Буферный усилитель на к-моп транзисторах

 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в буферных каскадах часовых интегральных схем. Цель изобретения - увеличение мощности, отдавае-, мой в нагрузку выходным транзистором, за счет смещения подложки транзистора . Устройство содержит выходной транзистор 1 с открытым стоком 2, общую шину 3, инверторы 4 и 12, h-канальные транзисторы 5 и 13 первого и второго инверторов,р -канальные транзисторы 6 и 14 первого и второго инверторов соответственно,Р-канальные транзисторы 7, шину питания 8, Р-канальный транзистор 9 в диодном включении, диффузионный резистор 10, вход устройства 11. Усилитель позволяет увеличить выходной ток во внешней стоковой цепи и мощность, отдаваемую в нагрузку, в 4 раза. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„122И18 А (Я) 4 Н 03 К 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3777774/24-21 (22) 25.07.84 (46) 23.03.86. Бюл. и 11 (71) Ленинградское производственное объединение "Электронприбор" (72) Е.И. Андреев, Б.К. Беллавин и С.Д. Лебедев (53) 621.373 (088.8) (56) Патент СНА 9 4.092.548, кл. Н 03 К 19/40, 1976.

Интегральные схемы на ИДП-приборах./ Под ред. А. Карамзинского, M.: Мир. 1975. с. 270, рис. 4-36. (54) БУФЕРНЫИ УСИЛИТЕЛЬ НА К-ИОП

ТРАНЗИСТОРАХ (57) Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в буферных каскадах часовых интегральных схем. Цель изобретения — увеличение мощности, отдавае-. мой в нагрузку выходным транзистором, за счет смещения подложки транзистора. Устройство содержит выходной транзистор 1 с открытым стоком 2, общую шину 3, инверторы 4 и 12, h-канальные транзисторы 5 и 13 первого и второго инверторов, Р -канальные транзисторы 6 и 14 первого и второго инверторов соответственно, Р -канальные транзисторы 7, шину питания 8, Р-канальный транзистор 9 в диодном включении, диффузионный резистор 10, вход устройства 11. Усилитель позво- е ляет увеличить выходной ток во внешней стоковой цепи и мощность, отдаваемую в нагрузку, в 4 раза. 2 ил.

12 0 1о

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в буферных каскадах часовых ,К-МОП ИС, Цель изобретения — увеличение мощности, отдаваемой в нагрузку вы— ходным транзистором, за счет смещения подложки транзистора.

На фиг.1 показана электрическая схема устройства, на фиг.2 — вольтамперные характеристики (ВЛХ) истокового Р -h-перехода выходного транзистора и Р -канального транзистора (где Х вЂ” ток, Š— на.пряжение, кривая, — BAX истокового Р - -перехода выходного транзистора, кривая 2

ВАХ Р -канального транзистора).

Буферный усилитель па К-МОП транзисторах содержит выходной тра.нзис-тор 1 с o r-îrròürr стоком ?,исток ко-торого подключен к общей шине 3, а подложка — к выходу первого инвертора 4, состоящего из -канального транзистора 5 и Р -капаль-:cro транзистора 6, исток которого подключен к стоку Р-канального транзистора 7, подключенного истоком к шине Я питания, а затвором — к делителю напряжения, включенному между шиной 8 питания H общей шиной 3 и состоящем > из Р -канального транзистора 9 и диф фузионного резистора 10. Затворы транзисторов первого инвертора 4 подключены к входу 11, к нему же подключен второй инвертор 12 на транзисторах 13 и 14, выход инвертор", 12 подключен к затвору выходного тран-зистора 1 с открытым стоком 2„

Устройство работает следующим образом.

Если на входе 11 высокий уровень напряжения (логическая единица), то на выходе обоих инверторов нулевой уровень напряжения, выходной транзистор 1 заперт и его ток стока равен нулю. Если на вход 11 подан низ- кий уровень напряжения (логический нуль), то оба пнвертора открыты, затвор транзистора 1 подключен к шине питания, a его подлохска связана с источнь,ком питания через генератор то-ка на транзисторе 7, !

Делитель, состоящий из транзистора 9 в диодном включении и резистора 10, создает на затворе транзистора 7 напряжение, превышающее пороговое напряжение этого транзистора на, небольшую величину, так, чтобы транзистор работал в пологой области

ЬАХ, т.е. транзистор 7 работает в режиме генератора тока. При этом независимо or величины питания схемы на подложке транзистора 1 устанавливается напряжение, соответствующее границе отпирания его истокового

P-перехода, т.е. примерно 0,5 В, Величина тока, обеспечивающего

1О смещение подложки, должна соответствовать лишь границе отпирания истокового Р - -перехода (не более

1 мкА), чтобы коэффициент усиления вертикального биполярного транзисторг К".МОП структуры несущественно отличался от единицы.

Если величина напряжения смещения ис гокового р - -перехода транзистора .), то напря <ение отпирания- этого т.апзистора уменьшается на величину

И„, =u,È â€” —," -1), где U< — составляющая порогового

Рд напряжения транзистора, обусловленная объемным эа> о 1 9 — двойной потенциал Ферми. для типичного случая Оц= 0,75 В

0,6 В при 0„ — — 0,5 В имеем а0„,„=Од Ь

Дл.я порогового напряжения р --канального транзистора К-МОП ИС, равпого 0,9 В, и напряжения питания

l,2 В (разряд батареи с номиналом

1,35 В) получается, что превышение напряжения на затворе данного тран40 зистора над пороговым напряжением увеличивается в два раза, a,ñëåäî;,ательно, ток через транзистор увели пинается в четыре раза по формуле

45 I -" p. „(о,-u„I, где „, — размеры транзистора, Р1 — удельная крутизна, Таким образом, буферный усилитель на К-МОП транзисторах благодаря

Я) тодключению к подложке выходного транзистора генератора тока смещения, двух инверторов и делителя напряжения позволяет увеличить выходной ток во внешней стоковой цепи в четыре раза и тем самым повысить мощность, отдаваемую в нагрузку, в четыре раза либо при неизменной мощности уменьшить H четыре раза площадь,заФормула изобретения

05В

Фиг. Я

Составитель Ю. Романовский

Редактор О. Бугир Техред О.Сопко Корректор А. Зимокосов

Заках 1332/60 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 нимаемую буферным усилителем, определяемую в основном размерами вы ходного транзистора (И Ь).

Это приводит к значительному уменьшению площади, занимаемой одним кристаллом на пластине, и позволяет увеличить процент выхода годных схем.

Буферный усилитель на К-МОП тран.зисторах, содержащий выходной тран.зистор с открытым стоком, подключенный своим истоком к общей шине, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности, отдаваемой в нагрузку, в него введены первый и второй инверторы, р -канальный.транзистор и делитель напряжения, содержащий последовательную цепь из /-канального транзистора в диод1220118 4 ном включении, исток которого подключен к шине питания, и диффузионного резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, вход первого инвертора является входом буферного усилителя, выход первого инвертора подключен к подложке выходного транзистора, вход второго инвертора — к затвору выходного транзистора, исток

10 р-канального транзистора первого инвертора — к стоку р -канального транзистора, исток которого подключен к общей шине питания, а затвор — к выходу делителя напряжения, исток -канального транзистора первого инвертора подключен к общей шине, ис,токи р и h --канального транзисторов второго инвертора подключены соответственно к шине питания и общей шине, кроме того, подложки Р -канальных транзисторов подключены к шине питания, а h -канальных транзисторов — к общей шине.