DE2108101B2 - Schalterstromkrels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalterstromkreis mit einem Feldeffekt-Transistor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem FM-Empfangsgerät entstehen beispielsweise beim Verstimmen im allgemeinen starke Geräusche, was für den Benutzer beim Auswählen eines Rundfunksenders unangenehm ist. Beim Verstimmen sollte daher der Ausgang eines Niederfrequenz- oder Mittelfrequenz-Verstärkerkreis abgeschaltet werden, indem ein Schalterstromkreis mit diesem Verstärkerkreis verbunden wird, so daß das Auftreten von Geräuschen verhindert wird. Eine derartige Schaltung wird im allgemeinen Geräuschsperre genannt.

Bei den bekannten Geräuschsperren, bei denen ein Feldeffekt-Transistor (FET) als Schalterelement für diesen Verstärkerkreis verwendet wurde, wurde das Gate-Potential in bezug auf das Erdpotential konstant gehalten, wenn der FET leitend gemacht wurde.

Wenn daher die Spannung zwischen Source und Drain des FETs sich entsprechend dem Spannungswert des Signals, das an einen Ausgangsanschluß übertragen werden soll, ändert, ändert sich natürlich die Spannung zwischen Gate und Source. Das bedeutet, daß sich der Innenwiderstand des FETs ändert, was es unmöglich macht, große Spannungssignale zu verarbeiten. Wenn später Signale unter derartigen Bedingungen durch den FET laufen, hat dies sehr ίο leicht eine Deformation des Ausgangssignals zur Folge.

Aus der DT-AS 12 83 276 ist ferner eine Schaltungsanordnung zum Schalten von Analogsignalen bekannt, bei welcher die Gate-Spannung eines Schaltfeldeffekt-Transistors dem Potential des Eingangssignals folgen kann, um Ausgangssignale zu erhalten, die frei von jeder Deformation sind. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung sind jedoch zwei Feldeffekt-Transistoren erforderlich, von denen der ao eine ein Feldeffekt-Transistor eines P-Kanaltyps und daher sehr teuer ist. Darüber hinaus ist die Wahl des Feldeffekt-Transistors dadurch beschränkt, daß er eine ausreichend geringe Abschnürspannung aufweisen muß, damit der ihm nachgeschaltete Schalttransistör in einen ausreichend leitenden Zustand gebracht werden kann. Ferner muß zwischen Gate und Source des Feldeffekt-Transistors eine Vorspannung aufgebaut werden, die dann an Source und Gate des nachgeordneten Schalttransistors anliegt. Um diese Spannung zu beseitigen, muß dann entweder ein Schaltfeldeffekt-Transistor verwendet werden, der eine ausreichend geringe Abschnürspannung aufweist, oder der Wert eines Widerstandes muß so gewählt werden, daß zwischen Source und Drain ein starker Strom fließt, wodurch wiederum die Vorspannung zwischen Gate und Source nahezu beseitigt wird. Dies führt jedoch zu einem überflüssigen Stromfluß. Wenn nämlich die Potentialdifferenz zwischen Source und Gate des Schalttransistors nicht ausreichend klein ist, kann der Innenwiderstand dieses Schalttransistors nicht ausreichend klein gemacht werden, so daß kein zufriedenstellender, leitender Zustand beim Schalten erzielt werden kann.

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

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schalterstromkreis mit einem Feldeffekt-Transistor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromkreis so ausgelegt ist, daß er eine bestimmte Potentialdifferenz zwischen Source und Gate sowie zwischen Drain und Gate des Feldeffekt-Transistors unter Verwendung des inneren Diodenstromes des Feldeffekt-Transistors oder eines bezüglich des Feldeffekt-Transistors äußeren Diodenstromes aufrechterhält.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Feldeffekt-Transistor ein Sperrschicht-Transistor, und der Gatestrom fließt in Vorwärtsrichtung durch die Diodensperrschichten, die durch das Gate mit Source und Drain dieses Transistors gebildet werden, so daß das Gatepotential sich mit dem von Source und Drain ändert. Ferner kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Feldeffekt-Transistor ein Metalloxidhalbleiter-

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Feldeffekt-Transistor sein, und in dem Gleichstrom- Gate G mit der Source S und dem Drain G gebildet

kreis kann eine Diode in wenigstens einem der Ab- werden, um den Abschnitt zwischen Source Ä und

schnitte, die durch das Gate mit Source und Drain Drain D leitend zu machen. Dementsprechend wer-

gebildet werden, mit einer solchen Polarität geschal- den Signale, die dem Signaleingangsanschluß 3 zuge-

tet sein, daß sie entsprechend dem Zustand des 5 führt werden, zum Signalausgangsanschluß 5 geleitet.

Transistors zu- oder aufgemacht wird. Andererseits ist das Ein- oder Ausschalten des

Im Unterschied zu dem Stand der Technik in Form Transistors 8 durch eine Spannungsdifferenz zwischen

der DT-AS 1283 276 ist durch den Diodenstrom des der konstanten Spannung V_E und der Spannung V_c

Schalttransistors oder durch den Strom durch eine der Steuersignale bestimmt. Der Transistor 8 wird

der Dioden die Potentialdifferenz zwischen Source ίο nämlich eingeschaltet oder leitend gemacht, falls

und Gate in leitendem Zustand nahezu beseitigt. Die V_c > V_E und ausgeschaltet oder nichtleitend ge-

Gate-Spannüng des Transistors kann auch um die macht, falls V_c < V_E ist. Wenn der Transistor 8 ein-

Potentialdifferenz in Vorwärtsnchtung der Diode geschaltet wird, fällt das Potential des Gates G unge-

gegenüber der Source-Spannung positiv gemacht fähr auf die niedrige Höhe von V_E, um den FET 1 a

werden. Der Innenwiderstand des Transistors wird 15 zuzumachen, so daß kein Signal vom Signaleingangs-

daher äußerst klein, wodurch das Verhältnis des Wi- anschluß 3 zum Signalausgangsanschluß 5 des Ge-

derstandes in nichtleitendem Zustand und in leiten- räuschsperrkreises übertragen werden kann. Wenn

dem Zustand ansteigt. Dadurch sind Änderungen des dagegen der Transistor 8 zugemacht wird, steigt das

Innenwiderstandes des FETs in dessen leitendem Zu- Potential des Gates G wieder, so daß ein Strom in

stand verhindert und die Übertragung großer Span- so Vorwärtsrichtung durch die Diodensperrschichten

nungssignale ohne Deformation des Ausgangssignals fließt, wodurch eine Potentialdifferenz zwischen

ermöglicht. Source S und Gate G und auch zwischen Drain D

Im folgenden sollen als Beispiel bevorzugte Aus- und Gate G von einer bestimmten Höhe aufrecht er-

führungsformen der Erfindung an Hand der Zeich- halten wird. Das Potential des Gates G ändert sich

nung näher erläutert werden, wobei 25 nämlich mit denen von Source S und Drain D. Dem-

Fig. 1 eine Geräuschsperrschaltung nach einer entsprechend tritt keine Änderung im Innenwider-Ausführungsform der Erfindung zeigt, die einen stand des FET auf, so daß Signale von großer Höhe Sperrschicht-FET verwendet, ohne Deformation durch den FET laufen können.

F i g. 2 eine Geräuschsperrschaltung nach einer Wenn der Geräuschsperrkreis einen MOSFET 1 b

anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt, die 30 einschließt, wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist es nur nötig,

einen MOSFET verwendet. eine Diode D₁ zwischen Source 5 und Gate G oder

In F i g. 1 ist die Source S eines η-leitenden Sperr- eine Diode D₂ zwischen Drain D und Gate G zu schicht-FET 1 α mit einem Signaleingangsanschluß 3 schalten oder beide Arten von Schaltungen zu verüber einen Kondensator 2 verbunden, und ihr Drain D wenden. In diesem Fall haben die Dioden D₁ und D₂ ist über einen Kondensator 4 mit einem Signalaus- 35 eine Wirkung, die der der Diodensperrschichten des gangsanschluß 5 verbunden. Zwischen den Anschlüs- obengenannten Sperrschicht-FET äquivalent ist. senT_ß(+) und T_B' einer Gleichspannungsquelle ist Wenn der FET Ib nämlich leitend gemacht wird, eine Spannungsteilerschaltung aus Widerständen R₃ fließt ein Strom in Vorwärtsrichtung durch die Diode und U₄ vorgesehen. Der Spannungsteilerpunkt 6 die- D₁ oder D₂, so daß sich das Potential des Gates G ser Schaltung ist mit der Source 5 über einen Wider- 40 mit denen von Source S und Drain Rändert. Wenn stand R₁ und mit der Drain D über einen Widerstand der FET eingeschaltet ist, zeigen die Potentiale von R₂ verbunden. Parallel zu einem Widerstand i?₄ ist Source S und Drain G einen äußerst geringen Unterein Kondensator 7 geschaltet. Das Gate G des FET schied, so daß die Schaltung mit einer der beiden ist mit dem Anschluß T_B der Gleichspannungsquelle Dioden D₁ und D₂ die erfindungsgemäße Aufgabe erüber einen Widerstand R₅ verbunden. Es ist eine ge- 45 füllt.

trennte Spannungsteiler-Schaltung aus Widerständen Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden

R₇ und R₈ mit einem als V_E bezeichneten Spannungs- Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in ver-

abfall im Widerstand R₈ vorgesehen. Der Kollektor schiedenen Abwandlungen ausgeführt werden. Wäh-

eines Transistors 8 ist mit dem Gate G, der Emitter rend sie mit einem η-leitenden FET beschrieben

mit einem Anschluß 9 des Widerstands R₈ und die 50 wurde, kann auch ein p-leitender FET verwendet

Basis über einen Widerstand R₆ mit einem Steuer- werden, wenn dem FET eine Spannung mit umge-

signal-Eingangsanschluß 10 verbunden. Die Span- kehrter Polarität wie in dem beschriebenen Fall zu-

nung der Steuersignale, die zwischen den Anschluß geführt wird. Die oben beschriebene Ausführungs-

10 und dem Anschluß T_B' der Gleichspannungsquelle form bezieht sich auf den Fall, wo der erfindungs-

zugeführt werden, ist mit V_c bezeichnet. 55 gemäße Schalterkreis als Geräuschsperrkreis in einem

Gemäß der genannten Anordnung hat das Gate G Empfängergerät verwendet wird, um das Auftreten

ein höheres Potential als die Source S und das von Geräuschen in diesem zu verhindern, aber die

Drain D, so daß geringe Ströme in Vorwärtsrichtung Schaltung kann auch allgemein als elektronischer

durch die Diodensperrschichten fließen, die durch das Schalterkreis verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schalterstromkreis mit einem Feldeffekt-Transistor, dessen Source und Drain in Reihe mit einem Signalkreis geschaltet sind, um diesen durch Steuerung des Gate-Potentials zu schalten, mit einem Gleichstromkreis zum Anlegen einer geeigneten Spannung an Source, Drain und Gate des Transistors für dessen Betrieb und mit einer Einrichtung zum Schalten des Transistors durch Ändern seines Gate-Potentials entsprechend Steuersignalen, um den Signalkreis zu schalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromkreis so ausgelegt ist, daß er eine bestimmte Potentialdifferenz zwischen Source und Gate sowie zwischen Drain und Gate des Feldeffekt-Transistors unter Verwendung des inneren Diodenstromes des Feldeffekt-Transistors oder eines bezüglich des Feldeffekt-Transistors äußeren Diodenstromes aufrechterhält.

2. Schalterstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekt-Transistor ein Sperrschicht-Transistor ist und der Gatestrom in Vorwärtsrichtung durch die Diodensperrschichten fließt, die durch das Gate mit Source und Drain dieses Transistors gebildet werden, so daß das Gatepotential sich mit dem von Source und Drain ändert.

3. Schalterstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekt-Transistor ein Metalloxydhalbleiter-Feldeffekt-Transistor ist, und daß in dem Gleichstromkreis eine Diode in wenigstens einem der Abschnitte, die durch das Gate mit Source und Drain gebildet werden, mit einer solchen Polarität geschaltet ist, daß sie zugemacht wird, wenn dieser Transistor im nichtleitenden Zustand ist, und daß sie aufgemacht wird, wenn dieser Transistor im leitenden Zustand ist, wodurch sich das Gatepotential durch den Strom, der in Vorwärtsrichtung durch die Diode fließt, wenn dieser Transistor leitend ist, mit dem Potential von Source und Drain ändert.