Формирователь импульсов

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ, содержащий-общую шину, шину питания, входную и выходную шины, первый ин .вертор на МДП-транзисторе обогащенного типа, исток которого соединен с общей шиной, в цепь стока которого включены последовательно второй в диодном включении и третий МДПтранзисторы обедненного типа, затворы первого и третьего транзисторов объединены и соединены с входной шиной, а сток третьего транзистора соединен с шиной питания, второй инвертор на двух МДП-транзисторах обогащенного типа, включенных последовательно , причем исток второго МДП-транзистора первого инвертора, являющийся выходом первого инвертора , соединен с затвором второго МДП-транзистора второго инвертора, ...сток которого подключен к шине питания , а сток второго МДП-транзистора первого инвертора через конденсатор соединен со стоком первого ОДП-транзистора второго инвертора, явлйющийся выходом второго инвертора, затвор первого МДП-транзистора второго инвертора соединен с входной шиной, а его исток - с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия формирователя при увеличении его нагрузочной способности, в него вве (Л ден выходной каскад на трех ЬЩПтранзисторах обогащенного типа, причем исток первого транзистора соединен с общей шиной, сток - с истоками второго и третьего транзисторов и выходной шиной, а его затвор с входной шиной, стоки второго Од и третьего МДП-транзисторов соедиа нены с шиной питания, затвор второto го МДП-транзистора соединен с выЧ ходом первого инвертора, а затвор СО третьего МДП-транзистора соединек с выходом второго инвертора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Н 03 К 3/353

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3683939/24-21 (22) 30. 12.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) Г.А.. Шаулов, В.П. Агапкин, Ю.M. Полубояринов и Л.Г. Феденко (53) 621. 3 74. 3 (088. 8) (56) 1. Патент США № 4071783, кл. 307-246, 19 76.

2. Патент CMA ¹ 4042838, кл . 307-270, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 911692, кл. Н 03, К 19/00, 1980. (54) (57) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ, содержащий общую шину, шину питания, входную и выходную шины, первый ин,вертор на МДП-транзисторе обогащенного типа, исток которого соединен .с общей шиной, в цепь стока которого включены последовательно второй .в диодном включении и третий МДПтранзисторы обедненного типа, затворы первого и третьего транзисторов объединены и соединены с входной шиной, а сток третьего транзистора соединен с шиной питания, второй инвертор на двух МДП-транзисторах обогащенного типа, включенных последовательно, причем исток второго

„„Я0„„1166279 A

ИДП-транзистора первого инвертора, являющийся выходом первого инвертора, соединен с затвором второго

ИДП-транзистора второго инвертора,,,сток которого подключен к шине питания, а сток второго МДП-транзистора первого инвертора через конденсатор соединен со стоком первого МДП-транзистора второго инвертора, являющийся выходом второго инвертора, затвор первого NjgI-транзистора второго инвертора соединен с входной шиной, а его исток — с общей шиной, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью увеличения быстродействия формирователя при увеличении его нагрузочной способности, в него введен выходной каскад на трех МДПтранзисторах обогащенного типа, причем исток первого транзистора соединен с общей шиной, сток — с истоками второго и третьего транзисторов и выходной шиной, а его затвор с входной шиной, стоки второго и третьего МДП-транзисторов соединены с шиной питания, затвор второго МДП-транзистора соединен с выходом первого инвертора, а затвор третьего МДП-транзистора соединен с выходом второго инвертора.

1166279

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых интегральных микросхемах на МДП-транзисторах.

Известен формирователь импульсов, состоящий из двух инверторов с общим входом, причем затвор кагрузочного транзистора выходного инвертора соединен с выходом первого инвертора 111 .

1О

Однако устройство характеризуется значительной мощностью, потребляемой в статическом режиме при уровне входного напряжения, соответствующем логической единице..

Известен также формирователь, содержащий первый инвертор на трех

МДП-транзисторах, затвор первого транзистора первого инвертора соединен с входной шиной, в цепь стока 20 первого транзистора первого инвертора включены последовательно второй и третий ИДП вЂ транзисто, сток второго транзистора первого инвертора через конденсатор соединен 25 с выходной шиной, второй инвертор на первом МДП-транзисторах обогащенного типа, исток первого транзистора второго инвертора соединен с общей шиной, сток — с выходной шиной З0 а затвор — с входной шиной, исток второго транзистора соединен с выходной шиной, а затвор соедйнен с затвором второго транзистора первого инвертора и через конденсатор с его истоком, управляющий каскад, представляющий собой третий инвертор, вход которого соединен с затвором второго транзистора второго инвертора, заряжающий транзистор в диодном режиме, сток которого соединен с шиной питания j2J .

Однако этот формирователь также обладает большой потребляемой мощностью и сложным управлением (необходимо три управляющих сигнала) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является фор-, мирователь импульсов, содержащий общую шину, шину питания, первую и вторую входные шины, выходную шину, первый инвертор на первом МДП-транзисторе обогащенного типа, в цепь стока которого включены последова- у тельно второй МДП-транзистор обогащенного типа и третий ИДП-. транзистор обедненного типа, затворы первого и третьего МДП-тракзисторов первого инвертора объединены и подключены к первой входной шине, выходной каскад, представляющий второй инвертор на двух МДП-транзисторах обогащенного типа, первый из которых шуйтирован третьим МДП-транзистором обогащенного типа в диодном включении, исток второго МДП-транзистора первого инвертора подключен к затвору первого МДП-транзистора выходного каскада, затвор второго транзистора выходного каскада подключен к выходу первого инвертора и к входной шике, МДП-транзистор обедненного типа, исток которого подключен к второй входной шине, сток — к затвору второго МДП-транзистора первого инвертора, а затвор. — к первсй входной шине.

Однако известный форпп рователь обладает низким .быстродействием и недостаточной нагрузочной способностью.

Цель изобретения — повышение быстродействия формирователя импуль. сов при увеличении его нагруэочнсй способности.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий общую шину, шину питания, входную и выходную шины, первый инвертор на МДП-транзисторе обогащенного типа, исток которого соединен с общей шиной, в цепь стока которого, включены последовательно второй в диодном включении и третий МДПтранзисторы обедненного типа, затворы первого и третьего транзисторов объединены и соединены с входной шинои, а сток третьего транзистора соединен с шиной питания, второй инвертор на двух ИДП-транзисторах, обогащенного типа, включенных последовательно, причем исток второго МДП-транзистора первого инвертора, являющийся выходом первого инвертора, соединен с затвором второго ИДП-транзистора второго инвертора, сток которого подключен к шине питания, а сток второго МДПтранзистора первого инвертора через конденсатор соединен со стоком первого МДП-транзистора второго инвертора, являющийся выходом второго инвертора, затвор первого

ИДП-транзистора второго инвертора соедкнен с входной шиной, à его

1166

10 исток с — общей шиной, введен выходной каскад на трех МДП-транзисторах обогащенного типа, причем исток первого транзистора соединен

М с общей шиной, сток — с истоками 5 второго и третьего транзисторов и выходной шиной, а его затвор — с входной шиной, стоки второго и третьего МДП-транзисторов соединены с шиной питания, затвор второго

МДП-транзистора соединен с выходом первого инвертора, а затвор третьего МДП-транзистора соединен с выходом второго инвертора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Формирователь импульсов содержит . шину 1 питания, общую шину 2, вход- 20 ную шину 3, выходную шину 4, первый инвертор, образованный заземляющим МДП-транзистором 5, транзистором 6 обедненного типа в диодном включении и транзистором 7 обедненно-2S

ro типа, второй инвертор (предоконечный пушпульный каскад), образованный заземляющим транзистором 8 и заряжающим транзистором 9, выходной (пушпульный) каскад, образованный заземляющим транзистором !

О, транзистором t1 и заряжающим транзистором 12. Между стоком транзистора 6 и выходом второго инвертора включен конденсатор 13.

Исток заряжающего транзистора 9 соединен со стоком заземляющего транзистора 8 и является выходом второго инвертора. В цепь стока транзистора 5 включен транзистор 6

40 затвор транзистора 9 инвертора и затвор транзистора 11 выходного .каскада. Сток транзистора 6 соединен с истоком транзистора 7, затвор . транзистора 7 подключен к входной ши- 45 не 3, а сток транзйстора 7 — к шине 1 питания. Затвор транзистора 12 соединен с выходом второго инвертора, стоки транзисторов 9, 11 и 12 соединены с шиной 1 питания.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии, когда напряжение на входной шине 3 соответствует уровню логической единицы, 55 на выходной шине 4 низкое напряжение

При этом заземляющие транзисторы 5,

8 и 10 открыты и обеспечивают

279 4 близкий к нулю потенциал на выходной шине 4 и затворах транзисторов

9, 11 и 12. Транзистор 7 открыт, и конденсатор 13 заряжен до напряжения питания по цепи: сток транзистора 7, исток транзистора 7, кон денсатор 13, транзистор 8. Потреб- . ляемый формирователем ток определяется током, протекающим через транзистор 6, который по величине небольшой, так как этот транзистор

11 tl работает на малую емкостную нагрузку (затворная емкость транзисторов 9 и 11) . С приходом уровня логического нуля на входную шину 3 транзисторы 5, 8 и 10 переходят в режим отсечки, и потенциал на стоке транзистора 6 начинает расти, открывая заряжающий транзистор 9 предоконечного каскада и транзистор 11 выходного каскада. При этом резко увеличивается потенциал на истоке транзистора 8, который переходит в режим отсечки, и увеличивается потенциал ыа затворной емкости транзисторов 9 и !1. Одновременно открывается транзистор 12 выходного каскада, что обеспечивает быстрый рост напряжения па емкости нагрузки.

Преимущество предлагаемого формирователя импульсов по сравнению с известным заключается в увеличении быстродействия.при увеличении его нагруэочной способности.

Это обеспечивается тем, что заряд емкости нагрузки проходит через два параллельно соединенных транзистора 11 и 12 выходного каскада, что значительно уменьшает динамическую емкость транзистора 11, обеспечивая его эффективность открытое состояние и более крутой заряд емкости нагрузки.

При работе на большую емкость (режим короткого замыкания в нагрузке) для известного устройства емкость нагрузки определяет и скорость чарастания напряжения на затворе заряжающего транзистора второго инвертора.

В предлагаемом устройстве эти величины зависят друг от друга в меньшей степени, а включение дополнительного заряжающего транзистора 12 в рет.:ме истокового повторителя уменьшает величину динамической емкости заряжающего транзистора.

4Ь2. 1 оп оп

Составитель Е.Суров

Редактор О.Бугир Техред З.Палий

Корректор А.Обручар

Тираж 872 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4321/52

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Проведенное мод елиро вани е пр ед— лагаемого формирователя и расчет на 3ВМ БЭСМ-6 с помощью программы анализа схем "п-ПАС" показали, что ппн одних и тех же параметрах

1166279 6 транзисторов известной и предлагаемой схем быстродействие предлагаемого формирователя увеличивается на 20Х при четырехкратном увеличении нагрузки.