Brevet FR2007697A1 — publié le 19700109

La présente invention concerne un circuit semiconducteur intégré pour un amplificateur de commutation transistorisé, en particulier destiné à Stre utilisé dans des mouvements d'horlogerie commandés automatiquement. Ce circuit comprend une souroe de tension continue, d'un type non constant, qui est dis— 5 posée dans le circuit de fonctionnement de l'amplificateur à transistor et qui peut Stre, par exemple, une "batterie sèche, ou un aocumulateur, ou une "batterie d'accumulateurs. Un enroulement de oommande est disposé entre la "base et l'émetteur. Un enroulement de fonctionnement est disposé entre 31 émetteux et le potentiel de référenoe. Un système tournant ou oscillant mécaniquement engen— 10 dre, périodiquement, des impulsions de commutation dans l'enroulement de oommande qui, par l'intermédiaire du transistor et de l'enroulement de fonctionnement , sont envoyées de nouveau, d'une manière amplifiée, au système mécanique. On prévoit un transistor de stabilisation dont l'électrode collectrice, par l'intermédiàire d'une diode supprimant les courants de retour non souhai— 15 tés, est oonnectée à la "base du transistor, l'émetteur étant relié au potentiel de référenoe. Un montage de circuit de "base de oe type, permettant la réalisation aa moyen de composants discrets, est déjà connu par le "brevet Allemand t«244.867y: Dans ce oirouit, l'électrode de "base du transistor de stabilisation peut Stre 20 conneotée à tin point de prise de l'enroulement de fonctionnement. En choisissant convenablement le point de prise de l'enroulement de fonctionnement, l'effet du transistor de stabilisation peut Stre adapté à la valeur de tension de la souroe de tension à courant oontinu et à la réduction de tension de batterie, qui apparaît pendant le fonctionnement. 25 L'intégration de oe type classique de circuit, toutefois, rencontre des difficultés. Par suite de la fabrication des circuits semiconducteurs intégrés, tous les efforts sont faits pour utiliser aussi peu que possible de connexions ou de bornes externes avec le circuit intégré. Dans le cas considéré, il y a cinq, points de connexion extérieurs, c» est-à-dire 4«ux pour conneoter la source 30 de tension continue, un pour l'une des extrémités de l'enroulement de fonctionnement, un pour la prise de l'enroulement de fonctionnement et un pour une extrémité de 1 'enroulement de commande, parce que les bobines ne sont pas appropriées pour Stre intégrées, La présente invention a pour objet de proposer un moyen selon lequel le 35 circuit donné peut Stre intégré d'une manière telle que moins de connexions externes sont nécessaires, et que la prise sur l'enroulement de fonctionnement peut Stre évitée. Selon l'invention, ceci est réalisé en ce que la base du transistor de stabilisation est conneotée au point de prise d'un diviseur de tension dhmique monté en parallèle avec la bobine de fonctionnement. Les 40 résistances de division de tension peuvent, dans-ce cas, Stre déposées sur le 14006 2007697 2 corps semiconducteur du circuit semiconducteur, sous la-forme de conducteurs résistifs ou "bien peuvent Stre constituées-par des zones du corps semiconducteur lui-m8me. Afin que le circuit semiconducteur intégré, selon l'invention, soit.adapté pour différentes tensions de "batterie, il est avantageux, dans le 5 "but d'ajuster 1© rapport de division de tension, qu'au moins l'une des résistances du diviseur.de tension soit constituée par plusieurs résistances partielle®, connectées en sçrie, et/ou en parallèle dont, en fonction de la valeur de la tension existante de la source de tension continue, une au moins est court-circuitée. 10 II est particulièrement avantageux que le rapport de division de tension, soit réglé da tell® sorte-que.-les résistances partielles,non court-cirouitéésy"~ soient situées au-dessous des ouvertures d'une oouclxe métallique rooouvrant au préalable toutes les résistanoes partielles. Une simplification substantielle du circuit semiconducteur, selon l'invention, vient de l'utilisation, pour 15 l'amplifioateur à transistor et pour la diode "bloquant les reflus non souhaités, d'une structure dé transistor à émetteur double. D'autres caractéristiques de l'invention rassortiront de la description àét8illée-ci'*àeBS0asY Bien entendu" la"desosiptiôn ët le dessin"ne'sont donnés qu'à titre indioatif et nullement limitatif de l'invention. 20 La figure 1 représente le oircuit électrique équivalent d'un circuit se miconducteur intégré, selon l'invention. La figure 2 représente, sous la forme d'un cirouit équivalent, un autre exemple avantageux de réalisation du oircuit semiconducteur intégré selon 1' invention, *""" 25 Le cirouit électrique équivalent du circuit semiconducteur intégré, selon l'invention, qui est représenté sur la figure 1, est constitué par l'amplificateur à transistor dont le collecteur est relié à la souroe non constante. de tension continue Uq. Entre la "base de l'émetteur et l'amplifioateur à transistor on oonneote l'enroulement de commande L^. Dans cet enroulement 30 on engendre une impulsion de oommande par un système tournant ou oscillant, par exemple en plongeant un aimant permanent dans l'enroulement. Comme résistance de fonctionnement de l'amplificateur à transistor,on utilise l'enroulement de fonctionnement L^ qui est connecté entre l'émetteur de l'amplifioateur à transistor,et le potentiel de référence, c'est-à-dire l'autre pôle de la 35 source de tension continue. Dans l'enroulement do fonctionnement, l'impulsion de "commande"apparaît avec une puiesanae amplifiée, de telle Borte qu'ainsi le système tournant ou . le oscillant reçoit une impulsion de commande maintenant le mouvement' ou/déplacement. L'intensité du courant s'éooulant dans la "bobine dp commande est fano— 40 tion de la valeur de tension de la souroe de oourant continu j en d'autres ter— 69 14006 2007697 3 mes, le courant s*écoulant dans l'enroulement de oommande déoroît quand la tension de l'accumulateur ou de la "batterie croit. Par suite, toutefois, l'amplitude d'oscillation du système qui est oapa"ble de vibrer, décroît en provoquant ainsi des imprécisions dans la vitesse d'une horloge commandée éleetronique-5 ment. Une stabilisation du courant s'écoulant dans l'enroulement dé fonctionnement est obtenue en utilisant 1© transistor de stabilisation dont le col-leoteur, par l'intermédiaire de la diode Z) servant à éviter les courants de retour non souhaités, est oonnecté à la base de l'amplificateur à transistor 2^, dont l'émetteur est relié au potentiel de référenoe. La base du transistor de 10 stabilisation est connectée à la borne commune à deux résistanoes et Bg, constituant tin diviseur de tension. Ce diviseur de tension est monté en parallèle aveo l'enroulement de fonctionnenent L^. L'effet de stabilisation du transistor Tg peut Stre expliqué de la manière suivante t le potentiel d'émetteur de l'amplificateur à transistor, dans le 15 cas où ce dernier est commandé dans la saturation, est d'autant plus positif que plus élevé est le courant de fonctionnement, en d'autres termes, est d'autant plus positif que plus élevée est la valeur de tension de la source de tension oontinue employée. Pour une valeur de limitation inférieure donnée du potentiel d'émetteur de l'amplificateur à transistor, le transistor de stabilisa— 20 tion est amené à se décaler. En conséquence, par l'intermédiaire de son circuit émetteur/collecteur, la puissance est drainée à partir de l'enroulement de commande, c'est-âr-dire que son cirouit émetteur/collecteur devient moins résistif. Le transistor de stabilisation est d'autant plus décalé que plus élevé est le courant de fonctionnement et, en oonséquenoe, que plus élevé est égale— 25 ment le courant s'écoulant par l'intermédiaire de ce transistor. Par suite de oeci, il est possible que le courant de fonctionnement soit pratiquement maintenu constant sur une grande gamme de tensions de la souroe de tension oontinue. Quand elles sont réalisées comme un circuit semiconducteur intégré, les 30 résistanoes et du diviseur de tension peuvent Stre constituées par des conducteurs résistants appliqués au corps semiconducteur commun ou bien, également, Stre oonstituéep par des zones du corps semiconducteur lui-mSme. Dans les cas où les résistanoes sont divisées en résistances partielles, il est possible d'obtenir des circuits semiconducteurs intégrés appropriés pour différen— 35 "tes valeurs de tension de la souroe de tension continue. En conséquence, en fabriquant le oircuit semiconducteur intégré selon la présente invention, il est avisé de réaliser ces résistances partielles et de court-circuiter une portion de ces résistances partielles en fonction de la valeur de tension requise par l'utilisateur. Ce court—circuitage peut Stre avantageusement effectué quand on 40 a disposé une oouche métallique sur toutes les résistances et quand les résis— 14006 2007697 tances qui ne doivent pas être court-circuitéeB sont de nouveau exemptées de la couche métallique. Ce genre d'application du court-circuit présente l'avantage que la couche métallique qui est requise de toute façon pour contaoter les zones semiconductrices, peut également Stre utilisée en même temps qu'une cou-5 che métallique de oourt-cirouit. Un circuit semiconducteur intégré qui est particulièrement simple et, en conséquence, non onéreux pour la fabrication, est représenté sur la figure 2. Dans ce oas, à la fois la diode D et l'amplifioateur à transistor sont combinés pour former une structure de transistor à émetteur double sur le oorps 10 semiconducteur. De oette manière, il est possible de réduire l'espace sur le corps semiconducteur parce que deux zones d'émetteur sont insérées dans la zone de base. Les avantages de l'exemple de oircuit semiconducteur intégré, selon l'invention, apparaissent quand on voit que simplement quatre connexions ou bornes 15 extérieures sont nécessaires, o'est-à-dire deux pour oonneoter la souroe de tension continue et deux pour conneoter l'enroulement de oommande. Sur le des— Bin, oes points de connexion sont indiqués par les petits oeroles. L'enroulement ou bobine de fonctionnement peut, de la méfie façon, Stre oonneoté à l'extérieur du cirouit semioonducteur intégré, par l'intermédiaire de deux d» oes 20 quatre points de connexion, comme cela peut Stre vu sur le dessin. En conséquence, le circuit semioonduoteur intégré, selon l'invention, peut Stre monté dans un boîtier à transistor quadripolaire, disponible commercialement, oe qui représente ainsi une réduotion du prix de revient oonsidérable quand on le compare à un boitier à cinq pôles. Un autre avantage réside dans le fait que, 25 contrairement au montage olassique, aucun enroulement ou bobine de fonctionnement subdivisé n'est nécessaire, oe qui est particulièrement important pour les mouvements d'horlogerie, dans lesquels les bobines doivent avoir des dimensions particulièrement faibles, comme par exemple dans le oas de montres. Bien que les prinaipes de la présente invention aient été déorits oi-des-30 sub en relation aveo un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite descsiption est faite seulement à titre d'exemple et ne limita pas la portée de l'invention. 69 14006 2007697 5 REVENDICATIONS 1°) Circuit semiconducteur intégré pour amplificateur de commutation transistorisé^ en particulier pour l'utilisation dans des mouvements d'horlogerie autocommandés (circuits de montres commandés électroniquement), comprenant 5 une souroe non constante de tension continue, par exemple une "batterie sèche ou un accumulateur ou une "batterie d'accumulateurs, montée dans le cirouit de fonctionnement do l'amplifioateur transistorisé, un enroulement de commande étant connecté entre la "base et l'émetteur et un enroulement ou "bobine de fonctionnement étant disposé entre l'émetteur et le potentiel de référence, un 10 système tournant ou oscillant mécaniquement engendrant périodiquement des impulsions de~commutation dans- l'enroulement-de- commande, ces impulsionspar-- 1L~ intermédiaire du transistor et de la "bobine ou enroulement de fonctionnement, étant réappliquées d'une manière amplifiée au système mécanique, un transistor de stabilisation étant prévu avec un collecteur relié à la base du transis-15 tor par l'intermédiaire d'une diode bloquant les courants de retour non souhaités, l'émetteur étant couplé au potentiel de référenoe, circuit semiconducteur caractérisé en ce que la base du transistor de stabilisation est reliée au point" de' prise d'un diviseur de tension ohmique, qui est monté en parallèle aveo l'enroulement ou'bobine de fonctionnement. 20 2°) Circuit semiconducteur selon la revendication 1°), caractérisé en ce que les résistances divisant la tension sont déposées sur le corps semiconducteur du circuit semiconducteur sous la forme de conducteurs résistifs ou bien sont constituées par des zones du corps semiconducteur lui-mfime. 3°) Circuit semiconducteur selon les revendications 1 et/ou 2, oaractéri— 25 sé en ce que, dans le "but de régler le rapport de division de tension, au moins l'une des résistanoes de division de tension est constituée par plusieurs résistances partielles, connectées en série, et/ou en parallèle, dont au moins une est court-circuitée en fonotion de la valeur de tension existante de la source de tension continue. 30 4°) Circuit semiconducteur selon la revendication 3°), oaractérisé en oe que le rapport de division de tension est réglé de telle sorte que les deux résistances partielles, qui ne doivent pas 8trs court-circuitées, aant disposées au-dessous des ouvertures d'une couche métallique couvrant au préalable toutes les résistances partielles. 35 5°) Cirouit semiconducteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4, oaractérisé en ce qu'on utilise une structure de transistor à émetteur double comme transistor amplificateur (amplificateur de commutation transistorisé) ot comme diode bloquant les courants de retour non souhaités. BAD ORIGINAL