DE2610177A1 - Fuehlerverstaerker mit drei moeglichen betriebszustaenden zum anschluss an datenvielfachleitungen - Google Patents

Description

Fühlerverstärker mit drei möglichen Betriebszuständen zum Anschluß an Datenvielfachleitungen»

Für die vorliegende Anmeldung wird die !Priorität aus der entsprechenden US-Anmeldung Serial-No. 557 597 vom 12<,3„1975 in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fühlerverstärker mit drei möglichen Betriebszuständen zum Anschluß an Datenvielfachleitungen, zum Betrieb zwischen Logikschaltungen in MOS- und in TTL-Schaltungstechnik,

Nach dem gegenwärtigen Stand der (Technik sind Metall/Oxyd/Silizium- oder MOS-Halbleiterbauelemente nicht mit den Vielfachleitungen von Transistor/Transistor-Logik- oder TTL-Schaltungen kompatibel und können daher nicht direkt als Treiber dieser TTL-Vielfachleitungen eingesetzt werden, weil im allgemeinen die Impedanz am Ausgang des MOS-Halbleiterbaueleraentes sehr hoch ist, und dieses damit die kapazitiven Lasten der TTL-Vielfachleitungen nicht treiben oder ansteuern kann,, Bs ist erforderlich, einige solche ,Bauelemente als Zwischenstufe zwischen dem betreffenden MOS-HaIb-

1 609840/0976

' ORIGINAL INSPECTED .

Leiterbauelementes und der TTL-Vielfachleitung einzusetzen, wobei diese Zwischenstufe die hohe Impedanz bei den Ausgangssignalen des MOS-Halbleiterbauelementes in eine niederohmige Ansteuerung für die TTL-Schaltung umwandelt. Vorbekannte Zwischenstufen bringen Spannungsvergleicherschaltungen in Anwendung, die hohe Eingangsimpedanzen aufweisen, und - zum Zwecke der Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit, wie auch zur Umsetzung des Stroms aus dem MOS-Hableiterbauelement in eine Spannung - erfordern diese Spannungsvergleicherschaltungen einen zusätzlichen Widerstand am Eingang, was nicht wünschenswert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen wenig aufwendigen Fühlerverstärker zum Übergang von einem MOS-Halbleiterbauelement auf eine TTL-Schaltung zu schaffen, der besonders gut auf beide Schaltungsarten (M)S und TTL) angepaßt ist, dabei eine erhöhte Ansprechgeschwindigkeit aufweist und gegenüber Störsignalen, Rauschen oder dergle weniger empfindlich als vorbekannte Schaltungen ist_o

Der zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene, erfindungsgemäße Fühlerverstärker ist dadurch gekennzeichnet, daß er eine Eingangsschaltung mit einem Eingangstransistor umfaßt, die mit einer Eingangs-Datenvielfachleitung verbunden ist, sowie einen Ausgangsanschluß, der mit einer anzusteuernden Logikschaltung verbunden ist, daß eine Schaltung zur Zuführung des Ausgangsstromes mit dem genannten Ausgangsanschluß verbunden ist und zeitweilig eine erste Spannungsquelle auf den genannten Ausgangsanschluß schaltet, daß eine Schaltung zur Abführung des Ausgangsstromes mit dem genannten Ausgangsanschluß verbunden ist und zeitweilig eine zweite Spannungsquelle auf den genannten Ausgangs-

2 609840/0976

anschluß schaltet, daß .eine Umscbaltvorrichtung mit der genannten Eingangsschaltung und der genannten" Schaltung zur Zuführung des Ausgangsstromes und der Schaltung zur Abführung des Ausgangsstromes verbunden ist und, auf selektive Weise auf die Zuführung eines ersten und eines zweiten Signales an der Eingangsschaltung ansprechend, das von der Eingangsdatenvielfachleitung kommt, die genannten Schaltungen umschaltet und eine neue Verbindung von der genannten ersten Spannungsquelle, oder bzw» von der genannten zweiten Spannungsquelle her zum genannten Ausgangsanschluß herstellt, und daß eine durch einen Strom gesteuerte Schaltung zur Festlegung desjenigen Schwellwertes vorgesehen ist, bei welchem der genannte Eingangstransistor anspricht und die Umschaltung der genannten Umschaltvorrichtung bewirkt«

Somit schafft die vorliegende Erfindung einen neuartigen Fühlerverstärker für den Übergang von MOS- auf TTL-Schaltungen, dieser Fühlerverstärker weist einen Ausgang mit drei möglichen logischen Betriebszuständen auf und bringt dazu das Prinzip des Stromfühlers in der Eingangsstufe in Anwendung, um eine verbesserte Ansprechgeschwindigkeit zu erzielen. Der MOS-Fühlerverstärker fühlt die von MOS-Halbleiterbauelementen eintreffenden Signale ab und setzt das jeweilige erfaßte Signal aus der MOS-Schaltung in ein Ausgangssignal um, das für die Eingänge einer TTL-Schaltung, und insbesondere für die Eingänge zu TTL-Vielfachleitungen geeignet ist und schneller und dabei kostengünstiger, bei verbesserter Unempfindlichkeit gegenüber Störsignalen und Rauschen, arbeit. Der erfindungsgemäße Wandlerverstärker bietet die Möglichkeit, - den Eingangsstrom abzufühlen und die Schwellwerte für den Eingang vorzubestimmen. Außerdem bietet die Eingangsstufe des erfindungsgemäßen Wandlerverstärkers die Möglichkeit für drei verschiedene

6098^0/0976

logische Betriebszustände am Eingang, wobei die Daten-Eingangsleitung auf einen gewählten Spannungswert festgeklemmt werden kann, während der MOS-Fühlerverstärker, der mit der Eingangs-Datenvielfachleitung verbunden ist, mit den TTL-Schaltungen auf der Ausgangs-Datenvielfachleitung zusammenwirkt. Zu denjenigen Zeitpunkten, wo gewünscht wird, daß die MQS-Halbleiterbauelemente miteinander über die Eingangs-Datenvielfachleitung in Verbindung treten, kann der Eingang des MOS-Fühlerverstärkers dadurch zum "Schwimmen" gebracht oder potentialfrei gemacht werden, daß ein Gatter zur Sperrung des Eingangssignales im MOS-Fühlerverstärker verwendet wird, dadurch wird die Möglichkeit für drei logische Betriebszustände am Eingang geschaffene

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise und anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich erläuterte Es zeigen:

Fig, 1: ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, mit einem umkehrenden Fühlerverstärker, der eingangs- und ausgangsseitig die Möglichkeiten für drei verschiedene logische Betriebszustände einschließt,

Figo 2: ein Schaltbild einer in dem Fühlerverstärker nach Fig. verwendeten Ausführungsform eines Sperrgatters für das Eingangssignal,

Figo 3s ein Schaltbild, das einen Fühlerverstärker nach Figo zeigt, der zwischen eine Eingangs-Datenvielfachleitung mit zugeordneten MOS-Halbleiterbauelementen und eine Ausgangs-Datenvielfachleitung geschaltet ist,

" ⁴ " 609840/097 6

I*ig. 4: ein Schaltbild eines Fühlerverstärkers, der dem Fühlerverstärker nach Figo 1 ähnelt, jedoch von nicht umkehrender Bauform ist, und

Fig. 5* ein Schaltbild eines Fühlerverstärkers, der dem Fühler-

ähnelt

verstärker nach Figo ί, und bei welchem der erfindungsgemäße Eingangsschaltungsteil mit drei möglichen logischen Betriebszuständen fortgelassen worden ist„

Die Erfindung bezieht sich auf Logikschaltungen mit drei logischen Betriebszuständen oder logischen Pegelwerten_o Eine derartige Logikschaltung ist in der US-PS 3 792 292 vom 12. Februar 1974· (Erfinder Ury Priel, als Inhaber die Anmelderin der vorliegenden Erfindung) zu finden,, Wie bei dieser vorbekannten Schaltungsanordnung, so umfaßt der Erfindungsgegenstand einen Eingangs-Gatterschaltungsteil, eine Pufferstufe, eine Schaltung zur Zuführung des Ausgangsstromes und eine Schaltung zur Abführung des Ausgangsstroraes, ein Gatter zur Sperrung des Ausgangs, wohingegen die Eingangs-Gatterschaltung bedeutende Unterschiede gegenüber vorbekannten Gatterschaltungen zeigt.

Es wird nunmehr auf Fig. 1 bezug genommen, danach umfaßt eine Eingangs-Gatteranordnung die Transistoren Q1 und Q2, die mit einem Eingangsanschluß 10 verbunden sind, eine Pufferstufe umfaßt die Transistoren QJ und Q4, und eine Ausgangsstufe umfaßt die Transistoren Q5 und Q6, eine Schaltung zur Zuführung des Ausgangsstromes schließt das Transistorpaar Q7 und Q8 ein, die mit einem Ausgangsanschluß 11 verbunden sind, eine Schaltung zur Abführung des Ausgangsstromes schließt den Transistor Q9 ein, und ein Gatter zur Sperrung des Ausganges umfaßt eine Umkehrschaltung

609840/0976

Es ist eine zusätzliche Gatterschaltung 13 vorhanden, die das Gatter zur Sperrung des Eingangs darstellte

Eine Stromquelle 14- liefert Strom zur Ansteuerung an die Basis des Transistors Q1, der als Schaltung zur Stromabführung arbeitet und im wesentlichen den Schwellwert bestimmt, bei welchem der Eingangstransistor Q2 leitend wird. Zur Erreichung seines Schwellwertes verlangt der Transistor Q1 einen gewissen Betrag an Strom an seiner BasiSo Bis zum Erreichen dieses Schwellwertes wird der Transistor Q2 durch eine Rückkopplungsdiode 15 leitend gehalten, weil ein Strom durch einen Widerstand 16, eine Diode 17 und die Diode 15 in die Basis des Transistors Q2 fließt, die mit dem Eingangsanschluß 10 verbunden ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ausgang des Gatters 13 zur Sperrung des Eingangs auf niedrigem Pegel oder aktiviert, was bei einem Pegel in der Höhe der Basis-Emitter-Spannurig geschieht, wie weiter unten ausführlich beschrieben wird. Folglich ergibt sich eine Leitungsverbindung nach Masse für den Emitter des Transistors Q2, und das Gatter am Eingang wird freigegeben«

Bevor irgend ein Strom der Basis des Transistors Q2 vom Eingangsanschluß 10 zugeführt werden kann, fließt ein Strom durch den Widerstand 16, die Diode 17, die Diode 15 und in die Basis des Transistors Q2 hinein. Ein ^gewisser Strom fließt zum Kollektor des Transistors Q1, und ebenso fließt ein gewisser Strom zum Kollektor des Transistors Q2, und dieser Transistor Q2 ist leitende Wenn der Transistor Q2 leitend ist, gibt es im wesentlichen einen Spannungsabfall über vier Diodenstrecken, der an der Basis des Transistors Q3 wirksam wird, wenn man den Basis-Emitter-Spannungsabfall Vg„ des Gatters 13, den Basis-Emitter-Spannungsabfall

609840/0978

des Transistors Q2 und die Spannungsabfälle an den Diodenstrecken der beiden Dioden 15 und 17 betrachtet. Dieser Spannungsabfall über vier Diodenstrecken ist ausreichend hoch, um den Emitterfolger mit dem Transistor Q3 leitend werden zu lassen, einen Strom zur Basis des Transistors Q4- zu leiten, und diesen Transistor Q4-in den Sättigungszustand zu bringen. Beim Erreichen des Sättigungs zustandes des Transistors Q4- wird der Transistor Q6 wie bei einem herkömmlichen TTL-Gatter gesperrt, folglich wird der Transistor Q9 zur Stromabführung gesperrt, und die Transistoren Q7 und Q8 zur Stromzuführung werden leitend, damit tritt ein höherer Spannungswert oder der logische Spannungswert V1^M am Ausgangsanschluß 11 auf. Somit ergibt sich bei einem niedrigen Stromwert oder dem Stromwert null am Eingangsanschluß 10 ein hoher Spannungswert oder der logische Spannungswert ^H1" am Ausgangsanschluß 11 dieser Umkehr schaltung«,

Das besondere Merkmal des Gatters 15 zur Sperrung des -üd von welchem ein Ausführungsbeispiel in Fig. 2 dargestellt ist, besteht darin, daß seine Ausgangsspannung am Kollektor eines Transistors 21 auf den Wert eines Basis-Emitter-Spannungsabfalles iV-n-g festgeklemmt wird, anstatt auf den Kollektror-Emitter-Spannungsabfäll V^g . beim Sättigungszustand überzugehen» Eine derartige Klemmschaltung wird dadurch erreicht, daß man einen zweiten Emitter 22 bei einem Phasenumkehrtransistor 23 verwendet und man diesen zweiten Emitter auf den Ausgang des Gatters 13 legt, so daß, wenn die Transistoren 21 und 23 leitend werden, die Ausgangsspannung aus dem Basis-Emitter-Spannungsabfall V-g_E des Transistors 21, vermehrt um den Basis-Emitter-Spannungsabfall V_B„ des Transistors 23 auftritt, und man über den Emitter 22 im wesentlichen zu dem Wert eines einzigen Basis-Emitter-Spannungsab-

609840/0978

falls 1V_BE gelangt» Daher liegt der niedrigere Ausgangsspannungswert am Gatter 15 bei dem Wert eines Basis-Emitter-Spannungsabfalls iV-g-g· Wenn nunmehr ein Eingangsstrom dem Eingangsanschluß zugeführt wird, so liefert dieser Strom zunächst den gesamten, vom Stromabführungstransistor Q1 beanspruchten Strom_e Zuvor war ein Strom über die Diode 15 in den Transistor Q1 hineingeflossen, wobei ein gewisser Anteil dieses Stromes in die Basis des Transistors Q2 hineingelangt war. Wenn also der Eingangsstrom dem Eingangsanschluß 10 zugeführt wird, so geschieht im wesentlichen, daß der von der Diode 15 kommende Strom durch den Eingangsstrom zum Kollektor des Transistors Q1 ersetzt wird. Bei Abgabe des gesamten beanspruchten Eingangsstromes an den Stromabführungstransistor Q1 fließt dann ein geringer zusätzlicher Strom in die Basis des Eingangs transistors Q2 hinein,, Hierbei ist zu bemerken, daß in diesem Betriebszustand der Strom zur Ansteuerung der Basis des Transistors Q2 nicht vom Widerstand 16 her, sondern vielmehr vom Eingangsstrom selbst geliefert wird_o Demzufolge wird der Transistor Q2 leitend und geht in den Sättigungszustand über_e Das Kollektorpotential des Transistors Q2 fällt bis in die Nähe des Emitterpotentials des Transistors Q2, und so nimmt die Spannung an der Basis des Transistors Q5 annähernd den Wert des Basis-Emitter-Spannungsabfalls, vermehrt um den Spannungsabfall bei Sättigung und den Spannungsabfall an einer Diodenstrecke (V--JJ+V _a-j-⁺^7)i_Ori_e) ^an» oder den Spannungsabfall über zwei Diodenstrecken und den Spannungsabfall bei Sättigung C^TVLode^sat^' wobei sich diese Spannung an der Basis des Transistors Q3 von dem oben beschriebenen Spannungsabfall in Höhe von vier einzelnen Diodenstrecken-Spannungsabfällen bei fehlender Stromzuführung am Eingang unterscheidet. Somit liegt die Spannungsauslenkung an der

609840/0976

Basis des Transistors Q3 bei 4-V_BE beim höheren Pegelwert und bei 2V_BE+V . beim niedrigeren Pegelwert. Dieser Spannungsabfall von

2V_n ,,+V , an den Diodenstrecken ist nicht ausreichend hoch, um BE sat

den Transistor Q4- leitend werden zu lassen, weil die Spannung an der Basis dieses letzteren Transistors auf den Wert von angenähert ^Vsat ^absinkt«

Wenn die Ausgangsspannung an dem Gatter 12 zur Sperrung des Ausgangs den höheren Pegelwert aufweist, so fließt kein Strom zum Emitter des. Transistors Q5, und der mit der Basis des Transistors Q5 verbundene Widerstand 18 liefert eine Ansteuerung an die Basis des Transistors Q6 und läßt die Transistoren Q6 und Q9 leitend werden, dadurch wird die Spannung am Ausgangsanschluß 11 wie bei herkömmlichen TTL-Gatterschaltungen auf einen niedrigen Pegel gebracht. Wenn also der Eingangsstrom am Eingangsanschluß 10 höher als der durch den Transistor Q1 festgelegte Schwellwert für den Strom ist, so wird der Ausgangspegel am Ausgangsanschluß 11 niedrig»

Die bisher beschriebene Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ist derart, daß die Fühlerschaltung aktiviert ist, hohe und niedrige Eingangspegel feststellt und diese in niedrige, bzw. hohe Ausgangspegel umsetzte Nun ist im normalen Betriebsfall der Ausgangsanschluß 11 der erfindungsgemäßen Schaltung mit einer Vielfachleitung für drei verschiedene logische Pegelwerte verbunden, die mit vielen anderen Schaltungen in Verbindung steht. Wie in vorbekannten Druckschriften, einschließlich der US-PS 5 792 292, erläutert, ist es sehr wünschenswert, zeitweilig diese Schaltung von der Vielfachleitung durch das Gitter 12 zur Sperrung des Ausganges zu trennen. Dies wird dadurch erseicht, daß ein hoher Spannungspegel an den Eingang des Gatters zur Sperrung gelegt wird,

609840/0976

um dieses Gatter leitend werden zu lassen, und damit einen niedrigen Spannungspegel an seinem Ausgang zu erhalten. Dies bringt den Emitter des Transistors Q5 auf einen niedrigen Pegelwert und · bewirkt die Sperrung der beiden Transistoren Q7 und Qß über die Diode 19, sowie die Sperrung der Transistoren Q5 und Q9, dadurch verbleibt der Ausgangsanschluß 11 weder auf einem hohen, noch auf einem niedrigen Spannungswert, sondern geht vielmehr in den Zustand einer hohen Impedanz über» Die als Schalter zur Potentialanhebung wirkenden Transistoren Q7 und Q8, und der als Schaltung für die Potentialabsenkung wirkende Transistor Q9 sind somit gesperrt und sprechen auf keines der Signale am Eingangsanschluß 10 an. Somit kann der Ausgang an dem Ausgangsanschluß 11 einen von drei verschiedenen Zuständen annehmen, d.h. hohen oder niedrigen Spannungpegel oder hohe Impedanz, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der erfindungsgemäßen Schaltung«,

Die Ausgangsspannung des Gatters 12 steuert ebenfalls das Gatter 1J zur Sperrung des Eingangs an, und wenn die Ausgangsspannung des Gatters 12 absinkt, und der Ausgang am Anschluß 11 in den Zustand der hohen Impedanz übergeht, so ist das als Umkehrschaltung wirkende Gatter 13 gesperrt, und dies gibt einen Strompfad vom Emitter des Transistors Q2 nach Masse frei* Der Transistor Q2 ist nichtleitend, d.ho er wirkt wie ein offener Schalter, und die Eingangsspannung am Eingangsanschluß 10 wird nicht festgeklemmt. Außerdem sperrt das Gatter 12, wenn sein Ausgang den niedrigen Pegel aufweist, die Stromquelle 14· und bewirkt damit, daß der Transistor Q1 ebenfalls gesperrt wird. Vor der Sperrung des Transistors Q2 war die Spannung am Eingang festgeklemmt; die Klemmschaltung bestand aus der niedrigen Impedanz der Diodenstrecke zwischen Basis und Emitter des T_ransistors Q2 und der festgeklemmten Spannung am Ausgang des

10 -

609840/0978

Gatters 13 zur Sperrung des Einganges, der Spannung vom Werte des Basis-Emitter-Spannungsabfalls V_BB "am Ausgang des Gatters 13. Im nicht festgeklemmten Zustand wird die Eingangsseite beim Eingangsanschluß 10 in den Zustand einer hohen Impedanz gebracht und verändert ihr Potential "schwimmend" auf- und abwärts in Abhängigkeit von den Vorgängen in der mit dem Eingang verbundenen MOS-Schaltung,

Die Erläuterung dieser Möglichkeit eines "schwimmenden" Zustandes am Eingangsanschluß 10 kann am besten unter Bezugnahme auf eine der vielen typischen Anwendungsmöglichkeiten dieses Fühlerverstärkers dargelegt werden, die in Figo 3 gezeigt wird«. Dort ist eine Eingangs-Datenvielfachleitung 31 dargestellt, die sowohl in Verbindung mit MOS-Schaltungen, als auch mit bipolaren Transistorschaltungen verwendet wird. Zwei MOS-Bauelemente, 32 und 33> sind als Blöcke veranschaulicht, und zwei bipolare Bauelemente,sind als Gatter, 34 und 35» dargestellt. Diese Ausführungsform veranschaulicht die Betriebsmöglichkeiten am Eingang und am Ausgang der MOS-Bauelemente und die Betriebsmöglichkeiten am Ausgang der bipolaren Bauelemente. Die Schaltung des Fühlerverstärkers nach der Erfindung ist ebenfalls in bipolarer Schaltungstechnik ausgeführt und wird durch den Block mit der Bezugsziffer 36 dargestellt. Der Eingangsanschluß 10 dieses Verstärkers' ist mit der Eingangs-Datenvielfachleitung 37 verbunden, die normalerweise nur in bipolarer Schaltungstechnik ausgeführt ist„

In gewissen Anwendungsfällen, wo eine Schnittstelle von einer Vielfachleitung 31 in MOS-Schaltungstechnik zu einer Vielfachleitung in TTL-Schaltungstechnik besteht, können die Spannungen auf ■ der Vielfachleitung 31 in MOS-Schaltungstechnik, wie oben erläutert,

609840/0978

auf den Wert zweier Diodenstrecken-Spannungsabfälle V^- festgeklemmt werden, und der Vorteil einer solchen Spannungskiemmschaltung am Eingang des Fühlerverstärkers 36 liegt darin, daß parasitäre Kapazitäten nicht von den MOS-Ausgängen mit ihrer hohen Impedanz auf- oder entladen werden müssen. Dadurch wird die Zugriffszeit verkürzt.

Bei gegenwärtig bekannten Fühlerverstärkern muß die MOS-Vielfachleitung 31 für den Fall, daß zwei MOS-Schaltungen miteinander
Daten austauschen sollen, ihr Potential auf· und abwärts schwanken lassen gemäß den logischen Zustandswerten der Daten sendenden
MOS-Schaltung und der die Daten empfangenden MOS-Schaltung, die
diese logischen Spannungswerte abführt. Daher besteht der Wunsch, den Eingang des Fühlerverstärkers 36 nicht festzuklemmen_e Die
erfindungsgemäße Eingangsschaltung mit drei verschiedenen Betriebszuständen nach Figo 1 gestattet, den Eingang nicht festklemmen zu müssen, und erlaubt somit, daß eine MOS¹SChaltung die Signale von anderen MOS-Schaltungen auf der Vielfachleitung 31 abfühlen kann»

Wenn, andererseits, eine Schaltung in MOS-Schaltungstechnik Daten mit einer Schaltung in bipolarer Schaltungstechnik austauscht, so wird der Eingang des Fühlerverstärkers 36 festgeklemmt, und die
Daten von der MOS-Schaltung werden einfach als Daten mit hohen und niedrigen logischen Spannungswerten zur TTL-Schaltung weitergeleiteto In diesem Fall gibt es eine festgeklemmte Eingangs-Datenvielfachleitung 31 bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb, weil die
Schaltungskapazitäten auf der Vielfachleitung nicht die A_nSp_rech_ geschwindigkeit der Schaltungsanordnung verschlechtern sollen,,

Gewisse Vorteile werden mit dem verbesserten Fühlerverstärker

12 -

609840/0976

nach der Erfindung erzielt. So wird die Ansprechgeschwindigkeit dadurch wesentlich verbessert, daß man Eingangsschaltungen zur Abfühlung des Stromes einsetzt. Die Spannung wird am Eingang festgeklemmt, dadurch werden die Ausgangs- und Schaltungskapazitäten der MOS-Schaltung neutralisiert. Die Eingangsimpedanz der Schaltung wird auf den Wert von zwei Diodenstrecken gemäß der oben beschriebenen A_Usführungsform herabgesetzt, oder auf den Wert von einer Diodenstrecke für die ^AusführungpEiform nach Fig. 5> die unten beschrieben wird, wodurch die Geschwindigkeit bei der Entladung der Kapazitäten der Vielfachleitung verbessert wird, wie sie bei den geringen Spannungsänderungen erforderlich wird, die bei einer Änderung des Stromes auftreten. Die Störfestigkeit wird dadurch verbessert, daß dem Konstrukteur die Möglichkeit geboten wird, den Strom des Schwellwertes vorzubestimmen. Die richtige Festlegung des Schwellwertes hängt von dem Störpegel ab, ferner von dem minimalen auftretenden Ausgangssignal aus der MOS-Schaltung, sowie von den Restsignalen aus irgendwelchen Eingangspufferschaltungen mit drei Betriebszuständen. Dadurch, daß der Schwellwert für den Eingang gerade über den Störpegel gelegt wird, kann die Ansprechgeschwindigkeit der Schaltungsanordnung verbessert werden. Auf ähnliche Weise kann für den Fall, wo der Störpegel auf einer Platine mit gedruckter Schaltung extrem hoch ist, oder wenn die Ansprechgeschwindigkeit nicht zu kritisch ist, der Schwellwert weiter angehoben, und dadurch noch mehr Störfestigkeit gewonnen werden.

Gegenüber vorbefcannten Schaltungen ist diese Stromfühlerschaltung kostengünstig, weil die Notwendigkeit eines zusätzlichen Widerstandes pro Eingang aufgehoben worden ist. Derartige Widerstände werden bei vorbekannten Spannungsfühlerschaltungen eingesetzt, um die Eingangsimpedanz zu vermindern und um die leitungskapazität zu

- 13 -

609840/0976

entladen. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung können verschiedene Stromfühlerschaltungen, beispielsweise sechs, in einem einzigen integrierten Schaltungsbaustein handelsmäßig angeboten werden»

Der Stromfühl erverstärk er nach I¹Xg₀ 1 ist von der umkehrenden Bauform, eine nicht umkehrende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung ist in Fig. 4- dargestellt. Diejenigen Bauelemente in der Darstellung nach Fig. 4-, die mit den bauelementen nach Fig.1 übereinstimmen, tragen dieselben Bezugsziffern_o Die Wirkungsweise ist dieselbe wie bei der Ausführungsform nach Figo 1, bis auf die Tatsache, daß bei niedrigem Eingangspegel am Eingangsanschluß 10, wenn der als Emitterfolger geschaltete Transistor Q5 leitend ist, der Transistor Q6 leitend wird und damit den Transistor Q9 zur Stromabführung leitend werden läßt» Die Transistoren Q7 und Q8 sind dabei nicht leitend, und es tritt ein niedriger Ausgangspegel am Ausgangsanschluß 11 auf. Wenn andererseits ein hoher Eingangspegel am Bingangsanschluß 10 vorliegt, so werden die Transistoren Q3 und Q5 nichtleitend, jedoch die Transistoren Q7 und Q8 leitend, und es ergibt sich ein hoher Ausgangspegel am Ausgangsansehluß 11₀

Es wird nunmehr auf Fig. 5? bezug genommen, dort ist eine Ausführungsforra der vorliegenden Erfindung dargestellt, die der Ausführungsform nach Figo 1 bis auf die Tatsache ähnelt, daß die Möglichkeit von drei verschiedenen Betriebszuständen nicht einbegriffen ist. Ähnlich wirkende Bauelemente tragen dieselben Bezugsziffern wie die entsprechenden Bauelemente nach Fig_e 1.

Gemäß Fig_o 4- ist der Eingangspegel stets auf den Wert eines Basis-Emitter-Spannungsabfalls IV-ow beim Eingangstransistor Q2' festgeklemmt. Wie zuvor ausgeführt, wird der Wert des Stromes, der

"6 09840/0976

von der Stromquelle 14· stammt, am Transistor Q1 für die Stromabführung festgelegt. Wenn der Eingangsstrom am Eingangsanschluß 10 fehlt," so fließt ein gewisser Strom über die Diode 17 zum Kollektor des Transistors Q2, damit leitet dieser Transistor, ist jedoch noch nicht im Sättigungszustand. Die Ausgangsspannung des Transistors Q2 wird auf den Wert des Spannungsabfalls an zwei üiodenstrecken festgeklemmt. Der Spannungsabfall an den Diodenstrecken ist ausreichend hoch, um den als Emitterfolger geschalteten Transistor Q3 leitend werden zu lassen und Strom zur Basis des Transistors Q4· zu leiten, der damit in die Sättigung übergeht» Der Transistor Q6 und der Transistor Q9 sind nichtleitend, während die Transistoren Q7 und Q8 leitend sind, und damit tritt ein hoher logischer Spannungswert ^M1" am Ausgangsanschluß 11 auf_o

Wenn der Eingangsstrom am Eingangsanschluß 10 höher als der mit dem Kollektorstrom des Transistors Q1 festgelegte Schwellwert ist, so fließt zusätzlicher Strom zur Basis des Exngangstransxstors Q2, * und dieser geht in die Sättigung über_o Wie zuvor wird der als Emitterfolger geschaltete Transistor Q3 nichtleitend, ebenso wird der Transistor Q4· nichtleitende Wenn das Gatter zur Sperrung des Ausganges gesperrt ist, so fließt kein Strom zum Emitter des Transistors Q5 hin, und der mit der Basis des Transistors Q5 verbundene Widerstand 18 liefert eine Basisansteuerung zur Basis des Transistors Q6_O Die Transistoren Q6 und Q9 werden damit leitend und bringen die Ausgangsspannung am Ausgangsanschluß 11 auf einen niedrigen Werte Wie oben erläutert, kann das Gatter 12 zur Sperrung rl des Ausgangs _zur Steuerung des Ausgangs in der Weise eingesetzt werden, daß sich drei verschiedene Betriebszustände am Ausgang ergebene

- Patentansprüche -

- 15 -

609840/0976

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   !Fühlerverstärker mit drei möglichen Betriebszuständen zum Anschluß an Datenvielfachleitungen, zum Betrieb zwischen Logikschaltungen in MOS- und in TTL-Schaltungstechnik, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Eingangsschaltung mit einem Eingangstransistor (Q1, 12-15) umfaßt, die mit einer Eingangs-Datenvielfachleitung (31) verbunden ist, sowie einen Ausgangsanschluß (11), der mit einer anzusteuernden Logikschaltung verbunden ist, daß eine Schaltung zur Zuführung (Q7, Q8) des Ausgangsstromes mit dem genannten Ausgangsanschluß (11) verbunden ist und zeitweilig eine erste Spannungsquelle auf den genannten Ausgangsanschluß (11?, daß eine Schaltung zur Abführung (Q9) des Ausgangsstromes mit dem genannten Ausgangsanschluß (11) verbunden ist und zeitweilig eine zweite Spannungsquelle auf den genannten Ausgangsanschluß (11) schaltet, daß eine Umschaltvorrichtung (Q2-Q6, 18, 19) mit der genannten Eingangsschaltung (Q1, 12-15) und der genannten Schaltung, zur Zuführung (Q7» Q8) des Ausgangsstromes und der

   Schaltung zur Abführung (Q9) des Ausgangsstromes verbunden ist, und, auf selektive Weise -auf die Zuführung eines ersten und eines zweiten Signals an der Eingangsschaltung (Q1, 12-15) ansprechend, das von der Eirigangs-Datenvielfachleitung (31) kommt, die genannten Schaltungen (Q7, Q8, Q9) umschaltet und eine Verbindung von der genannten ersten Spannungsquelle , oder bzw. von der genannten zweiten Spannungsquelle her zum genannten Ausgangsanschluß (11) herstellt, und daß eine durch einen Strom gesteuerte Schaltung zur Festlegung des Schwellwertes vorgesehen ist, bei welchem der genannte Eingangstransistor (Q1) anspricht und die Umschaltung der genannten Umschaltvorrichtung (Q2-Q6, 18, 19) bewirkt«

   16 -

   609840/0976

   2. Fühlerverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, durch einen Strom gesteuerte Schaltung mit dem genannten Eingangstransistor (Q1) verbunden ist und den Stromfluß durch diesen letzteren steuert.

   3« Fühlerverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltung zur Abführung des Stroms einen Transistor (Q9) mit Basis, Kollektor und Emitter umfaßt, daß ein Stromgenerator (Q6) mit der Basis des genannten Transistors (Q9) zur Stromabführung verbunden ist und den Stromfluß durch diesen letzteren Transistor steuert, äaß der genannte Eingangstransistor (Q1) eine Basis aufweist, die mit der genannten Eingangs-Datenvielfachleitung (31) verbunden ist, ebenso wie mit dem Emitter/Kollektor-Stromkreis des genannten Transistors zur Stromabführung, und daß der Strom durch den Emitter/Kollektor-Stromkreis des genannten Eingangstransistors (Q1) sowohl durch den genannten Transistor zur Stromabführung, als auch durch das Eingangssignal von der genannten Eingangs-Datenvielfachleitung gesteuert wird₀

   4-„ Fühlerverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Sperrschaltung (12) mit der genannten Umschaltvorrichtung (Q3-Q6) verbunden ist, um den Betriebszustand mit dem hohen Impedanzwert an dem genannten Ausgangsanschluß (11) zu erzeugen und damit die Möglichkeit für drei verschiedene Betriebs zustände an dem genannten Ausgangsanschluß (11^ zu schaffen.

   5. Fühlerverstärker nach Anspruch 2-4-, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Schaltung (12) zur Sperrung umfaßt, die mit der genannten Umschaltvorrichtung (Q3-Q6) verbunden ist und die

   - 17 -

   609840/0976

   genannte Schaltung (Q7>Q8) zur Zuführung des Ausgangsstromes und die Schaltung (Q9) zur Abführung des Ausgangsstromes sperrt und den Betriebszustand des hohen Impedanzwertes an dem genannten Ausgangsanschluß (11) erzeugt und somit die Möglichkeit für drei verschiedene Betriebszustände bei der genannten Eingangsschaltung schafft«

   60 Fühlerverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Umschaltvorrichtung einen Schalttransistor (Q2) umfaßt, dessen Basis mit dem genannten Bingangstransistor (Q1) verbunden ist und von einem Schaltzustand in den anderen in Abhängigkeit von dem Spannungswert an seiner Basis umgeschaltet wird, daß der genannte Eingangstransistor (Q1) in Abhängigkeit von dem Strom in dem genannten Transistor zur Stromabführung wirkt und den Spannungspegel an der Basis des genannten Schalttransistors (Q2) festlegt.

   7e Fühlerverstärker nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schalttransistor (Q2) mit dem Emitter/Kollektor-Stromkreis des genannten Eingangstransistors (Q1) verbunden ist_o

   δ» Fühlerverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Schaltung (13) umfaßt, die mit der Eingangsschaltung verbunden ist, diese letztere sperrt und ermöglicht, daß sich die Spannung auf der genannten Eingangs-^atenvielfachleitung (31) gegenüber der Eingangsschaltung frei verändert, und somit die Möglichkeit für drei verschiedene Betriebszustände an der genannten Eingangsschaltung geschaffen wirdo

   18 -

   609840/0978

   9. Fühlerverstärker nach Anspruch Ί und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Eingangsschaltung einen Eingangstransistor (Q1) zur Aufschaltung auf die genannte Eingangs-Datenvielfachleitung (31) umfaßt, daß diesem Eingangstransistor ein Eingangssignal mit hohem oder niedrigem Spannungswert von der genannten Eingangs-Datenvielfachleitung (31) her zugeführt wird, und daß die genannte Schaltung (13) zur Sperrung eine Schaltung zur Sperrung des Eingangstransistors (Q1) umfaßt, um zu ermöglichen, daß sich die Spannung auf der genannten Eingangs-Datenvielfachleitung (31) frei verändern kann₀

   19 -

   609840/0976