DE3003849C2

DE3003849C2 - Arrangement for controlling a power transistor

Info

Publication number: DE3003849C2
Application number: DE19803003849
Authority: DE
Inventors: Klaus Jaeckel; Bernd W. Dipl.-Ing. 7410 Reutlingen Kalkhof
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-02-02
Filing date: 1980-02-02
Publication date: 1984-07-05
Also published as: DE3003849A1

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Ansteuerung eines Leistungstransistors nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on an arrangement for driving a power transistor of the type of the main claim.

Aus der DE-OS 19 32 531 ist bereits eine dreistufige Transistorverbundschaltung bekannt, die aus drei Transistoren abwechselnden Leitungstyps besteht, von denen der die mittlere Stufe bildende zweite Transistor den Leitungstyp der Gesamtschaltung bestimmt. Bei dieser bekannten Transistorverbundschaltung wird ein konstanter Strom in die Basis des zweiten oder in die Basis des zweiten und des dritten Transistors eingespeist. From DE-OS 19 32 531 is already a three-stage Transistor composite circuit known, which consists of three transistors of alternating conductivity type, of which the second transistor forming the middle stage determines the conductivity type of the overall circuit. at this known transistor composite circuit is a constant current in the base of the second or in the Base of the second and the third transistor fed.

Aus Tictze-Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, 4. Aufl., 1978, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Seite 5b ff sind ferner DarlingtonschalUingen bekannt, die zur Erhöhung der Stromverstärkung dienen und mit denen weitere Verbraucher angesteuert werden können. Diese Darlinglonschallungcn haben den Nachteil, daß an ihrer Ausgangs-Kollcktor-Emitter-Strecke eine höhere Sättigungsspannung auftritt als dies bei einzelnen Transistoren der Fall ist. Bei sinkenden Betriebsspannungen bedeutet dies, daß ein immer höher werdender Anteil der zur Verfügung stehenden Spannung an der Ausgangs-Kollektor-Hniiiier-Strockc ties ^r. Darlingtonlransistors abfällt, so daß zum Betrieb des Endverbrauchers keine ausreichende Spannung oder kein ausreichender Strom mehr zur Verfugung steht.From Tictze-Schenk, semiconductor circuit technology, 4th ed., 1978, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, page 5b ff DarlingtonschalUingen are also known, which are used to increase the current gain and with which other consumers can be controlled. These Darlinglon noises have the disadvantage that a higher saturation voltage occurs at their output collector-emitter path than is the case with individual transistors. With falling operating voltages, this means that an ever increasing proportion of the voltage available at the output collector Hniiiier-Strockc ties ^r . Darlington transistor drops, so that there is no longer sufficient voltage or current available to operate the end user.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit sinkender Betriebsspannung eine Stromquelle den Folgetransistor der Darlingtonschaltung ansteuert, so daß bei sinkender Betriebsspannung der Folgetransistor von der Stromquelle in die Sättigung gesteuert wird. Der Spannungsabfall an der Kollektoremit(erstrecke des Folgetransistors wird dann nicht mehr durch die Darlingtonschaltungsanordnung bestimmt, sondern durch die Sättigungsspannung des Folgetransistors. Der Spannungsabfall an der Kollektor-Emitter-Strecke des Folgetransistors ist also um den Spannungsabfall der Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors geringer, so daß auch bei niedrigen Betriebsspannungen ein ausreichender Strom oder eine ausreichende Spannung zur Ansteuerung des Verbrauchers zur Verfugung steht.The arrangement according to the invention with the characteristic Features of the main claim has the advantage that with decreasing operating voltage a current source controls the follower transistor of the Darlington circuit, so that when the operating voltage drops the follower transistor is controlled into saturation by the current source. The voltage drop on the collector with (the follower transistor will then no longer extend through the Darlington circuit arrangement determined, but rather by the saturation voltage of the follower transistor. The voltage drop on the collector-emitter path of the follower transistor is therefore equal to the voltage drop of the base-emitter path of the first Transistor lower, so that even at low operating voltages a sufficient current or a Sufficient voltage is available to control the consumer.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. So ist es besonders günstig, als Stromquelle eine Konstantstromquelle zu verwenden, die auch bei sich ändernder Betriebsspannung einen konstanten Strom abgibt. Besonders einfach herstellbarThe measures listed in the subclaims are advantageous developments and Improvements to the arrangement specified in the main claim are possible. So it is particularly cheap when Current source to use a constant current source, which also has a changing operating voltage delivers constant current. Particularly easy to manufacture

J5 war dabei eine Stromspiegelanordnung insbesondere dann, wenn die Schaltung in integrierter Bauweise ausgeführt werden soll. Zur Erhöhung der Stromverstärkung ist es bei höheren Strömen vorteilhaft, der Stromspiegelanordnung eine weitere Stromspiegelanordnung nachzuschaltcn. Obwohl durch Wahl einer geeigneten Stromstärke der Einsatzpunkt der Wirkung der Stromquelle beliebig gelegt werden kann, ist es besonders günstig, den eingeprägten Strom so festzulegen, daß er bei minimaler Versorgungsspannung und bei einem ge-J5 was a current mirror arrangement in particular when the circuit is to be implemented as an integrated design. To increase the current gain For higher currents, it is advantageous to add a further current mirror arrangement to the current mirror arrangement downstream. Although by choosing a suitable amperage, the starting point of the effect of the current source can be placed arbitrarily, it is particularly favorable to determine the impressed current so that it at minimum supply voltage and at a low

4^r) gebenen Wert eines Kollektorwiderstandcs der Darlingtonschaltung den Folgetransistor in die Sättigung steuert. Dadurch wird erreicht, daß gera-Je am kritischsten Punkt, nämlich der minimalen Versorgungsspannung, die Stromquelle die Sättigungsspannung des FoI-getransistors herabsetzt. Günstig ist es ebenfalls, die Stromquelle durch das Eingangssignal der Gesamtschaltungsanordnung zu steuern. Dadurch ist es möglich, nicht nur den ursprünglichen Schallungszusland beizubehalten, sondern auch bei niedrigen Betricbsspannungen die Schaltung vollständig in funktionsfähigen Zustand zu erhalten. Zum Schütze der Stromquellen ist es weiterhin günstig, mittels einer Spannungs.konstanthaltungsanordnung die Versorgungsspannung der Stromquellen zu klammern, so daß sie gegen kurzzeitige4 ^r ) given value of a collector resistance of the Darlington circuit controls the following transistor into saturation. It is thereby achieved that at the most critical point, namely the minimum supply voltage, the current source lowers the saturation voltage of the FoI transistor. It is also favorable to control the current source by the input signal of the overall circuit arrangement. This makes it possible not only to retain the original sound system, but also to keep the circuit fully functional even at low operating voltages. To protect the power sources, it is also advantageous to clamp the supply voltage of the power sources by means of a voltage

M) Überspannungen, Spannungsspitzen oder Schwingungen der Schaltungsanordnung geschützt ist. Als Nebencffckl tritt dabei noch auf,daß auch die Darlingloiischaltungsanordnung bei kurzfristigen Überspannungen keinen Schaden nehmen kann.M) Overvoltages, voltage peaks or vibrations the circuit arrangement is protected. As a side effect, there is also the Darlingloi circuit arrangement cannot be damaged in the event of short-term overvoltages.

Zeichnung
Ausführungsbeispiclc der IZiTindung sind in derdrawing
Implementation examples of the IZiTinden are in the

Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigtDrawing shown and explained in more detail in the following description

Fi g. 1 die prinzipielle Schaltungsanordnung nach der Erfindung.Fi g. 1 shows the basic circuit arrangement according to Invention.

Fi g. 2 ein praktisches Ausführungsbeispiel mit einer Stromspiegelanordnung als Stromquelle,Fi g. 2 shows a practical embodiment with a Current mirror arrangement as current source,

F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbcispiel mit zwei Stromspiegelanordnungen zur Erhöhung der Stromverstärkung, F i g. 3 a further exemplary embodiment with two current mirror arrangements to increase the current gain,

Fig.4 ein Ausführungsbeitpicl mit Konstanistromeinspeisung. 4 shows an exemplary embodiment with constant current feed.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Fig. 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung. An einem Eingang 1 wird ein Ansteuersignal, in der Zeichung durch ein Rechteckimpuls dargestellt, angelegt Das Eiwgangssignal gelangt an die Basis eines Transistors 2 und an die Basis eines weiteren Transistors 3. Während die Emitter der Transistoren 2 und 3 an eine gemeinsame Masseleitung 4 geführt sind, führt der Kollektor des Transistors 2 einerseits an die Basis eines ersten Transistors 5 einer Darlingtonschaltung 6, andererseits an einen Widerstand 7. Der erste Transistor 5 der Darlingtonschaltung 6 ist mit einem Folgetransistor 8 in der bei Darlingtonschaltungen üblichen Weise verbunden. Darlingtonschaltungen und ihre Funktion sind in dem Buch Tietze. Schenk, Halblciterschaltungstechnik, 4. Aufl., 1978, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Seile 56 ff ausführlich beschrieben.Fig. 1 shows the basic principle of the invention. On one A control signal, represented in the drawing by a square pulse, is applied to input 1 Eiwgangssignal arrives at the base of a transistor 2 and at the base of a further transistor 3. During the emitters of transistors 2 and 3 to a common Ground line 4 are guided, the collector of transistor 2 leads on the one hand to the base of a first transistor 5 a Darlington circuit 6, on the other hand to a resistor 7. The first transistor 5 of the Darlington circuit 6 is connected to a follower transistor 8 in the manner customary in Darlington circuits. Darlington connections and their function are in the book Tietze. Schenk, Halblciterschaltungstechnik, 4th ed., 1978, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Ropes 56 ff described in detail.

An eine Zuleitung 9 zwischen dem Emitter des ersten Transistors 5 und der Basis des Folgetransistors 8 ist eine Stromquelle 10 angeschlossen, die mit vom Kollektor des Transistors 3 ansteucrbar ist und mit der Spannungsleitung in Verbindung steht. Der Emitter des FoI- J5 gclransistors 8 führt einerseits zu dem einen Ende eines Widerstandes 11, der seinerseits wiederum mit der Masselcitung 4 in Verbindung steht, andererseits zur Basis eines als Verbraucher dienenden Leistungstransistors 12. Der Emitter des Leistungstransistors 12 führt über 4« einen Widerstand 13 zur gemeinsamen Masseleitung 4. Der Kollektor des Leistungstransistors 12 führt zu einem gestrichelt eingezeichneten Verbraucher 14. Dieser Verbraucher 34 kann beispielsweise ein Widerstand, eine Lampe, ein Relais oder eine andere elektrisch zu betätigende Einrichtung sein. Das andere Ende des Verbrauchers führt zur Versorgungsspannungsleitung 15. F.ine nicht eingezeichnete Versorgungsspannungsquelle wird zwischen die Versorgungsspannungsleitung 15 und die Masseleitung 4 geschaltet. An die Versorgungsspannungsleiuing 15 ist des weiteren eine Diode 16 in Durchlaßrichtung nachgeschaltet. Die Kathode der Diode 16 führt einerseits an das andere Ende des Widerstands 7, andererseits an das eine Ende eines Widerstandes 17. Das andere Ende des Widerstandes 17 führt zu den Kollektoren des Folgetransistors 8 und des ersten Transistors 5 der Darlingtonschaltung 6.To a lead 9 between the emitter of the first Transistor 5 and the base of the follower transistor 8, a current source 10 is connected to the collector of the transistor 3 can be controlled and is connected to the voltage line. The emitter of the FoI-J5 The transistor 8 leads on the one hand to one end of a resistor 11, which in turn connects to the ground wire 4 is in connection, on the other hand to the base of a power transistor serving as a consumer 12. The emitter of the power transistor 12 leads over 4 « a resistor 13 to the common ground line 4. The collector of the power transistor 12 leads to a consumer 14 shown in dashed lines. This consumer 34 can, for example, be a resistor, a Be a lamp, a relay or some other electrically operated device. The other end of the consumer leads to the supply voltage line 15. F. a supply voltage source, not shown is connected between the supply voltage line 15 and the ground line 4. To the supply voltage line 15 is also followed by a diode 16 in the forward direction. The cathode of diode 16 leads on the one hand to the other end of the resistor 7, on the other hand to one end of a resistor 17. The other end of the resistor 17 leads to the collectors of the follower transistor 8 and the first transistor 5 of the Darlington pair 6.

Zur besseren Verständlichkeit der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung sei diese mit Hilfe eines konkreten Zahlenbeispiels erläutert. Diese Zahlen haben w> beispielhaften Charakter. Die Schaltungsanordnung sei so dimensioniert, daß bei einer Ncnnvcrsorgungsspaniiiing von 12 Volt, die zwischen der Versorgungsleitung 15 und der Massclciiung 4 anliegen, die Schaltungsanordnung optimal dimensioniert ist. Der Widerstand 7 ist t>^r> dabei so dimensioniert, daß der Fototransistor 8 in Abhängigkeit von dem am Eingang I einliegenden Signal in die Sättigung gesteuert werden kann und die Darlingtonschaltungsanordnung 6 dann als solche arbeitet. Die Sättigungsspannung, die dann zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 8 abfällt, beträgt in etwa 1 Volt und setzt sich zusammen aus der X-ollektor-Emitter-Sättigungsspannung des ersten Transistors 5 von etwa 0,7 Volt und der Basis-Emilter-Sätligungsspannung des Folgetransistors 8 von etwa 0,3 Volt. Zur vollen Aussteuerung des Transistors 12 muß an dessen Basis eine Spannung von 2,5 Volt zur Verfugung stehen. Diese Spannung fällt an der Basis-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 12 und an dem Schutzwiderstand 13 ab, wenn durch den Verbraucher 14 ein Strom von etwa 5 Ampere fließt. Der Strom durch die Basis des Transistors 12 bestimmt sich bei gegebenen Kollektorstrom aus der Stromverstärkung des Transistors. Dieser maximale Basisstrom ermöglicht nun eine Berechnung des optimalen Wertes des Widerstandes 17, da der Spannungsabfall am Widerstand 17 bekannt ist. Bei einer Versorgungsspannung von 12 Volt wird die Spannung auf der einen Seite des Widerstandes 17 durch den Spannungsabfall an der Diode 16 um 0,7 Volt vermindert, soweit es sich bei der Diode 16 um eine Siliziumdiode handelt. Die auf der einen Seite des Widerstandes 17 anliegende Spannung beträgt also 11,3 Volt. Auf der anderen Seite des Widerstandes 17 setzt sich die Spannung aus der Basisspannung von 2,5 Volt und der Sättigungsspannung von 1 Volt zusammen, so daß diese Spannung bei voller Aussteuerung mindestens 3,5 Volt beträgt. Aus der Spannungsdifferenz von 7,8 Volt und dem maximal erforderlichen Strom läßt sich der Widerstand 17 optimal berechnen.For a better understanding of the mode of operation of the circuit arrangement, it will be explained with the aid of a concrete numerical example. These numbers are exemplary. Let the circuit arrangement be dimensioned in such a way that with a power supply voltage of 12 volts which are present between the supply line 15 and the grounding 4, the circuit arrangement is optimally dimensioned. The resistor 7 is ^{dimensioned t> r} > so that the phototransistor 8 can be controlled into saturation as a function of the signal present at the input I and the Darlington circuit arrangement 6 then operates as such. The saturation voltage, which then drops between the collector and emitter of transistor 8, is approximately 1 volt and is composed of the X collector-emitter saturation voltage of the first transistor 5 of about 0.7 volts and the base-Emilter saturation voltage of the Follower transistor 8 of about 0.3 volts. For full control of the transistor 12, a voltage of 2.5 volts must be available at its base. This voltage drops across the base-emitter path of the power transistor 12 and across the protective resistor 13 when a current of about 5 amperes flows through the load 14. The current through the base of transistor 12 is determined by the current gain of the transistor for a given collector current. This maximum base current now enables the optimal value of the resistor 17 to be calculated, since the voltage drop across the resistor 17 is known. With a supply voltage of 12 volts, the voltage on one side of the resistor 17 is reduced by 0.7 volts due to the voltage drop across the diode 16, provided that the diode 16 is a silicon diode. The voltage present on one side of the resistor 17 is therefore 11.3 volts. On the other side of the resistor 17, the voltage is made up of the base voltage of 2.5 volts and the saturation voltage of 1 volt, so that this voltage is at least 3.5 volts at full modulation. The resistor 17 can be optimally calculated from the voltage difference of 7.8 volts and the maximum current required.

Bricht nun die Betriebsspannung auf 5,5 Volt zusammen, so steht nach der Diode 16, also auf der einen Seite des Widerstandes 17 nur noch eine Spannung von etwa 4,8 Volt an. Andererseits bleibt jedoch die Spannung auf der anderen Seite des Widerstandes mit 3,6 Volt konstant. Bei einem optimal dimensionierten Widerstand 17 reicht der dann bei einem Spannungsabfall von 1,2 Volt fließende Strom durch den Widerstand nicht mehr aus, um den Leistungstransistor 12 voll durchzusteuern. Gelingt es nun, in die Basis des Folgetransistors 8 einen zusätzlichen Strom einzuspeisen, kann der Folgetransistor 8 voll sättigen, so daß die Sättigungsspannung nur noch 0,3 Volt beträgt, d. h. die am Widerstand 17 zur Verfügung stehende Spannung nunmehr 1,9VoIt statt 1,2VoIt beträgt. Der Ansteuerstrom ist dann ausreichend. If the operating voltage breaks down to 5.5 volts, there is 16 after the diode, i.e. on one side of the resistor 17 only has a voltage of about 4.8 volts. On the other hand, however, the tension remains on the other side of the resistor with 3.6 volts constant. With an optimally dimensioned resistor 17 If there is a voltage drop of 1.2 volts, the current flowing through the resistor is no longer sufficient, to fully control the power transistor 12. If it succeeds in the base of the follower transistor 8 one Feed in additional current, the follower transistor 8 can fully saturate, so that the saturation voltage only is still 0.3 volts, i.e. H. the voltage available at resistor 17 is now 1.9VoIt 1.2VoIt is. The control current is then sufficient.

Dieser Zusatzstrom wird von einer betriebsspannungsunabhängigen Stromquelle 10 erzeugt. Der Strom der Stromquelle 10 ergibt sich aus der Forderung, daß der Folgetransistor 8 bei der niedrigsten möglichen Versorgungsspannung, hier beispielsweise 5,5 Volt, und bei gegebenen Strom durch den Widerstand 17 und minimaler Stromverstärkung des Folgetransistors 8 diesen sättigen kann. Der vom Widerstand 7 zu liefernde Strom wird so dimensioniert, daß bei einer Versorgungsspannung von hier 12 Volt, d. h. der Nennversorgungsspannung, die Transistoren 5 und 8 als Darlingtonschaltung arbeiten. Entsprechend der Streuung der Stromverstärkungen der Transistoren 5 und 8 wird der Übergangsbereich Darlingtonbetrieb-Einzeltransistorbetrieb ebenfalls in Abhängigkeit von der Stromverstärkung variieren. Der Übergang geschieht also nicht plötzlich sondern fließend. Die Ansteuerung der Schaltungsanordnung erfolgt bei Nennbetriebsspannung durch den Transistor 2, der auf die Darlingtonschaltungsanordnung 6 einwirkt. Bei sehr niedriger Betriebsspannung wird die Schaltunesanordnune durch den Transistor λ This additional current is generated by a current source 10 that is independent of the operating voltage. The current of the current source 10 results from the requirement that the follower transistor 8 can saturate the follower transistor 8 at the lowest possible supply voltage, here for example 5.5 volts, and with a given current through the resistor 17 and minimal current gain of the follower transistor 8. The current to be supplied by the resistor 7 is dimensioned so that with a supply voltage of 12 volts here, ie the nominal supply voltage, the transistors 5 and 8 operate as a Darlington circuit. Corresponding to the spread of the current amplifications of the transistors 5 and 8, the transition region Darlington operation-single transistor operation will also vary as a function of the current amplification. The transition does not happen suddenly, but rather fluidly. The circuit arrangement is activated at the rated operating voltage by the transistor 2, which acts on the Darlington circuit arrangement 6. At a very low operating voltage, the Schaltunesanordnune is through the transistor λ

angesteuert, der auf die Stromquelle JO wirkt. In diesem Falle wird direkt der Folgetransistor 8 angesteuert, was zu einer geringeren Sättigungsspannung zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 8 führt.controlled, which acts on the power source JO. In this In the case of the following transistor 8 is activated directly, which leads to a lower saturation voltage between the collector and emitter of transistor 8 leads.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der die Stromquelle durch einen Stromspiegel ausgeführt ist. Diese Schaltungsanordnung ist besonders vorteilhaft integrierbar auszuführen. Gleiche Bauelemente sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Eingangssignal gelangt wiederum vom Eingang 1 an die Basis des Transistors 2 bzw. des Transistors 3. Die Emitter der beiden Transistoren 2 und 3 sind auf die gemeinsame Masseleitung 4 geführt. Der Kollektor des Transistors 2 steht einerseits mit der Eiasis des ersten Transistors 5 der Darlingtonschaltung 6 andererseits mit der einen Seile des Widerstandes 7 in Verbindung. Der Foigetransistor 8 ist mit dem ersten Transistor 5 in einer Darlingtonschaltung verknüpft. D'er Emitter des Folgetransistors 8 führt einerseits zu der einen Seite des Widerstandes ti andererseits zur Basis des Transistors 12, der hier ebenfalls als Darlingtontransistor ausgebildet ist. Der Emitter des Leistungstransistors 12 ist über den WiderstandFig. 2 shows a circuit arrangement in which the current source is implemented by a current mirror. This circuit arrangement is particularly advantageously designed to be integrable. The same components are included provided with the same reference numerals. The input signal comes from input 1 to the base of the Transistor 2 and transistor 3. The emitters of the two transistors 2 and 3 are on the common Ground line 4 out. The collector of the transistor 2 is on the one hand with the Eiasis of the first transistor 5 of the Darlington circuit 6 on the other hand with one of the cables of the resistor 7 in connection. The foil transistor 8 is linked to the first transistor 5 in a Darlington circuit. The emitter of the follower transistor 8 leads on the one hand to one side of the resistor ti on the other hand to the base of the transistor 12, which is also here is designed as a Darlington transistor. The emitter of the power transistor 12 is across the resistor

13 zur Masseleitung 4 geführt. An die Masseleitung 4 ist außerdem die andere Seite des Widerstandes 11 angeschlossen. Der Kollektor des Letstungstransistors 12 führt über den gestrichelt eingezeichneten Verbraucher13 led to ground line 4. The other side of the resistor 11 is also connected to the ground line 4. The collector of the Letstungstransistor 12 leads over the dashed line consumer

14 zur Versorgungsspannungsleitung 15. Von der Versorgungsspannungsleitung 15 geht außerdem die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 16 ab, die einesteils mit der einen Seite des Widerstandes 17 verbunden ist, der andererseits an den Kollektor des Folgetransistors 8 und des ersten Transistors 5 geführt ist. Von der Kathode der Diode 16 geht außerdem noch ein Widerstand 19 ab, dessen andere Seite wiederum an den Widerstand 7 führt. In einer Stromspiegelschaltungsanordnung sind Transistoren 21,22 angeordnet, wobei zwischen Kollektor des Transistors 2t uind der Masseleitung 4 ein Widerstand 23 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors 22 ist ebenso wieder Kollektor des Transistors 3 mit der Verbindungsleitung 9 verbunden. Stromspiegelschaltungsanordnungen sind bekannt und beispielsweise in Tietze, Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, 4. Aufl., 1978, S. 55, beschrieben. Die Stromspiegelanordnung dient dazu, auch bei schwankender Betriebsspannung einen konstanten Strom in die Basis des Transistors 8 einzuspeisen. Der Stromspiegel ist ein praktisches Ausführungsbeispiel der Stromquelle 10 von F i g. 1, die besonders einfach in integrierter Schaltungstechnik auszuführen ist. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 ist die gleiche wie in F i g. 1 ausführlich beschrieben. Um die Verlustleistung der Stromquelle klein zn halten, ist es insbesondere bei der Schaltung in integrierter Form günstig;, eine Obersetzung des Stromspiegels zu bewirken, so daß die am Widerstand 23 abfallende Verlustleistung gering bleibt.14 to the supply voltage line 15. From the supply voltage line 15 also goes off the forward-switched diode 16, the one part is connected to one side of the resistor 17, the other to the collector of the follower transistor 8 and the first transistor 5 is performed. A resistor 19 also goes from the cathode of the diode 16 from, the other side of which in turn leads to the resistor 7. In a current mirror circuit arrangement are Transistors 21,22 arranged, with between collector of the transistor 2t and the ground line 4 is a resistor 23 is switched. The collector of transistor 22 is also again the collector of transistor 3 with the Connection line 9 connected. Current mirror circuit arrangements are known and for example in Tietze, Schenk, semiconductor circuit technology, 4th ed., 1978, p. 55, described. The current mirror assembly serves to ensure a constant current into the base of transistor 8 even when the operating voltage fluctuates to feed. The current mirror is a practical embodiment of the current source 10 of FIG. 1 that special is easy to implement in integrated circuit technology. The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 2 is the same as in FIG. 1 described in detail. To the power loss of the power source Keeping it small, it is particularly advantageous in the case of the circuit in integrated form; a translation of the current mirror to cause, so that the dropping power loss at resistor 23 remains low.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel aufgezeigt, das ebenfalls leicht integrierbar ist und sich auch für höhere Ströme eignet. Der Eingang 1 der Schaltungsanordnung führt wiederum an die Basis des Transistors 2 sowie an die Basis des Transistors 3 und eines weiteren Transistors 25. Die Emitier der Transistoren 2, 3 und 25 sind wiederum mit der gemeinsamen Masseleitung 4 verbunden. Der Kollektor des Transistors 2 führt einerseits an die Basis des Transistors 5 der Darlingtonschaltung 6, andererseits an die eine Seite des Widerstandes 7. Der erste Transistor 5 ist mit dem Folgetransistor 3 in der üblichen Darlingtonschaltung verbunden. Der Emitter des Folgetransistors 8 ist einerseits mit der Basis des als Darlingtontransistor ausgebildeten Leistungstransistors 12 verbunden, andererseits mit der einen Seite des Widerstandes 11, der seinerseits an die Masseleitung 4 geführt ist. Der Emitter des Transistors 12 ist über den Widerstand 13 mit der Masseleitung 4 verbunden, während der Kollektor über den gestrichelt gezeichneten Verbraucher 14 an die Versorgungsspannungsleitung 15 geführt ist. An die Versorgungsspannungsleitung angeschlossen ist die in Flußrichtung gcpolte Diode 16, an deren Kathode über den Widerstund 17 der Kollektor des Folgetransistors 18 anliegt. Ebenfalls mit der Kathode der Diode 16 verbunden ist die eine Seite des Widerstandes 19, deren andere Seite einerseits mit dem Widersland 7 andererseits mit der Ka-5 thode einer Zenerdiodc 26 verbunden ist. Die Anode der Zenerdiode 26 ist mit der gemeinsamen Mussclcitung 4 verbunden. Zwischen Kollektor des Folgctransi.stors 8 und der Verbindungsleitung der beiden Widerstände 7 und 19 ist eine in Flußrichtung gepolte Diode 27 angeordnet. Des weiteren sind mit der Verbindungsleitung der Widerstände 7 und 19 die Emitter der Stromspiegeltransistoren 21 und 22 verbunden, wobei der Kollektor des Transistors 21 über den Widerstand 23 mit der Masseleitung 4 in Verbindung steht. An den Kollektor des Transistors 22 ist eine weitere Stromspiegelschaltung mit Transistoren 29 und 28 angeschlossen, wobei diese Transistoren die entgegengesetzte Polarität der Transistoren 21 und 22 haben. Zur Ansteuerung des ersten Stromspiegels steht der Kollektor des Transistors 3 sowohl mit den Basen der Transistoren 29 und 28 als auch mit dem Kollektor des Transistors 22 in Verbindung. Der zweite Stromspiegel mit den Transistoren 29 und 28 wird über den Transistor 25 angesteuert. Zu diesem Zweck ist der Kollektor des Transistors 28 mit der Vcrbindungsleitung zwischen den Widerständen 7 und 19 verbunden, während der Emitter des Transistors 28 und der Emitter des Transistors 29 sowie der Transistor 25 mit der Zuleitung 9 verbunden sind.In Fig. 3 a further embodiment is shown, which can also be easily integrated and is also suitable for higher currents. The input 1 of the circuit arrangement leads in turn to the base of transistor 2 and to the base of transistor 3 and one further transistor 25. The emitters of the transistors 2, 3 and 25 are in turn connected to the common ground line 4. The collector of transistor 2 leads on the one hand to the base of the transistor 5 of the Darlington circuit 6, on the other hand to one side of the resistor 7. The first transistor 5 is connected to the follower transistor 3 in the usual Darlington circuit. The emitter of the follower transistor 8 is on the one hand with the base of the power transistor designed as a Darlington transistor 12 connected, on the other hand to one side of the resistor 11, which in turn is connected to the Ground line 4 is performed. The emitter of the transistor 12 is connected to the ground line 4 via the resistor 13 connected, while the collector via the dashed line consumer 14 to the supply voltage line 15 is performed. Connected to the supply voltage line is the gcpolte in the flow direction Diode 16, at the cathode of which the collector of the follower transistor 18 is applied via the resistor 17. Likewise Connected to the cathode of the diode 16 is one side of the resistor 19 and the other side of the resistor with the opposing country 7 on the other hand with the Ka-5 method of a Zener diode 26 is connected. The anode of the Zener diode 26 is connected to the common circuit 4 tied together. Between the collector of the subsequent transi.stors 8 and the connecting line of the two resistors 7 and 19 a diode 27 polarized in the forward direction is arranged. Furthermore are with the connection line of resistors 7 and 19 are connected to the emitters of current mirror transistors 21 and 22, with the collector of the transistor 21 is connected to the ground line 4 via the resistor 23. To the collector of the Transistor 22 is connected to a further current mirror circuit with transistors 29 and 28, these Transistors have the opposite polarity of transistors 21 and 22. To control the first Current mirror is the collector of transistor 3 both with the bases of transistors 29 and 28 as well with the collector of transistor 22 in connection. The second current mirror with transistors 29 and 28 is controlled via transistor 25. For this purpose the collector of transistor 28 is connected to the connecting line connected between resistors 7 and 19, while the emitter of transistor 28 and the emitter of transistor 29 and transistor 25 are connected to lead 9.

Diese Schaltungsanordnung mit dem doppeltenThis circuit arrangement with double

Stromspiegel, der ebenfalls wiederum eine Übersetzung erhalten kann, hat den Vorteil, daß damit auch einfach und ohne Verlustleistung höhere Ströme erzeugt werden können. Die Stromverstärkung von pnp-Transistoren in Standardbipolartechnologie ist nämlich sehr gering, so daß die Stromübersetzung besser mit npn-Transistoren vorgenommen wird. Mit dieser Anordnung lassen sich also auch hohe Ströme erreichen, ohne daß die Verlustleistung im Widerstand 24 nennenswert zunimmt. Zum Schutz gegen die der Versorgungsspannung überlagerten kurzzeitigen Überspannungen wird die Schaltungsanordnung mit der Zenerdiode 26 geklammert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich um eine integrierte Schaltung handelt, deren Spannungsfestigkeil begrenzt ist. Diese Klammerung schützt die Transistoren des Stromspiegels vor Beschädigungen. Um auch die Dnrlingtonschaliimgsanordnung vor kurzzeitigen Überspannungen zu schützen, wird der Kollektor des Folgetransislors 9 mit der Diode 27 an das von der Zenerdiode 26 erzeugte Potential geklammert.Current mirror, which in turn can also receive a translation, has the advantage that it is also simple and higher currents can be generated without power loss. The current gain of pnp transistors in standard bipolar technology is namely very low, so that the current translation is better with npn transistors is made. With this arrangement, high currents can also be achieved without the Power loss in resistor 24 increases significantly. For protection against the supply voltage The circuit arrangement with the Zener diode 26 is clamped to superimposed short-term overvoltages. This is particularly advantageous if it is an integrated circuit whose Tension wedge is limited. These brackets protect the transistors of the current mirror from damage. The The collector of the following transistor 9 with the diode 27 clamped to the potential generated by the Zener diode 26.

Dadurch wird die gesamte Ansteuerungsanordnung besonders betriebssicher. Auch diese Schaltungsanordnung läßt sich auf einfache Art und Weise integriert ausführen.This makes the entire control arrangement special operationally reliable. This circuit arrangement can also be integrated in a simple manner carry out.

In Fig.4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt,A circuit arrangement is shown in FIG.

f>5 bei der der Widerstand 24 der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 durch eine Konsianlstromeinspeisung ersetzt isL Statt des Widerstandes 24 ist an den Kollektor des Transistors 2t der Kollektor eines weiteren Transi-f> 5 where the resistor 24 of the circuit arrangement according to FIG. 3 replaced by a Konsianlstromeinspeisung isL Instead of the resistor 24, the collector of another transistor is connected to the collector of the transistor 2t.

7 8 I 7 8 I.

stors 32 angeschlossen, dessen Kmitler über einen Wi- ^;:stors 32 connected, whose Kmitler via a Wi ^; :

derstand 34 an die gemeinsame Masseleitung 4 geführt Jjderstand 34 led to the common ground line 4 Jj

ist. Von einem Teilkollektor des Transistors 22 führt !$is. From a partial collector of transistor 22 leads! $

eine Leitung zur Basis des Transistors 32. Zwischen Ba- ψ a line to the base of transistor 32. Between Ba- ψ

sis und Kollektor des Transistors 32 ist ein Widerstand ^r> '|sis and collector of transistor 32 is a resistor ^r >'|

Xi geschaltet. Weiterhin führen von der Basis des Tran- E? Xi switched. Continue from the base of the Tran- E?

sistors 32 die Diode 30 und 31 in Rußriohiung gegen die '{■ sistor 32 the diode 30 and 31 in Rußriohiung against the '{■

gemeinsame Masscleitung 4. Die übrige Sehaltungsan- SCommon Masscleitung 4. The rest of the attitude- S

Ordnung entspricht der der I·' i g. 3. |Order corresponds to that of the I · 'i g. 3. |

Diese .Schaltungsanordnung, die leicht integrierbar to |j|This circuit arrangement, which can be easily integrated to | j |

ist, gewährleistet einen von der Betriebsspannung völlig
unabhängigen Strom. Der Strom wird durch den Widerstand 34 und die Emitterspannung am Transistor 32 bestimmt. Letztere ist durch den Spannungsabfall an den
Dioden 30 und 31 festgelegt, die durch den Kollektor !5
des Transistors 32 versorgt werden. Beim Anlegen der
Betriebsspannung dient der hochohmige Widerstand 33
zu einem definierten Start der Schaltung.is, ensures one of the operating voltage completely
independent electricity. The current is determined by resistor 34 and the emitter voltage at transistor 32. The latter is due to the voltage drop across the
Diodes 30 and 31 set by the collector! 5
of transistor 32 are supplied. When creating the
The high-resistance resistor 33 is used for the operating voltage
at a defined start of the circuit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 20For this purpose 2 sheets of drawings 20

JOJO

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for driving a power transistor (12) by means of a Darlington circuit (6). characterized in that between the emitter of a first transistor (5) of the Darlington circuit (6) and the base of a follower transistor (8) of the Darlington circuit (6) a constant current is fed in.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that for feeding the constant Current a constant current source (10) is used.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the constant current source (10) in a current mirror arrangement is switched.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that to increase the current gain the current mirror arrangement is followed by a further current mirror arrangement.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fed Current at minimum supply voltage and with a given value of a collector resistance (17) the Darlington circuit controls the following transistor (8) into saturation.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the power source (10) is controlled by the input signal of the overall circuit arrangement.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the control by means of transistors (2, 3.25) takes place.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the supply voltage the power source by means of a voltage stabilization arrangement (26) is bracketed.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that as KonUantstromquelle (10) a constant current source independent of the operating voltage is used.