Устройство для защиты информационной цепи между полупроводниковыми блоками с автономными источниками питания

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЦЕПИ МЕЖДУ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ БЛОКАМИ С АВТОНОМНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ, ебдержащее диод, включенный между входом и шиной питания блока, отличающеес я тем,- что, сцелью снижения перегрузок защищаемой цепи, устройство снабжено транзистором, эмиттерно-коллектор шли переход которого включенв Зсицищаемую цепь, а база через дополнительный резистор соединена с упомянутой шиной питания. 2, Устройство.по п. 1, ,о т л и чаю щ е е с я тем, что,оно снабжено вторым транзистором, база которого соединена с базой/ коллектор с эмиттером, а эмиттер - с коллектором первого. i (Л С 5 ъ Ор: :л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗШН 2Н 7 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :::

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3225521/24-07 (22) .. 29. 12. 80 (46) 15.08.83; Бюл. Р 30 (72) .А.Ñ.Èâàíîâ и K}.H.ÈàíÿêHH (53) 621. 316.925 (088; 8)

I (56) 1. Молен P y Гарманд I Интрег,ральные микросхемы с КМОП структу- рами. М., "Энергия", 19.79, с.88.

2. Патент ГДР Р 194171, kn. Н 02 9/02, 1977. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО Для ЗАщиТЫ

ИНФОРМАЦИОННОЙ ЦЕПИ МЕЖДУ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ БЛОКАМИ С АВТОНОМНЫМИ

ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ, сбдержащее диод, включенный между входом и шиной питания блока, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения перегрузок защищаемой цепи, устройство снабжено транзистороМ, эмиттерно-коллекторный переход которого включен в защищаемую цепь, а база через дополнительный резистор соединена с упомянутой шиной питания.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено .вторым транзистором, база которого соединена с базой, коллекторс эмиттером, а эмиттер — с коллектором первого.

1035721

Изобретение относится к релейиой защите и может использоваться в устройствах, построенных на базе логических.КМОП микросхем и состоящих из нескольких блоков с автономными источниками питания, а также в систе-. мах, имеющих магистральную организацию.

Известно устройство для защиты входных цепей, содержащие защитный диод, включенный между входными це-,10 пями и источником питания (17

Однако известное устройство имеет низкую надежность, так как при отключении от сети или отказе источника питания одного из блоков выходные 15 цепи микросхем необесточенных блоков замыкаются через диод защиты и источник питания на землую.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты информационной цепи, содержащее защитный диод, подключенный ко входным цепям блока и шине питания, а также развяэывающий диод в цепи источника питания блока (2). 25

При отключении или выходе из строя источника питания одного из блоков выходные цепи микросхем других блоков оказываются. нагружены . через защитный диод на цепи питания блока,с отказавшим или отключенным источником питания, что не позволяет обеспечить логические уровни, делает невозможным работу устройства или системы с частично отключенными блоками, например,.в случае использование единой информационной магистрали, а также не обеспечивает защиту цепей питания от проникновения высокого входного напряжения. аналогичные явления имеют место при 40 различных значениях напряжений источников питания блоков. Указанные недостатки приводят к перегрузкам защищаемой цепи, что говорит о недостаточных надежности и функциональ- 45 ных возможностях известного устройст-., ва.

Целью изобретения является снижение перегрузок защищаемой цепи.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты ин формационной цепи между полупроводни-. ковыми блоками, содержащее диод, включенный между. входом и шиной пи, тания блока, дополнительно снабжено транзистором, эмиттерно-коллекторный переход которого включен в защищаемую цепь, а база через дополнительный резистор соединена с упомянутой шиной питания. 60

Кроме того, устройство мОжет быть снабжено вторым транэнстором, база которого соединена с базой, коллектор - с эмиттером, а эмиттер — с коллектором первого.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема соединения блоков, содержащих устройство для защиты информационной цепи при двунаправленной работе через общую магистраль; на фиг. 3 — схема устройства с повышенной нагрузочной способностью.

Устройство для защиты информационной цепи состоит из защитного диода

1, включенного между входной цепью

2 блока 3 и полюсом источника питания 4, транзистора 5 и резистора б, включенного между базой транзистора

5 и полюсом источника питания 4, эмиттер транзистора 5 подключен ко входной цепи. 2 блока 3, а коллектор — к выходной цепи 7 другого блока 8, который имеет автономный источник питания 9. При двунаправленной передаче информации в (иэ) блок(а) 10 (фиг. 2) через общую магистраль 11 выходные цепи 7 блока 10 подключены к эмиттеру транзистора 5, а его коллектор соединен с общей магистралью 11, к которой также подключены другие блоки 10. Выходные цепи должны иметь три состояния выхода либо открытый коллектор (сток). . Кроме того, в случае большого суммарного втекающего тока входных цепей 2 и тока утечки выходных цепей 7 одного блока 10 для увеличения нагрузочной способности устройства дополнительно введен транзистор

12 (фиг.3), база которого подключена к базе транзистора 5, коллектор ко:входным цепям 2 и выходным цепям 7 блока 10, а эмиттер — к выходным цепям других блоков .или общей магистрали 11 °

Устройство работает следующим образом.

При логической единице выходной цепи 7 суммарный втекающий ток и ток заряда входной емкости цепи 2 проходит через резистор б, эмиттерно-базовый переход транзистора 5,открывает транзистор 5 в прямом включении и ускоряет переход входной цепи 2 в состояние логической единицы.

При логическом нуле выходной цепи 7 через открытый коллекторный переход транзистора 5, резистор б и источник питания 4 течет ток, который открывает транзистор 5 в инверсном включении и фиксирует на входной цепи 2 уровень логического нуля. Бсли источник питания 4 выключен или его напряжение меньше напряжения сигнала выходной цени 7 блока 8, то транзистор 5 закрывается, а его токи утечки, составляющие доли микроампера, ответвляются через диод, тем самым осуществляется защита входной цепи 2 и цепей питания блока 3 от перенапря жения, а выходной цепи 7 блока 8— от перегрузки. Кроме того, при разных значениях напряжения йсточников

-1035721

4 и 9 осуществляется согласование уровней логической единицы блоков

Зи 8.

При работе на общую магистраль 11 блоков 10, содержащих как входные цепи 2, так и выходные цепи 7, устройство обеспечивает двунаправленный обмен следующим образом.

Когда на выходной цепи 7 блока

10 устанавливается потенциал логической единицы, через резистор 6, коллекторный переход транзистора 5 течет ток заряда емкости магистрали 11, этим током транзистор 5 открывается в инверсном включении и ускоряет заряд емкости магистрали, после за- 15 ряда на магистрали 11 фиксируется уровень логической единицы. При переходе выходной цепи 7 в состояние логического нуля через эмиттернобазовый переход транзистора 5., ре- 2О зистор 6 течет ток, транзистор 5 открывается и устанавливает магистраль

11 в состояние логического нуля.

Прием информации иэ.магистрали 11 входными цепями 2 и защита происходят также, как в случае с непосредственной связью выходной цепи 7 со входом блока 10. При отключении источника питания 9 одного из блоков 10 транзистор 5 этого блока закрывается и отключает внутренние цепи 2,7 этого блока от общей магйстрали 11, что позволяет вести обмен между остальными блоками 10 через магистраль 11. В случае, когда коэффициент усиления транзистора в инверсном включении недостаточен для обеспечения втекающих токов входных цепей 2 или быстрого переэаряда емкости магистрали 11, параллельно транзистору 5 включают транзистор 12 (фиг. 3), тогда при передаче сигнала логического нуля из внешних цепей на входные цепи 2 открывается транзистор 12 в прямом направлении и обеспечивает быстрый перезаряд входных емкостей и вытекающие токи цепей 2.

Аналогично при передаче сигнала из выходной цепи 7 блока 10 на внешнюю магистраль 11 открывается транзистор

12 в прямом включении и обеспечивает быстрый разряд емкости магистрали.

Таким образом, предлагаемое устройство существенно повышает надежность защиты входных цепей микросхем блоков. радиоэлектронной аппаратуры, защиту цепей питания, согласование уровней сигналов, а также обеспечивает возможность произвольно отключать источники питания отдельных блоков при работе на общую магистраль.

l ! ! !

ВНИИПИ Заказ 5849/56

Тираж 617 Подписное

I Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4