to the base of the transistor 201 comes very close to the emitter current of the transistor 106.

Die Spannung am Widerstand iO3 und somit auch der Emitterstrom des Transistors 106 werden durch die Parallelreglerwirkung des Transistors 105 stabilisiert. Der Transistor 105 ist selektiv mit denjenigen Basiselektroden der Transistorgruppe 112,127, 132 und 142 gekoppelt, die von »hohen« Eingangsströmen beaufschlagt werden. Diese selektive Kopplung geschieht mittels einer Steuerschaltung, die aus den »Dioden« 113, 123, 133 und 143 besteht. Die Parallelreglerwirkung dieser Steuerschaltung ist analog zu derjenigen, die in Verbindung mit dem ODER-Glied 4 nach F i g. 2 beschrieben wurde. The voltage at the resistor iO3 and thus also the emitter current of the transistor 106 are stabilized by the parallel regulator action of the transistor 105. The transistor 105 is selectively coupled to those base electrodes of the transistor group 112, 127, 132 and 142 to which “high” input currents are applied. This selective coupling takes place by means of a control circuit, which consists of the "diodes" 113, 123, 133 and 143 . The parallel regulator action of this control circuit is analogous to that which is implemented in connection with the OR gate 4 according to FIG. 2 has been described.

Die Crosspoint-Schalter werden durch Vierschichtdioden oder siliziumgesteuerte Gleichrichter 151, 161, 171 und 181 gebildet, die nachfolgend mit kurz »Thyristor« bezeichnet werden. Die Crosspoint-Anordnung ist von einem Typ, wie er in einer Arbeit »Monolitic IC Telephone Cross-Point Subsystem« der Autoren Adel A. A h m e d (Erfinder des hier beschriebe- nen Gegenstands), Stephen CAhrens und Murray A. Polinski beschrieben ist. Die Arbeit wurde der 1974 International Solid-State Circuits Conference vorgelegt und ist auf den Seiten 120, 121, 238 des »Digest of Technical Papers« dieser Konferenz abgedruckt. Die Crosspoint-Anordnung ist dazu gedacht, eine Zeile in einer adressierbaren Matrix von Crosspoint-Schaltern zu bilden. Die Thyristoren 151, 161, 171, 181 (die vorzugsweise von anderen Elementen der integrierten Schallung luftinsoliert sind) haben einen gemeinsamen Anodenanschluß an der Klemme 150 und sollen Thyristoren innerhalb einer Zeile einer Crosspoint-Matrix darstellen, jeder dieser Thyristoren liegt in einer gesonderten Spalte der Crosspoint-Matrix, worin seine Kathode mit den Kathoden einer Anzahl anderer Thyristoren verbunden ist, deren jeder in der Reihe der Matrix liegt. Zu diesem Zweck sind die Kathoden der Thyristoren 151, 161, i/1 und 181 mit jeweils einer gesonderten Klemme 153, 163, 173 und 183 versehen. Zur Adressierung eines bestimmten Crosspoint-Thyristorschalters wird mit der betreffenden Spalte ein Spalten-Treiberstrom-Generator verbunden, während alle in der Zeile des adressierten Thyristors liegenden Thyristoren durch ein Befehlseingangssignal mit Steueroder Zündströmen für ihre Steuerelektroden beaufschlagt werden. Das gleichzeitige Anlegen eines Steuerstroms und eines Anoden-Kathoden-Stroms an den adressierten Thyristor macht diesen Thyristor leitend, so daß der Crosspoint-Schalter geschlossen w^:rd. Auch bei Fortnahmc des Steuerstroms bleibt er so lange im geschlossenen Zustand, bis der Spalten-Treiberstrom unterbrochen wird. Das strombetriebene ODER-Glied 100 dient dazu, eine Zeilenadressierung zu verhindern. Eine solche Zeilenadressierung würde nämlich andernfalls beim Erscheinen des Befehlseingangssignals immer dann stattfinden, wenn einer der Thyristoren 151,161,171 und 181 in dieser Reihe bereits leitend ist. The crosspoint switches are formed by four-layer diodes or silicon-controlled rectifiers 151, 161, 171 and 181, which are referred to below as "thyristors" for short. The crosspoint arrangement is of the type described in a work entitled "Monolitic IC Telephone Cross-Point Subsystem" by the authors Adel A. A hmed (inventor of the subject matter described here), Stephen CAhrens and Murray A. Polinski. The work was presented to the 1974 International Solid-State Circuits Conference and is printed on pages 120, 121, 238 of the "Digest of Technical Papers" of that conference. The crosspoint arrangement is intended to form a row in an addressable matrix of crosspoint switches. The thyristors 151, 161, 171, 181 (which are preferably air-insulated from other elements of the integrated sound system) have a common anode connection at the terminal 150 and are intended to represent thyristors within a row of a crosspoint matrix, each of these thyristors is in a separate column of the Crosspoint matrix in which its cathode is connected to the cathodes of a number of other thyristors, each of which is in the row of the matrix. For this purpose, the cathodes of the thyristors 151, 161, i / 1 and 181 are each provided with a separate terminal 153, 163, 173 and 183 . To address a specific crosspoint thyristor switch, a column driver current generator is connected to the relevant column, while all thyristors in the row of the addressed thyristor are supplied with control or ignition currents for their control electrodes by a command input signal. The simultaneous application of a control current and a anode-cathode current to the addressed thyristor makes this thyristor conducting so that the crosspoint switch w ^closed: rd Also in Fortnahmc of the control current it will remain in the closed state until the column drive current. is interrupted. The current-operated OR gate 100 is used to prevent row addressing. This is because such a row addressing would otherwise always take place when the command input signal appears if one of the thyristors 151, 161, 171 and 181 in this row is already conducting.

Das Fühlen, ob irgendeiner der Thyristoren 151, 161, 171 oder 181 leitend gemacht worden ist, so daß das Anlegen von Steuerstrom an irgendeinen der anderen Thyristoren verhindert werden kann, erfolgt durch bekannte Mittel. Die »schwimmenden« Halbleiterübergänge der Thyristoren 151, 161, 171 und 181 dienen dazu, die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren 154, 164, 174 und 184 vorzuspannen. Ein leitender Thyristor legt an den ihm zugeordneten Transistor eine höhere Durchlaß-Vorspannung als eine nichtleitender Thyristor. Somit übersteigt der Kollektorstroin eines Transistors, dessen Basis-Emitter-Kreis von einem leitenden Thyristor vorgespannt ist, den Kollektorstrom eines Transistors, dessen Basis-Emitter-Kreis von einem nichtleitenden Thyristor vorgespannt ist. Die Transistoren 154, 164, 174 und 184 sind mit Emittergegenkopplungswiderständen 155, 165, 175 und 185 versehen, die eine Stromrückkopplung bringen, urn die durch die jeweiligen Basiselektroden dargestellte Last relativ gering zu halten, so daß keine nennenswert starken Ströme aus den Thyristoren abgelenkt werden.Sensing whether any of the thyristors 151, 161, 171 or 181 has been rendered conductive so that the application of control current to any of the other thyristors is made by known means. The "floating" semiconductor junctions of thyristors 151, 161, 171 and 181 are used to bias the base-emitter junctions of transistors 154, 164, 174 and 184. A conducting thyristor applies a higher forward bias to the transistor assigned to it than a non-conducting thyristor. Thus, the collector current of a transistor whose base-emitter circuit is biased by a conductive thyristor exceeds the collector current of a transistor whose base-emitter circuit is biased by a non-conductive thyristor. The transistors 154, 164, 174 and 184 are provided with emitter negative feedback resistors 155, 165, 175 and 185 , which bring current feedback in order to keep the load represented by the respective base electrodes relatively low, so that no appreciably strong currents are diverted from the thyristors .

Bei bestimmten Thyristoranordnungen, deren Einsatz ansonsten vorteilhaft ist, besteht allerdings folgendes Problem: Der Kollektorstrom eines Transistors, dessen Basis-Emitter-Obergang in Durchlaßrichtung vom schwimmenden Halbleiterübergang eines Thyristors vorgespannt ist, beträgt immerhin noch etwa 6 Mikroampere, wenn der Thyristor nichtleitend ist, und oft nicht mehr als etwa 20 Mikroampere, wenn der Thyristor leitend ist. Daher reicht eine ODER-Verknüpfung durch einfache Stromsummierung nicht aus, eine zuverlässige Unterscheidung zu treffen zwischen With certain thyristor arrangements, the use of which is otherwise advantageous, there is, however, the following problem: The collector current of a transistor whose base-emitter junction is forward-biased by the floating semiconductor junction of a thyristor is still around 6 microamps if the thyristor is non-conductive, and often no more than about 20 microamps when the thyristor is conducting. Therefore, an OR operation by simple current summing is not sufficient to make a reliable distinction between

1. einer Bedingung, bei welcher die Ströme von 3 oder1. a condition in which the currents of 3 or

4 Transistoren für deren Zustand »niedrig« noch relativ hoch sind, und4 transistors for whose state »low« are still relatively high, and

2. einer Bedingung, wo die Ströme der Transistoren für deren Zustand »niedrig« relativ schwach sind und einer der Transistoren für seinen Zustand »hoch« einen relativ geringen Kollektorstrom liefert.2. a condition where the currents of the transistors are relatively weak for their "low" state and one of the transistors for its "high" state has a relatively low collector current supplies.

Außerdem kann es vorkommen, daß der Kollektorstrom eines Transistors 154, 164, 174 oder 184 bis auf 100 Mikroampere geht, wenn der den Basis-Emitter-Übergang dieses Transistors in Durchlaßrichtung spannende Thyristor leitend ist. Wenn man die ODER-Verknüpfung durch einfache Stromsummierung vornehmen würde, dann ergäbe sich in diesem Fall ein unnötig starker Ausgangsstrom für den Zustand »hoch«.In addition, it can happen that the collector current of a transistor 154, 164, 174 or 184 goes up to 100 microamps if the thyristor which biases the base-emitter junction of this transistor is conductive. If you were to perform the OR operation by simply adding up the current, this would result in an unnecessarily high output current for the "high" state.

Das strombetriebene ODER-Glied 100 eignet sich besonders gut dazu, die Feststellung zu treffen, ob einer der Thyristoren 151, 161, 171, 181 leitend ist oder nicht. Der Mindest-Widerstand im Toleranzbereich der Widerstandswerte aller Widerstände 111, 121, 131 und 141 wird so gewählt, daß die bei einem Strom von 20 Mikroampere am Widerstand abfallende Spannung eindeutig höher ist als die Spannung von 1,65 bis 1,8 Volt, die notwendig ist, um die hintereinander geschalteten Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren 105 und 106 und des jeweils zugeordneten der Transistoren 112, 122, 132 und 142 auf Durchlaß vorzuspannen. Für den normalerweise zu erwartenden Toleranzbereich von ±20% für die Werte der Widerstände 111,121,131,141 bedeutet dies, daß die bei 6 Mikroampere an jedem dieser Widerstände abfallende Spannung nicht dazu ausreicht, die hintereinandergeschalteten Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren 105 und 106 und des jeweils zugeordneten Transistors 112,122,132 oder 142 auf Durchlaß vorzuspannen.The current-operated OR gate 100 is particularly well suited to determining whether one of the thyristors 151, 161, 171, 181 is conductive or not. The minimum resistance in the tolerance range of the resistance values of all resistors 111, 121, 131 and 141 is chosen so that the voltage drop across the resistor at a current of 20 microamps is clearly higher than the voltage of 1.65 to 1.8 volts, which is necessary in order to forward bias the base-emitter junctions of transistors 105 and 106 and of the respectively assigned one of transistors 112, 122, 132 and 142 , which are connected one behind the other. For the normally expected tolerance range of ± 20% for the values of the resistors 111, 121, 131, 141 , this means that the voltage dropping at 6 microamps at each of these resistors is not sufficient for the series-connected base-emitter junctions of transistors 105 and 106 and the respectively assigned Bias transistor 112, 122, 132 or 142 forward.

Die jeweiligen Werte der Widerstände 155, 165, 175 und 185 stehen zum Wert des jeweils zugeordneten Widerstands 111, 121, 131 oder 141 alle im gleichen Verhältnis. Die Unterschiede des zu erwartenden »hohen« Ausgangsstroms, die durch Abweichung der Absolutwerte der Widerstände 155, 165, 175 und 185 von ihren Nennwerten zu befürchten wären, werden durch die in entsprechender Beziehung stehenden Abweichungen der Werte der Widerstände 111, 121, 131 und 141 von ihren jeweiligen Nennwerten kompensiert.The respective values of the resistors 155, 165, 175 and 185 are all in the same ratio to the value of the respectively assigned resistor 111, 121, 131 or 141. The differences in the "high" output current to be expected, which would have to be feared due to the deviation of the absolute values of the resistors 155, 165, 175 and 185 from their nominal values, are caused by the correspondingly related deviations in the values of the resistors 111, 121, 131 and 141 compensated by their respective face values.

Der Wert des Widerstands 103 wird so gewählt, daß bei der Spannung von ungefähr 0,6 Volt (die an diesem Widerstand durch die Parallelreglerwirkung des Transistors 105 aufrechterhalten wird, wenn einer der Eingangsströme »hoch« ist) der durch diesen Widerstand 103 fließende Strom den Wert hat, der als Ausgangsstrom im Zustand »hoch« zur Basis des Transistors 201 fließen soll. Der Einzeltransistor 201 bildet mit einem weiteren Einzeltransistor 202 eine Kaskadenschaltung aus einem pnp- und einem npn- Transistor. Diese Kaskadenschaltung läßt sich als »kombinierter pnp-Transistor« auffassen, dessen »Basis-Elektrode« den Ausgangsstrom des strombetriebenen ODER-Gliedes 100 empfängt. Der als »Emitterelek- trode« zu wertende Anschluß dieses kombinierten pnp-Transistors ist mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle 200 verbunden. Der als »Kollektorelektrode« zu wertende Anschluß liegt am Eingangsanschluß eines mit mehreren Ausgängen versehenen Stromspiegelverstärkers 200. Dieser Eingangsanschluß ist die Basis eines in Kollektorschaltung angeordneten Dnp-Transistors 221 (Emitterfolger). Zwei Widerstände 203 und 204 sind hochohmige (sogenannte »pulldown«)-Widerstände zum Abführen der an den Basis-Emitter-Übergängen der Transistoren 201 und 202 gespeicherten Ladung. Nur wenn das strombetriebene ODER-Glied 100 einen »hohen« Ausgangsstrom liefert, ist der pnp-Transistor 201 leitend, wobei sein Kollektorstrom seinerseits den npn-Transistor 202 leitend macht, so daß ein Transistor 216 über ihn Kollektorstrom ziehen kann.The value of resistor 103 is chosen so that at the voltage of approximately 0.6 volts (which is maintained across this resistor by the parallel regulating action of transistor 105 when one of the input currents is "high") the current flowing through resistor 103 is Has value that is to flow to the base of transistor 201 as output current in the “high” state. The individual transistor 201 forms, with a further individual transistor 202, a cascade circuit made up of a pnp and an npn transistor. This cascade circuit can be understood as a “combined pnp transistor” whose “base electrode” receives the output current of the current-operated OR element 100. The connection of this combined pnp transistor, which is to be evaluated as the “emitter electrode”, is connected to the positive pole of a voltage source 200. The connection to be evaluated as the "collector electrode" is at the input connection of a current mirror amplifier 200 provided with several outputs. This input connection is the base of a collector-connected Dnp transistor 221 (emitter follower). Two resistors 203 and 204 are high-ohmic (so-called “pulldown”) resistors for dissipating the charge stored at the base-emitter junctions of transistors 201 and 202. The pnp transistor 201 is only conductive when the current-operated OR gate 100 supplies a "high" output current, its collector current in turn making the npn transistor 202 conductive so that a transistor 216 can draw collector current through it.

Die Schaltungsanordnung 210 ist ein Schwellenschaller. Der Transistor 216 zieht dann einen bemessenen Kollektorstrom, wenn die Spannung eines an die Klemme 211 gelegten Befehlseingangssignals ausreichend positiv ist, um sowohl den Halbleiterübergang einer Flächendiode 2J3 als auch den Basis-Ernitter-Übergang eines Transistors 214 auf Durchlaß zu spannen. Wenn der Transistor 214 in der Sättigung ist, dann wird die positive Kollektorspannung des Transistors 214 auf 0,1 bis 0,2 Volt gegenüber Masse gebracht, und die an der Basis des Transistors angebotene Impedanz wird vermindert. Infolge der niedrigen Basisimpedanz des Transistors 214 und der Durchlässigkeit der Diode 213 wird die Basis des Transistors 216 auf eine Spannung geklemmt, die im wesentlichen doppelt so groß ist wie die Spannung an einem in Durchlaßrichtung gespannten Halbleiterübergang. Das Anheben der Basisspannung des Transistors 216 auf diese Klemmspannung und das Herunterziehen des Potentials am unteren Ende des Emittergegenkopplungswiderstands durch Sättigung des Transistors 214 hat zur Folge, daß der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 216 in Durchlaßrichtung gespannt wird. Da die Basis des Transistors 216 auf eine Spannung geklemmt ist. die doppelt so hoch wie eine Durchlaßspannung an einem Halbleiterübergang ist, liegt der Emitter des Transistors 216 durch Emitterfoigerwirkung auf einer Spannung, die gleich dem einfachen Wert der Durchlaßspannung an einem Halbleiterübergang ist (etwa 0,6 Volt). Die Potentiale an den Enden des Widerstands 215 sind somit bestimmt, und nachdem er einen festen bekannten Widerstandswert hat, ist der Emitterstrom, den der Transistor 216 zur Aufrechterhaltung dieses Spannungsabfalls liefern muß, nach dem ohmschen Gesetz bestimmt. Der Transistor 216 hat eine Stromverstärkung in Basisschaltung von nahezu 1. so daß sein Kollekiorsirom praktisch gleich seinem Emitterstrom ist.The circuit arrangement 210 is a threshold sounder. Transistor 216 then draws a rated collector current when the voltage of a command input signal applied to terminal 211 is sufficiently positive to conduct both the semiconductor junction of a junction diode 2J3 and the base-emitter junction of a transistor 214 . When transistor 214 is in saturation, the positive collector voltage of transistor 214 is brought to 0.1-0.2 volts from ground and the impedance presented at the base of the transistor is reduced. As a result of the low base impedance of transistor 214 and the permeability of diode 213 , the base of transistor 216 is clamped to a voltage which is essentially twice the voltage at a semiconductor junction which is biased in the forward direction. Raising the base voltage of transistor 216 to this clamping voltage and pulling down the potential at the lower end of the emitter negative feedback resistor by saturating transistor 214 has the result that the base-emitter junction of transistor 216 is forward biased. Because the base of transistor 216 is clamped to a voltage. which is twice as high as a forward voltage on a semiconductor junction, the emitter of transistor 216 is emitter-fed at a voltage which is equal to the single value of the forward voltage on a semiconductor junction (approximately 0.6 volts). The potentials at the ends of the resistor 215 are thus determined, and after it has a fixed known resistance value, the emitter current which the transistor 216 must supply in order to maintain this voltage drop is determined according to Ohm's law. The transistor 216 has a current gain in the base connection of almost 1, so that its collector sirom is practically equal to its emitter current.

Wenn der Transistor 216 als Antwort an ein auf die Klemme 211 gegebenes Befehlseingangssignal Kollektorstrom zieht, und wenn der Transistor 202 nichtleitend ist und daher keinen niederohmigen Weg zur Bereitstellung dieses Kollektorstroms darstellt, wird der mit mehreren Ausgängen versehene Stromspiegelverstärker 220 in den leitenden Zustand gespannt. Genauer gesagt wird ein Teil des Kollektorstroms des Transistors 216 aus dem Transistor 221 als Basisstrom gezogen, so daß der Transistor 221 als Verstärker in Kollektorschaltung einen verstärkten Emitterstrom liefert. Dieser Emitterstrom führt zu einem Spannungsabfall am Widerstand 222 (»pull-up«-Widerstand) und an den Basis-Emitter-Übergängen von Transistoren 223, 225, 226, 227 und 228. Dieser Spannungsabfall spannt den Transistor 223 in den Leitzustand. Der Transistor 223 erfährt eine Kollektor-Basis-Gegenkopplung durch die Emitterfolgerwirkung des Transistors 221. Hiermit wird die Spannung am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 223 so geregelt, daß sie gerade zur Bereitstellung eines Kollektorstroms ausreicht, um den Kollektor- When transistor 216 draws collector current in response to a command input signal applied to terminal 211 , and when transistor 202 is non-conductive and therefore does not constitute a low-impedance way of providing this collector current, the multi-output current mirror amplifier 220 is biased into the conductive state. More precisely , a portion of the collector current of the transistor 216 is drawn from the transistor 221 as a base current, so that the transistor 221, as an amplifier in a collector circuit, supplies an amplified emitter current. This emitter current leads to a voltage drop across resistor 222 ("pull-up" resistor) and at the base-emitter junctions of transistors 223, 225, 226, 227 and 228. This voltage drop turns transistor 223 into the conductive state. The transistor 223 experiences collector-base negative feedback due to the emitter follower effect of the transistor 221. This regulates the voltage at the base-emitter junction of the transistor 223 so that it is just sufficient to provide a collector current to the collector-

strombedarf des Transistors 216 (abgesehen von einem vernachlässigbar kleinen Teil, der durch den Basisstrom des Transistors 221 geliefert wird) zu befriedigen, wenn dieser Strombedarf nicht vom Emitter des Transistors 202 befriedigt wird.current requirement of transistor 216 (apart from one negligibly small part that is supplied by the base current of transistor 221) if this current requirement is not satisfied by the emitter of transistor 202.

Die geregelte Basis-Emitter-Spannung des Transistors 223 wird auch an die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren 225, 226, 227 und 228 gelegt, um diese Transistoren Kollektorströme liefern zu lassen, die alle proportional dem Kollektorstrom des Transistors 223 sind. Die Transistoren 223,225,226,227 und 228 können mit Emittergegenkopplungswiderständen versehen sein, um das gegenseitige Verhältnis ihrer Kollektorströme genauer und zuverlässiger zu erreichen.The regulated base-emitter voltage of transistor 223 is also applied to the base-emitter junctions of the Transistors 225, 226, 227 and 228 are placed to make these transistors supply collector currents, all of them are proportional to the collector current of transistor 223. Transistors 223,225,226,227 and 228 can be provided with emitter negative feedback resistances to the mutual ratio of their collector currents more accurate and reliable.

Die Kollektorströme der Transistoren 225, 226, 227 und 228, die fließen, wenn:The collector currents of transistors 225, 226, 227 and 228 that flow when:

1. ein Befehlseingangssignal an der Klemme 211 den Transistor 216 in den Leitzustand bringt und1. a command input signal at terminal 211 den Brings transistor 216 into the conductive state and

2. das ODER-Glied 100 nicht so steht, daß Eingangsstrom aus dem Stromspiegelverstärker 220 gezo- gen wird,2. the OR gate 100 is not in such a way that the input current is drawn from the current mirror amplifier 220 gene will

werden den Basen der Transistoren 235, 236, 237 und 238 jeweils zur Verstärkung zugeführt. Die resultierenden Emitterströme der Transistoren 235, 236, 237 und 238 werden über Dioden 245, 246, 247 und 248 auf die einzelnen Klemmen 152, 162, 172 und 182 gegeben. Wenn also an die Klemme 211 ein Befehlseingangssignal gelegt wird, dann werden alle Thyristoren 151,161, 171, 181 mit Steuerstrom beliefert. Von diesen Thyristoren wird dann derjenige leitend, dessen Kathode an einem Stromweg liegt, der in einem Spalten-Treiberstrom-Generator endet. Wenn das Befehlseingangssignal von der Klemme 211 verschwindet, bleibt dieser ausgewählte Thyristor leitend.are applied to the bases of transistors 235, 236, 237 and 238 for amplification, respectively. The resulting Emitter currents of transistors 235, 236, 237 and 238 are applied to the via diodes 245, 246, 247 and 248 individual terminals 152, 162, 172 and 182. So when a command input signal is applied to terminal 211 is placed, then all thyristors 151, 161, 171, 181 are supplied with control current. Of these Thyristors will then be conductive, the cathode of which is on a current path that is in a Column drive current generator ends. When the command input signal from terminal 211 disappears, this selected thyristor remains conductive.

Die Dioden 245, 246, 247 und 248 sind vorzugsweise durch Lateraltransistoren gebildet, in denen Kollektor und Basis zusammengekoppelt sind, um jeweils die Anode darzustellen, während der Emitter des Transistors die Kathode darstellt. Diese Dioden verhindern, daß denjenigen der Thyristoren 151, 161, 171 und 181 Steuerstrom zugeführt wird, die in Spalten liegen, welche bereits einen leitenden Thyristor enthalten. Alle Thyristoren 151, 161, 171, 181 liegen mit ihren Anoden auf einem Potential, welches positiver ist als das positive Betriebspotential der Spannungsquelle 200. Die Steuerelektroden derjenigen der Thyristoren 151,161,171 und 181, die entweder leitend sind oder in einer einen leitenden Thyristor enthaltenden Spalte liegen, haben ebenfalls positiveres Potential als die positive Seite der Spannungsquelle 200. Diejenigen der Dioden 245, "!46, 247 und 248, die mit Steuerelektroden dieses positiveren Potentials verbunden sind, sind in Sperrichtung gespannt, so daß sie keinen Strom in die betreffende Steuerelektrode leiten.The diodes 245, 246, 247 and 248 are preferably formed by lateral transistors in which collector and base are coupled together to represent the anode, respectively, while the emitter of the transistor represents the cathode. These diodes prevent those of the thyristors 151, 161, 171 and 181 Control current is supplied, which lie in columns which already contain a conductive thyristor. All Thyristors 151, 161, 171, 181 have their anodes at a potential which is more positive than the positive Operating potential of the voltage source 200. The control electrodes of those of the thyristors 151,161,171 and 181, which are either conductive or are located in a column containing a conductive thyristor also more positive potential than the positive side of the voltage source 200. Those of the diodes 245, "! 46, 247 and 248, which are connected to control electrodes of this more positive potential, are in the reverse direction tensioned so that they do not conduct any current into the relevant control electrode.

Diejenigen der Dioden 245, 246, 247 und 248, die keinen Strom in eine Thyristor-Steuerelektrode leiten, bewirken, daß der ihnen jeweils zugeordnete npn-Transistor 235 bzw. 236 bzw. 237 bzw. 238 nichtleitend ist. Dies wiederum hat zur Folge, daß die jeweils zugeordneten der pnp-Transistoren 225, 226, 227 und 228, die nichi zur Belieferung eines der npn-Transistoren 235, 2.36, 237 und 238 mit Basisstrom aufgerufen werden, gesauigt sind. Wenn irgendeiner der pnp-Transistorcn 225, 226, 227 und 228 gesättigt ist, wird ein parasitärer Transistor zum Substrat gebildet, dessen (.s Stromverstärkung ausreichend groß ist, um die Impedanz an der Basis des pnp-Transistors nicht allzusehr /11 vermindern. Sonnt wird die Stromspiegeibe/iehung zwischen dem Transistor 223 und irgendeinem nichtgesättigten der Transistoren 225, 226, 227 und 228 nicht gestört.Those of the diodes 245, 246, 247 and 248 that do not conduct any current into a thyristor control electrode, cause the npn transistor 235 or 236 or 237 or 238 assigned to them to be non-conductive. This in turn has the consequence that the respectively assigned pnp transistors 225, 226, 227 and 228 which nichi to supply one of the npn transistors 235, 2.36, 237 and 238 are called with base current, are sauteed. If any of the pnp transistors 225, 226, 227 and 228 is saturated, a parasitic transistor is formed to the substrate, the (.s The current gain is sufficiently large so that the impedance at the base of the pnp transistor is not too great / 11 Reduce. The current mirror will be sunday between transistor 223 and any unsaturated one of transistors 225, 226, 227 and 228 disturbed.

Die F i g. 4, 5 und 6 zeigen eine Draufsicht sowie eine erste und eine zweite Schnittansicht eines Teils einer monolithischen Schaltung, welche die Widerstands-Dioden-Anordnung UO und den Transistor 105 aufweist. Zur Bildung dieser Schaltung wird mit einem p-leitenden Substrat 41 begonnen, auf welcher e^;ne Epitaxialschicht 42 aus η-leitendem Material gewachsen ist. Durch eine tiefgehende p + -Diffusion wird diese Epitaxialschicht in Wannen 42' und 42" unterteilt, die jeweils rechteckige Umrißlinien 42a' und 42a" haben. Die Trennwanne 42' ist die Kollektorzone des Transistors 105 und kann gemäß herkömmlicher Praxis unter sich ein »Nest« 42b aus η+ -Material haben. Die Trennwanne 42" ist die Kathodenzone der Widerstands-Dioden-Anordnung 110.The F i g. 4, 5 and 6 show a plan view and a first and a second sectional view of part of a monolithic circuit which has the resistor-diode arrangement UO and the transistor 105. To form this circuit is started with a p-conductive substrate 41, on which e ^; ne epitaxial layer 42 is grown from η-conductive material. A deep p + diffusion subdivides this epitaxial layer into wells 42 'and 42 ", each of which has rectangular outlines 42a' and 42a". The separating trough 42 'is the collector zone of the transistor 105 and, in accordance with conventional practice, can have a “nest” 42b of η + material below it. The separating trough 42 ″ is the cathode zone of the resistor-diode arrangement 110.

Durch gleichzeitige Diffusion oder Implantation werden innerhalb der Kollektorzone 42' ein p-Gebiet 44 als Basiszone für den Transistor 105 und innerhalb der Trennwanne 42" D-Gebiete 61,62,63 und 64 als Körper Tür die Widerstände 111, 121, 131, 141 gebildet. Das Gebiet 44 ist in der Draufsicht nach Fig.4 mit einer rechteckigen Unirißlinie 44a dargestellt, und die Lage des Gebiets 44 innerhalb der Kollcktor/.onc 42' ist besonders deutlich in F i g. b zu erkennen, die einen durch den Transistor 105 gehenden SchnittD— D' darstellt. Der in F i g. 5 dargestellte Schnitt C— C zeigt die Lage des p-Gebiets 64 in der Trennwanne 42".By simultaneous diffusion or implantation, a p-region 44 is created within the collector zone 42 'as the base zone for the transistor 105 and within the separating trough 42 "D-regions 61, 62, 63 and 64 as the body door, the resistors 111, 121, 131, 141 The area 44 is shown in the top view according to FIG Section D-D ' going through transistor 105. Section C-C shown in FIG. 5 shows the position of p-region 64 in separating trough 42 ″.

Nach dem Einbringen der p-Gebicie in die Trennwannen 42' und 42" werden durch einen folgenden Diffusions- oder Implantationsprozeß mehrere η'-Zonen gebildet: eine η+ -Emitterzone 48 mit rechteckiger Umrißlinie 48<( innerhalb der Basiszone 44 des Transistors 105; eine η *-Zone 42c innerhalb der Kollektorzone 42' des Transistors 105: eine η'-Zone innerhalb der Trennwannc 42'. und zwar unter der IJmrißlinie 50^r. Gleichzeitig kann auch eine η ' -Zone 65 eingebracht werden, um die Widerstände 111, 121, 131 und 141 zu »eingeschnürten« Widerständen zu machen. d. h. um ihre Widerstandswerte durch Qucrschnitisverminderung der p-Zonen 61,62,63,64 zu erhöhen.After the p-Gebicie have been introduced into the separating tubs 42 'and 42 "become several η' zones through a subsequent diffusion or implantation process formed: an η + emitter zone 48 with a rectangular outline 48 <(within the base zone 44 of the Transistor 105; an η * zone 42c within the Collector region 42 'of transistor 105: an η' region within the partition 42 '. namely under the outline 50 ^ r. At the same time, an η 'zone 65 be introduced to the resistors 111, 121, 131 and to turn 141 into "constricted" resistances. d. H. about their resistance values by reducing cross-section of the p-zones 61,62,63,64.

Der bis hierher beschriebene Aufbau wird mit einer Schicht aus Isoliermaterial überzogen, lypischerwcise ein Oxyd oder Nitrid des darunterliegenden Siliziummatcrials. Dieser Überzug bedeckt alle Bereiche mit Ausnahme bestimmter Fenster, durch welche elektrische Leiter mit den freiliegenden Halbleitorgebielen in Berührung treten können. Diese Leiter können beispielsweise eine durch Aufdampfung oder Zerstäubung gebildete Aluminium-Metallisierung sein. |edc der p-Zonen 61, 62, 63, 64 hat zwei Fenster, und zwar an jedem Ende eines. Durch die am einen Ende liegender Fenster wird jeweils ein ohmschcr Kontakt zu einerr Masseleiter 55 hergestellt. Über die an den anderer Enden liegenden Fenster werden die p-Zonen 61,62,63 und 64 jeweils in ohmschen Kontakt mit gesonderter Leitern oder Metallisierungen 51, 52, 53 und 54 gebracht, die anschließend mit den Eingangsklcmmer des strombetriebenen ODER-Gliedes verbunden wer den. F.in Fenster mit dem Umriß 50,-j liegt über dci Emitterzone 48 des Transistors 105, und durch diese Fenster steht diese Emitterzone mit dem Masseleiter 5' in Kontakt. F.in I ensier mit der IJmrißlinie 50/)gestatte einen ohmschen Kontakt einer Metallisierung 5<i 1111: <!■ Basiszone 44 des Transistors 105.The structure described so far is covered with a layer of insulating material, typically an oxide or nitride of the underlying silicon material. This coating covers all areas with With the exception of certain windows through which electrical conductors are connected to the exposed semi-porous panels in Can step into contact. These conductors can, for example, be made by vapor deposition or sputtering formed aluminum metallization. | edc of the p-zones 61, 62, 63, 64 has two windows, namely on one at each end. An ohmic contact is made through the window at one end Ground conductor 55 established. The p-zones 61,62,63 are located at the other ends of the window and 64 each in ohmic contact with separate conductors or metallizations 51, 52, 53 and 54 brought, which then connected to the input terminal of the current-operated OR gate who the. F.in window with the outline 50, -j is above dci Emitter region 48 of transistor 105, and through this This emitter zone is in contact with the ground conductor 5 '. F. in I ensier with the outline 50 /) an ohmic contact of a metallization 5 <i 1111: <! ■ Base zone 44 of transistor 105.

Ein Firmier iiiii der Unirißlinic 50/ bilde! den Zugan;A company iiiii of the Unirißlinic 50 / form! the access;

zum η+ -Gebiet 42c in der Kollektorzone 42' des Transistors 105. Ein Fenster mit der Umrißlinie 50g erlaubt den Zugang zu einem n⁺-Gebiet, welches innerhalb des Gebiets 42" der Widerstands-Dioden-Anordnung 110 liegt. Eine Me allisierung 57 stellt einen ohmschen Kontakt zwischen diesen n+-Gebieten her. wodurch die Kollektorzone 42' des Transistors 105 mit dem Gebiet 42" der Widerstands-Dioden-Anordnung 110 verbunden wird.to the η + region 42c in the collector zone 42 'of the transistor 105. A window with the outline 50g allows access to an n ^{+ region} which lies within the region 42 ″ of the resistor-diode arrangement 110 establishes an ohmic contact between these n + regions, as a result of which the collector zone 42 ′ of the transistor 105 is connected to the region 42 ″ of the resistor-diode arrangement 110.

Wie oben erwähnt, kann ein n + -Gebiet 65 in der aus den F i g. 4 und 5 ersichtlichen Weise vorgesehen sein, um die Querschnitte der p-Zonen 61, 62, 63, 64 senkrecht zu der zwischen ihren kontaktierten Enden verlaufenden Achse zu verengen und somit den ohmschen Widerstand zwischen diesen Enden zu vergrößern. Die in Durchlaßrichtung gespannten Teile von »Dioden« 113, 123, 133 und 143 liegen unter denjenigen Teilen der p-Zonen 61, 62, 63 und 64, die relativ hohes Potential aufweisen, d. h. dort, wo die ohmschen Kontakte mit den Metallisierungen 51,52,53 und 54 hergestellt werden. Die Lage dieser »Dioden« wird nicht merklich davon beeinflußt, ob man die erwähnte »Einschnürung« der Widerstände schafft oder nicht.As mentioned above, an n + region 65 in the form of FIGS. 4 and 5 can be provided in order to narrow the cross sections of the p-zones 61, 62, 63, 64 perpendicular to the axis running between their contacted ends and thus to increase the ohmic resistance between these ends. The parts of "diodes" 113, 123, 133 and 143 that are biased in the forward direction are below those parts of the p-zones 61, 62, 63 and 64 which have a relatively high potential, ie where the ohmic contacts with the metallizations 51, 52, 53 and 54 are produced. The position of these "diodes" is not noticeably influenced by whether the aforementioned "constriction" of the resistors is created or not.

Die relative Lage der p-Zonen 61, 62, 63 und 64 und des Transistors, dessen Kollektorzone mit ihrer Trennwanne oder ihren Trennwannen verbunden ist, muß nicht unbedingt genau so sein, wie es in der Draufsicht nach Fig.4 gezeigt ist, sondern kann auch wesentlich von dem gezeigten speziellen Ausführungsbeispiel abweichen. The relative position of the p-zones 61, 62, 63 and 64 and the transistor, whose collector zone with their Separating tub or its separating tubs connected does not necessarily have to be exactly as it is in the Top view according to Fig.4 is shown, but can also differ significantly from the specific embodiment shown.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten und vorstehend speziell beschriebenen strombetriebenen ODER-Glieder enthalten Bipolartransistoren, und in den Patentansprüchen sind Ausdrücke verwendet, wie sie gemeinhin für Transistoren dieses Typs gebräuchlich sind. Die Erfindung ist jedoch auch allgemein auf Ausführungen mit Feldeffekttransistoren anwendbar, da für die hier beschriebene Art der Stromlogik weniger die Stromverstärkung, sondern vielmehr die Transkonduktanz (machmal auch Gegenwirkleitwert genannt) von Transistoren wichtig ist. Der Ausdruck »Transistor« in den Patentansprüchen soll sowohl Feldeffekttransistoren als auch Bipolartransistoren umfassen, ausgenommen wenn spezielle Einzelheiten der physikalischen Struktur dem entgegenstehen. Die hier speziell verwendeten Ausdrücke »Basis«, »Emitter« und »Kollektor« stehen auch stellvertretend für die entsprechenden Elektroden von Feldeffekttransistoren (Gate oder Steuerelektrode, Source oder Quellenelektrode, Drain oder Abflußelektrode), wo Einzelheiten der physikalischen Struktur dem nicht entgegenstehen.The current-operated OR gates shown in FIGS. 1, 2 and 3 and specifically described above contain bipolar transistors, and expressions are used in the claims as they are commonly used are common for transistors of this type. However, the invention is also general to embodiments Can be used with field effect transistors, since the current amplification is less important for the type of current logic described here, but rather the transconductance (sometimes also called counteractive conductance) of transistors important is. The term "transistor" in the claims is intended to be both field effect transistors also include bipolar transistors, except if specific details of the physical structure dem oppose. The expressions "base", "emitter" and "collector" used here are also used representative of the corresponding electrodes of field effect transistors (gate or control electrode, Source or source electrode, drain or drainage electrode), where details of the physical structure dem not oppose.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Current-operated OR gate with several input terminals and a large number of transistors, their control electrodes individually DC-coupled to one of the input terminals assigned in each case are furthermore having an output terminal which is common to the output electrodes of all of the transistors, and to a common one Terminal with which the common electrodes of all of the transistors are DC-coupled, and which is connected to each of the input terminals via a respective ohmic element, thereby characterized in that a current regulator (13, 23; 5,13,23,33 '; 105,113,123,133,143) is provided, the combined current of the common electrodes of the transistors (12, 22; 12, 22, 32; 112,

122, 132, 142) and a number of output circuits (collectors of 13, 23; 13 ', 23', 33 '; 113,

123, 133, 143), each of which is DC-coupled to the control electrode of one of the transistors and the parts of the input currents reaching the control electrodes of these transistors so that the combined current of the common electrodes regardless of the number of input signals applied to the input terminals does not exceed a predetermined value.

2. Current-operated OR element according to claim 1, characterized in that the current regulator is a has another ohmic element (3), which between the common terminal and the interconnected common electrodes (emitter) of the first plurality of transistors (12, 22) is connected, and that the current regulator has a second A plurality of transistors (13, 23), the common electrodes (emitters) of which with the common Terminal are connected and their control electrodes (bases) with the interconnected common electrodes of the first plurality of transistors are connected and their output electrodes (Collectors) each separately with the control electrodes (bases) of the first plurality of Transistors are connected.

3. Current-operated OR gate according to claim 1, characterized in that the current regulator has an additional ohmic element (3; 103) which is DC-wise between the common terminal (C; ground) and the interconnected common electrodes (emitter) of the first plurality of Transistors (12, 22, 32; 112, 122, 132,

142) is switched, and that the current regulator has a further transistor (5, 105) whose common electrode (emitter) is connected to the common terminal and its control electrode in terms of direct current with the coupled common electrodes of the first plurality of the transistors is coupled and its output electrode (collector) each via a separate one Semiconductor junction (13 ', 23', 33 '; 113, 123, 133,

143) is connected to the control electrodes (bases) of all transistors of the first plurality.

4. Current-operated OR element according to claim 3, characterized in that the plurality of ohmic elements (11, 21, 31; 111, 121, 131, 141) by separate areas (61, 62, 63, 64) of a semiconductor material of a first conductivity type (p) are formed which are located within a common area (42 ") of a semiconductor material of the opposite conductivity type (s) , and that this common area is contacted and connected to the output electrode (collector) of the further transistor (5, 105), and that the boundary layer between each of the separate regions (61,62,63,64) of the first conductivity type on the one hand and said common region (42 ") on the other hand is one of the plurality of semiconductor junctions (13 ', 23', 33 '; 113,123,133,143) forms.

5. Use of the current-operated OR gate in a telephone crosspoint system.