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Schutzschaltung für einen Bipolartransistor-Verstärker

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018002D
Original Publication Date: 2001-Dec-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 159K

Publishing Venue

Siemens

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Wolfgang Dürr: AUTHOR

Abstract

Bipolartransistoren haben eine relativ niedrige Durchbruchsspannung der Basis-Emitter-Diode Veb0. Bei ausgeschalteten Transistoren kann es durch ungewollte, hohe Wechselspannungseingangs- signale durch einen Gleichrichtereffekt zu negativen Basis-Emitter-Spannungen kommen, die die maximal zulässige Durchbruchsspannung überschreiten kön- nen. Dies hat eine nicht reversible Degradation der Transistoreigenschaften oder eine Zerstörung des Transistors zur Folge. Es gilt nun unter den genann- ten Bedingungen eine Lösung zu finden, die den Transistorverstärker für höhere Wechselspannungs- eingangssignale wiederstandsfähig machen.

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Energie

In der Abbildung 1 ist ein Ausführungsbeispiel dar-gestellt:

Schaltungsbeschreibung

a)     Verstärkerbetrieb, eingeschalteter TransistorSchalter 6 ist geschlossen und Schaltsignal 4 be-sitzt Massepotential. Dann wird der Arbeitspunktdes Transistors 9 über die drei Widerstände 7, 2und 3 eingestellt. Der Transistor ist bestromt undverstärkt eine am Eingang 1 anliegende Wech-selspannung zum Ausgang 8 hin.

b)     Herkömmlich ausgeschalteter Transistor, Schutz-schaltung unwirksam  Schalter  6  ist  offen  undSchaltsignal 4 besitzt Massepotential. Eine hohe,ungewollte Wechselspannung am Eingang 1

Abb. 1

Schutzschaltung für einen Bipo-lartransistor-Verstärker

Idee: Wolfgang Dürr, Ulm

Bipolartransistoren haben eine relativ niedrigeDurchbruchsspannung der Basis-Emitter-DiodeVeb0. Bei ausgeschalteten Transistoren kann esdurch ungewollte, hohe Wechselspannungseingangs-signale durch einen Gleichrichtereffekt zu negativenBasis-Emitter-Spannungen kommen, die die maximalzulässige  Durchbruchsspannung  überschreiten  kön-nen. Dies hat eine nicht reversible Degradation derTransistoreigenschaften  oder  eine Zerstörung desTransistors zur Folge. Es gilt nun unter den genann-ten  Bedingungen  eine  Lösung  zu  finden,  die  denTransistorverstärker  für  höhere Wechselspannungs-eingangssignale wiederstandsfähig machen.

Bisher wurde dieses Problem  meist  durch  eine  zu-sätzliche Diode zwischen dem Basis- und dem Emit-teranschluss  gelöst,  entweder  durch  eine  schaltbareDiode  in  Flussrichtung  oder  durch eine nicht ge-schaltete Diode in Sperrrichtung.

Die  Idee  besteht  in  der Durchsteuerung der Basis-Emitter-Diode  des  zu  schützenden  Transistors  übereinen Widerstand. Hierdurch erhöht sich die zulässi-ge Eingangswechselspannung an dessen Eingangwesentlich. Bei dieser Lösung werden Widerständebenutzt, die zur Arbeitspunkteinstellung des Transis-tors ohnehin notwendig sind. Über den einen wird dieBasis-Emitterdiode  des  Transistors  durchgeschaltet,mit dem zweiten zwischen Basis und Kollektor wirdder  Transistor  in  Sättigung  gebracht,  damit  diesernicht die unerwünschten Eingangssignale weiter ver-stärkt. Die neue Lösung hat keine oder nur geringeZusatzkosten und zeichnet sich durch einen geringe-ren Platzbedarf im Vergleich zu den bisherigen Lö-sungen  aus.  Auf  eine  zusätzliche  Diode  kann  ver-zichtet werden. Weitere Vorteile sind:

•   Der  im  allgemeine...