Инвертор

 

1. ИНВЕРТОР,содержащий источник тЬка, включенный между шиной питания и входом, выходные транзисторы, эмиттеры которых подключены к общей шине, коллекторы - к соответствукнцим выходам, базы г через диод к общей шине, о т л ич ja ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и нагрузочной способности, в него введены дополнительный диод и три транзистора, катод дополнительного диода подключен к входу, анод - к шине питания .и коллектору первого транзистора, эмиттер которого соединен с базами выходных транзисторов, а база - с коллектором и базой второго транзистора , эмиттер которого соединен с коллектором и базой третьего транзистора , эмиттер которого соединен с общей шиной, при этом база первого транзистора соединена с входом. 2.Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью рас-, ширения области применения, в него введены последовательно соединенные дополнительные диоды, включенные между входом и базой первого i транзистора. 3.Инвертор по п. 1, о т л ичающийся тем, что источник тока быполнен в виде резистора. 4.Инвертор по пп. 1 и 2, о тличающийся тем, что источник тока выполнен на р-п-р-транзиса о ел торе. . Сл CD

(!9) . (!!)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(sl) Н 03 К 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СНИДЕТЕЛЬСТВУ

Г0СУДАРСТВЕНЙЬ9 КОМИТЕТ ССОР

Il0 ДЕЛАМ ИВОЬРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3561900/24-21 (22) 10.03.83 (46) 07,06.85. Бюл. Ф 21 (72) С.И. Балашов, В.Н. Дятченко, N.Ï. Родионов и А.В. Сквира (71) Московский институт электронной техники (53) . 621.375(088.8) (56) 5. Алексеенко А.Г. Основы микросхемотехники. М., "Советское радио", 1973 с. 32, рис. 2.7.2.

2; Патент США У 4009397,—

«л, 8 03 К 19/08, 1977.. (54)(57) 1. ИНВЕРТОР, содержащий источник тока, включенный между шиной питания и входом, выходные транзисторй, эмиттеры которых подключены к общей шине, коллекторы — к соответствующим выходам, базы †. через диод к общей шине, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и нагрузочной способности, в него введены дополнительный диод и три транзистора, 1 катод дополнительного диода подключен к входу, анод — к шине питания и коллектору первого транзистора, эмиттер которого соединен с базами выходных транзисторов, а база -,с коллектором и базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором и базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, при этом база первого транзистора аоединена с входом.

2. Инвертор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью рас-, ширения области применения, в него введены последовательно соединенные дополнительные диоды, включенные между входом и базой первого транзистора.

3. Инвертор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что источник тока выполнен в виде резистора.

4. Инвертор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что источник тока выполнен на р-и-р-транзисторе.

11б055б

Изобретение относится к импульс- . ной технике, а именно к цифровым логическим элементам.

Известен инвертор, содержащий многоколлекторный транзистор, коллекторы которого соединены с выходами, эмиттер — с общей шиной, а база — с входом и через источник тока с шиной питания .11) .

Недостатками данного инвертора являются малые быстродействие и нагрузочная способность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инвертор, содержащий источник тока, включенный между шиной питания и входом, выходные транзисторы, эмиттеры которых подключены к общей шине, коллекторы — к соответствующим выходам, базы — к входу и чеpcs диод к общей шине 2 .

Недостатками известного инвертора являются малые быстродействие и нагруэочная способность из-за того, что вьпсодные транзисторы входят в насыщение малого коэффициента усиления.

Цель изобретения — увеличение быстродействия.и нагрузочной способности.

Цель достигается тем, что в инвертвр, содержащий источник тока, включенный между шиной питания и входом, выходные транзисторы, эмиттеры которьпс подключены к общей шине, коллекторы — к соответствующим выходам, базы — через диод к общей шине, введены дополнительный диод и три транзистора, катод дополнительного диода подключен к входу, анод — к шине питания и коллектору первого транзистора, эмиттер которого соединен с базами выходных транзисторов, а база — .с коллектором и базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором и базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, при этом база первого транзистора соединена с входом.

С целью расширения области применения, т.е. обеспечения возможности сопряжения с элементами типа ТТЛ и 3СЛ, в инвертор введены последовательно соединенные дополнительные диоды, включенные между входом и базой первого транзистора.

При этом источник тока может быть выполнен в виде резистора.

Кроме того, источник тока выполнен на р-п р-транзисторе.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного инвертора, .обеспечивающая сопряжение с ЭСЛ элементами.

Инвертор содержит источник то10 ка, показанный в виде резистора 1, включенного между шиной 2 питания и входом 3, выходные транзисторы 4, эмиттеры которых подключены к общей шине, коллекторы — к соответст15 вующим выходам 5, базы †. через диод, выполненный на эмиттерном переходе транзистора 6, к общей шине, катод дополнительного диода

7 подключен к входу 3, анод — к шир0 не 2 питания и коллектору первого транзистора 8, эмиттер которого соединен с базами выходных транзисторов 4, а база — с коллектором и базой второго транзистора 9, эмит25 тер которого соединен с коллектором и базой третьего транзистора 10, эмиттер которого соединен с общей шиной, при этом база первого транзистора 8 через два последовательно З0 включенных дополнительных диода соединена с входом 3.

Инвертор работает следующим образом.

Будучи нагруженным по входу и

35 выходам на идентичные инверторы, предлагаемый инвертор управляется сигналами тока, вытекающего из входа 3, и управляет током в своих выходах 5. Для разных логических состояний выходной ток отличается в

10 — 103 раз

Во включенном состоянии инвертора входной ток очень мал — на несколько порядков меньше тока источника тока, резистор 1 задает ток величиной, равной (без учета тока базы транзистора 8)

Unz — 211дц + тз,ip

R1

$0 где I, - ток, задаваемый источником тока, Uä . — потенциал шины 2 питания (здесь и далее — потенциал относительной общей шины

55 питания), 11дя- прямое падение напряжения на диоде 11 при протекании тока порядка Iy, ВНИИПИ

:Тираж 872

Заказ 3842!54

Подписное к — величина сопротивления ре1 зистора 1;

U — падение напряжения на эмит. тц, о терных переходах транзисторов 9 и 10, Величина U задается меньшей, чем сумма падений напряжений на диодах 11 и транзисторах 9 и 10 (при протекании через них всех тока порядка I ), причем разность между суммой напряжений и величиной Uzz составляет логический перепад hU„ инвертора ï 2UA«+ Ups Ппт + "тз,1о °

При таком выборе величины U напряжение на диоде 7 равно Бдч

A U н соответственно ток через него (1 д7 ) на несколько порядков меньше тока I< о

" д7 (д . 4 — =exp . «1

uA„

Открытые диоды 11 и эмиттерные перепады транзисторов 9 и 10 фиксируют на входной шине первый логический потенциал, равный U< = 2Up«.+

+ 01з 040А. При этом эмиттерный ! ток транзистора 8 открывает транзисторы 4 и на их выходах 5 появляется низкий уровень напряжения.

Если на вход инвертора в выклю ченном состоянии с выхода предыдущего инвертора или иного устройства поступает ток величины Р.Т,, то потенциал входа 3 стремится опуститься за счет падения напряжения от протекания тока через резистор 1.

Но падение напряжения фиксируется диодом 7, который при этом полностью отпирается, одновременно в силу вы6

0556

4 бора величины Ущ подзапираются диоды 11 и 12, а с ними — и все трайзисторы. На входе 3 диодом 7 фикси- . руется второе логическое напряже-. ние, равное Ub = Uq — и U = 20дц +

+ U — bUд = Uz< - Upq, Поскольтз,1о ку 0 фиксировано, то транзисторы запираются не полностью, ток в них. не равен нулю, а .уменьшается по

10 сравнению с предыдущим логическим состоянием в, exp

20д„, + Оге,а - n U„ ,у

2Цд„° U,g „ / число раэ. В это же число раз соот-. ветственно уменьшится и выходной ток. Чтобы этот множитель имел ве-.

-2; -Ъ личину 10 — 10, достаточно, чтобы величина логического перепада составляла hU„ 250-350 мВ. Выходные транзисторы 4 включенного то- . кового зеркала не входит в насыщение при подключении к входу инвертора и идентичных вентилей.

Таким образом, в предлагаемом инверторе исключается насыщение выходных транзисторов и уменьшается логический перепад, что прйводит к увеличению быстродействия, а также увеличивается коэффициент усиления, увеличивая тем самым нагрузочную способность, дополнительные диоды позволяют согласовать уровни напряжения с другими типами логических элементов. Объединение выходов нескольких инверторов позволяет реализовать функцню НБ-И.

Технико-экономический эффект в предложенном инверторе заключается . в увеличении быстродействия и нагру40 зочной способности, а также в расширении области црименения.

Филиал НПП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4