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

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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...