Brevet FR2011067A1 — publié le 19700227

La présente invention concerne un dispositif de commutation susceptible de commuter des signaux à haute fréquence avec un gain élevé et qui, selon certains modes de réalisation, permet la commutation de certains signaux ayant 5 une grande amplitude. Un dispositif de commutation conforme à l'invention comprend une voie de transmission de signal formée par les trajets émetteur-collecteur d'au moins une paire de transistors de commutation de types de conduction opposés formant deux trajets 10 parallèles et complémentaires suivant une diagonale d'un pont de résistances, l'autre diagonale du pont étant connectée aux bornes d'une source de tension continue, les bases respectives des transistors de commutation étant reliées aux bornes opposées de la source, chacune à travers le trajet collecteur-émetteur d'un 15 transistor de verrouillage, un dispositif à conduction unidirectionnelle étant branché en série entre la base de chaque transistor de commutation et son transistor de verrouillage associé, tandis que des moyens sont prévus pour bloquer et débloquer simultanément lesdits transistors de verrouillage par lesquels 20 les transistors de commutation sont simultanément bloqués ou débloqués. Selon une forme particulière de réalisation, la voie de transmission de signal du dispositif de commutation conforme à la présente invention est formée par les trajets émetteur-25 collecteur d'au moins deux paires de transistors de commutation, les transistors de chaque paire étant de types de conduction opposés, les trajets émetteur-collecteur de même type de conduction étant connectés en série, ce qui forme deux chaînes complémentaires dans l'une des diagonales dudit pont de résistances. 50 De préférence, la base de chaque transistor de verrouil lage, associé à un transistor de commutation de l'un des types de conduction, est connectée au collecteur d'un transistor de commande commun et la base de chaque transistor de verrouillage, associé à un transistor de commutation de type de conduction 35 opposé, est connectée à l'émetteur dudit transistor de commande, le collecteur et l'émetteur de ce dernier étant respectivement reliés, par une résistance de collecteur et par une résistance d'émetteur, aux bornes de ladite source de tension continue, tandis que des moyens sont prévus pour bloquer et débloquer le 4o transistor de commande, de façon à effectuer simultanément le 69 19948 2 2011067 blocage ou le déblocage dès transistors de verrouillage. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 5 La figure 1 montre schématiquement un dispositif de commutation conforme à l'invention, comportant une seule paire de transistors de commutation. La figure 2 illustre schématiquement un dispositif de commutation conforme à l'invention, comportant trois paires 10 de transistors de commutation. Sur la figure 1, les signaux d'entrée sont appliqués sur les émetteurs des transistors de commutation Tr^ et Trg, les signaux de sortie étant prélevés sur leurs collecteurs Les transistors Tr^ et Tr^ sont de types de conduction opposés 15 le transistor Tr^ étant du type NPN et le transistor Tr^ étant du type PNP. Les trajets émetteur-collecteur des transistors Tr^ et Trg sont reliés en parallèle de façon complémentaire, de sorte que, lorsque les transistors sont débloqués, ils forment une voie de transmission pour les signaux, le trajet émetteur-20 collecteur du transistor Tr^ transmettant les signaux ou les portions de signaux d'entrée positifs et le trajet émetteur-collecteur du transistor Tr2 transmettant les signaux ou les portions de signaux d'entrée négatifs. Les trajets émetteur-collecteur des transistors Tr^ et Trg sont connectés dans une 25 diagonale d'un pont de résistance 1, 2, 3 et 4. Afin d'obtenir un fonctionnement symétrique des transistors Tr^ et Tr^ et une capacité de traitement de signaux maximale, les émetteurs de Tr^ et Trg doivent être soumis à la moitié de la tension d'alimentation, par exemple, au moyen des résistances d'égale valeur 30 1 et 2. Afin de réduire les impulsions de commutation entrantes les collecteurs de Tr^ et Trg doivent aussi être soumis à la moitié de la tension d'alimentation, par exemple, au moyen des résistances d'égale valeur 3 et 4. L'autre diagonale du pont de résistance est reliée aux bornes d'une source de tension 35 continue 5 et 6, source qui n'est pas représentée sur le dessin Un transistor de verrouillage Tr^ est associé au transistor Tr^ et un transistor de verrouillage Tr^ est associé au transistor Trg. Le trajet collecteur-émetteur du transistor Tr^ relie la base du transistor Tr^ à la borne négative 5 de la source de 40 tension continue, tandis que le trajet collecteur-émetteur du 69 19948 3 2011067 transistor Tr^ relie la base du transistor Trg à la borne positive 6 de ladite source. Une diode semi-conductrice branchée en série avec une résistance 7, relie la base du transistor Tr^ au collecteur du transistor Tr^ et, de même,, une diode semi-5 conductrice D2, en série avec une résistance 8, relie la base du transistor Trg au collecteur du transistor Tr^. La base du transistor Tr^ est reliée par une résistance de limitation de courant 9 au collecteur du transistor Tr^, tandis que la base du transistor Tr^ est reliée, par une résistance de limitation 10 de courant 10, à l'émetteur du transistor Tr^. Le collecteur du transistor Tr^ est relié, par la résistance de collecteur 11, à la borne négative 5 de la source, tandis que l'émetteur du transistor Tr^ est relié, par une résistance d'émetteur 12, à la borne positive 6 de la source. Pour obtenir des fonctionnements 15 symétriques, les résistances 9 et 10 doivent fournir les courants de commande respectifs des transistors Tr^ et Tr^. Pour des gains égaux de Tr^ et Tr^, les résistances 9 et 10 sont de valeur égale si la tension de collecteur du transistor Tr^v à l'état saturé, est égale à la moitié de la tension d'alimentation. Les tensions 20 sur l'émetteur et le collecteur du transistor Trc sont déterminées 5 par la tension de la base. Des moyens (non représentés) sont prévus pour bloquer et débloquer le transistor Tr^. Les moyens peuvent, par exemple, comprendre une résistance et un commutateur manuel reliés entre 25 la borne négative 5 et la base du transistor Trc, la valeur de la j résistance étant telle que la fermeture dudit commutateur débloque le transistor Tr^ et que l'ouverture de ce commutateur bloque ce dernier. Un signal rectangulaire pourrait également être fourni par une source appropriée, sur la base du transistor Tre 30 pour bloquer et débloquer périodiquement ce dernier. Quand les transistors Tr^, Tr^, Tr^, Tr^ et Tr^ sont tous bloqués, l'émetteur et le collecteur des transistors Tr^ et Trg sont au même potentiel (c'est-à-dire un potentiel égal à la moitié du potentiel de la source de courant continu) et le po-35 tentiel du collecteur du transistor Tr^ est au même potentiel que la borne négative 5, ce qui entraîne que le potentiel de l'émetteur du transistor Tr^ est égal au potentiel de la borne positive 6. On voit cependant que, lorsque le transistor Tr^ est débloqué, son potentiel de collecteur est approximativement égal 40 à la moitié de la tension de la source d'alimentation et, de 69 19948 4 2011067 même, que le potentiel de son émetteur est approximativement égal à la moitié de ladite tension si la base du transistor Tr^ est reliée à une source de tension égale à la moitié de celle de la source d'alimentation. Ainsi, le potentiel de base 5 du transistor Tr^ croît, débloquant le transistor Tr^ et, par suite, le transistor Tr^, et en plus le potentiel de base du transistor Tr^ décroît, débloquant ce dernier ainsi que le transistor Tr^. Les diodes semi-conductrices et Dg évitent la 10 clmulation d'un courant inverse dans les transistors Tr^ et Trg respectivement pour des tensions de signaux excédant la tension de claquage base-émetteur. Les résistances 7 et 8 fournissent une isolation en courant alternatif. Le dispositif de commutation de la figure 1 à une 15 impédance série de 20 ohms et un gain de 60 décibels pour des signaux de fréquences jusqu'à 700 kHz. Des vitesses de commutation de 10 microsecondes ont été obtenues avec ce dispositif. Les niveaux des signaux que ce dispositif est capable de traiter dépendent des caractéristiques des transistors Tr^ et Trg et 20 de la tension d'alimentation de la source. Une amélioration du gain et/ou de la capacité de traitement des signaux peut être obtenue en mettant en oeuvre plusieurs paires de transistors de commutation. Un dispositif à trois paires de tels transistors est montré par la figure 2. 25 Sur cette figure, le dispositif est presque semblable à celui de la figure 1 et les composante équivalents ont été désignés par les mêmes références. Le transistor Tr^ de la figure 1 a été remplacé, sur la figure 2, par les transistors Tr^, Tr^ et dont les trajets émetteur-collecteur sont reliés en 30 série entre le point commun des résistances 1 et 2 et le point commun des résistances 3 et 4. De même, le transistor Tr2 de la figure 1 a été remplacé, sur la figure 2, par les transistors Trg, Tr^Q et Tr^g dont les trajets émetteur-collecteur sont reliés en série entre le point commun des résistances 1 et 2 35 et le point commun des résistances 3 et 4. La base de chacun des transistors Tr^,, Tr^ et Tr^ est reliée, par une résistance 13.» 15 ou 17 et une diode semi-conductrice D,, D.- ou au j O ( collecteur du transistor Tr^. De même, la base de chacun des transistors T^g* Tr^Q et Tr12 est reliée, par une résistance 14,16 40 ou 18 et une diode semi-conductrice D^, Dg ou Dg, au collecteur 69 19948 5 2011067 du transistor Tr^. On voit que le blocage ou le déblocage du transistor Tr^ entraîne le blocage ou le déblocage simultané des trois transistors Tr^, Tr^ et Tr^^ et que le blocage ou le déblocage du transistor Tr^ entraîne le blocage et le déblocage 5 simultané des trois transistors Trg/ Tr1Q et Tr^2* Qwand les transistors Tr^., Trg, Tr^, Tr^, Tr^ et Tr12 sont débloqués, leurs trajets émetteur-collecteur fournissent une voie de transmission pour les signaux d'entrée appliqués aux émetteurs des transistors Tr^ et Trg, l'agencement en série des trajets 10 émetteur-collecteur des transistors Tr^, Tr^ et Tr^ transmettant les signaux ou portions de signaux d'entrée positifs et l'agencement en série des trajets émetteur-collecteur des transistors Trg, Tr^0 et Tr^g transmettant les signaux ou portions de signaux d'entrée négatifs. 15 Dans le dispositif de la figure 2, la présence d'une résistance et d'une diode reliées en série dans le circuit de base de chaun des transistors de commutation Tr^, Trg, Tr^, Tr^, Tr^ ^ et Tr^2 est considérée comme très importante afin d'ôbténir une bonne isolation en courant alternatif et un 20 fonctionnement linéaire du circuit. 69 19948 6 2011067 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commutation comprenant une voie de transmission de signal formée par le trajet émetteur-collecteur d'au moins une paire de transistors de commuta- 5 tion de types de conduction opposés formant deux trajets parallèles et complémentaires suivant une diagonale d'un pont de résistances, l'autre diagonale du pont étant connectée aux bornes d'une source de tension continue, les bases respectives des transistors de commutation étant reliées aux bornes 10 opposées de la source, chacune à travers le trajet collecteur-émetteur d'un transistor de verrouillage, un dispositif à conduction unidirectionnelle étant branché en série entre la base de chaque transistor de commutation etr son transistor de verrouillage associé, tandis que des moyens sont prévus pour 15 bloquer et débloquer simultanément lesdits transistors de verrouillage, ce qui entraîne que des transistors de commutation sont simultanément bloqués ou débloqués. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la voie de transmission de signal est formé par les 20 trajets émetteur -collecteur d'au moins deux paires de transistors de commutation, les transistors de chaque paire étant de types de conduction opposées, tandis que les trajets émetteur-collecteur des transistors de même type de conduction sont montés en série, ce qui forme deux trajets complémentaires dans 25 une diagonale dudit pont de résistances. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la base de chaque transistor de verrouillage associé à un transistor de commutation d'un type de conduction est reliée au collecteur d'un transistor 30 de commande commun, tandis que la^base de chaque transistor de verrouillage, associé à un transistor de commutation du type de conduction opposé, est reliée à l'émetteur dudit transistor de commande, le collecteur et l'émetteur de ce dernier étant respectivement reliés, par une résistance de collecteur et par 35 une résistance d'émetteur, aux bornes de ladite source de tension continue et des moyens étant prévus pour le blocage et le déblocage du transistor de commande afin d'effectuer le blocage et le déblocage simultanés des transistors de verrouillage.