Преобразователь уровней (его варианты)

 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике. Может использоваться для преобразования уровней электрических сигналов, в частности для преобразования уровней сигналов транзисторно-транзисторной логики в уровни сигналов логики на 7ff 12 ПЕ 9 комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором или в уровни сигналов приборов с зарядовой связью. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается за счет того, что в преобразователь уровней, выполненный на шести МОП-транзисторах , дополнительно введены седьмой и восьмой МОП-транзисторы первого типа . Преобразователь уровня (выпол- . ненный по первому варианту) содержит МОП-транзисторы 1-8, из которых 1, 4 образуют первую комплементарную пару, а 2, 5 и 3, 6 вторую и третью пары, шины 9, 10 и 11 питания, входную шину 12, выходные шины 13 и 14. Схема преобразователя уровня по второму варианту приводится в описании изобретения . 2 с,п. ф-лы, 2 ил о с s (Л // п р1 п щ /J Staofii tc ел О5 О СП iLJh 74 . фиг.1

СОЮЗ CGSETCHMX

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1511 4 Н 03 К 4/02, 19/094

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф Г Ц 1- 43

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ . @-. .а: (21 ) 3871004/24-21 (22) 20.03.85 (46) 07.09.86. Бюл. 9 33 (72) А, А. Чайкин и Е. С, Ильчинский (53) 621. 373(088. 8) (56) Мкртчян С. О. Преобразователи уровней логических элементов. — М.:

Радио и связь, 1982, с. 35, рис. 25. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УРОВНЕЙ (ЕГО

ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к полупроводниковой электронике. Может использоваться для преобразования уровней электрических сигналов, в частности для преобразования уровней сигналов транзисторно-транзисторной логики в уровни сигналов логики на

„„SU„„1256165 А 1 комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором или в уровни сигналов приборов с зарядовой связью. Цель изобретения — повьппение быстродействия — достигается sa счет того, что в преобразователь уровней, выполненный на шести МОП-транзисторах, дополнительно введены седьмой и восьмой МОП-транзисторы первого типа. Преобразователь уровня (выпол. ненный по первому варианту) содержит

МОП-транзисторы 1-8, из которых 1, 4 образуют первую комплементарную пару, а 2, 5 и 3, 6 вторую и третью пары, шины 9, 10 и ll питания, входную шину 12, выходные шины 13 и 14. Схема преобразователя уровня по второму варианту приводится в описании изобретения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1256165

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может использоваться для преобразования уровней электрических сигналов, в частности для преобразования уровней сигналов транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) в уровни сигналов логики на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором (КМ ДП) или в уровни питания приборов с зарядовой связью (ПЗС}.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя уровней.

На фиг. 1 и 2 изображены соответственно преобразователи уровней по первому и второму вариантам, предназначенные для преобразования положительного входного в положительное выходное напряжение.

Преобразователь уровня по первому варианту содержит восемь МОП-транзисторов 1-8, из которых 1, 4 образуют первую комплементарную пару, а 2, 5 и 3, 6 вторую и третью, из которых первая включена между пери вой 9 и второй 10 шинами питания, а вторая и третья — между первой 9 и третьей 11 шинами питания, затворы транзисторов 1, 4,. 3 и 7 соединены с входной шиной 12, затворы транзисторов 2 и 8 — с выходом первой пары (сток транзистора 1), а затворы транзисторов 5 и 6 с выходами соответственно третьей .(сток транзистора 3) и второй (сток транзисто1.: 2) пар, причем транзисторы 7 и 8 включены между второй"шиной 10 питания и стоками транзисторов 2 и 3, соединенных соответственно с выходными шинами 13 и:14.

Преобразователь уровня по вгорому варианту содержит шесть транзисторов 1-6, образующих три комплементарные пары, из которьгх 1, 4 образуют первую комплементарную пару, включенную между первой и второй шинами 9 и 10 питания, 2, 5 — вторую, включенную между входной шиной 12 и третьей шиной ll питания, 3, 6 третью, включенную между .выходом первой пары (сток транзистора 9) и третьей шиной 11 питания, и два диода 15 и 16, включенные встречнопараллельно транзисторам 2 и 3 соответственно, причем затворы транзисторов 1, 3 и 4 соединены с входной шиной 12, затвор транзистора 2 — со стоком транзистора 1, а затворы

20 транзисторов, 5 и 6 — с выходами соответственно третьей (сток транзистора 3) и второй (сток транзистора 2) пар.

Преобразователь уровней по первому варианту работает следующим образом.

Транзисторы 1 и 4 образуют инвертор входного сигнала и служат для формирования на двух входах триггера, образованного транзисторами 2, 3, 5 и 6, взаимоинверсных сигналов управления.

Пусть в исходном состоянии на входной шине 12 присутствует нуле- . вой потенциал (потенциал шины 9).

Транзисторы 4, 2 и 6 открыты, а остальные закрыты. На шине 13 присутствует потенциал шины 9, на шине 14— потенциал шины 11.

При изменении уровня сигнала на входной шине 12 на единичный потенциал (потенциал шины 10) транзистор

7 открывается и фо, сированно перезаряжает область стока тренэистора 5.

Это изменение, воздействуя на затвор транзистора 6, вызывает его подэапирание. Одновременно единичный потенциал входной шины отпирает транзистор 3. Таким образом, отпирание транзистора 3 и запирание транзистора 6 происходят одновременно и регенеративный процесс опрокидывания триггера на транзисторах 2, 3, 5

35 и 6 происходит быстрее, причем в данном случае пороговые свойства транзистора 5не влияют на этот процесс. -, После окончания переходных процессов транзисторы 4, 3 и 5 оказываются от40 крытыми, на шине 13 присутствует потенциал шины ll а на шине 14 — потенциал шины 9.

Преобразователь уровней по второ" му варианту работает следующим обра45 зом.

Пусть в исходном состоянии на входной шине 12 присутствует нуле-. вой потенциал (потенциал шины 9).

Транзисторы 4, 2 и 6 открыты, а ос50 тальные закрыты. На шине 13 присутствует потенциал шины 9, а на шине 14— потенциал шины 11.

При изменении уровня сигнала на входной шине 12 на единичный потен55 циал (потенциал шины 10) транзисторы 1 и 3 открываются, Одновременно входной сигнал через открытый ди- од 15 перезаряжает область стока

3 ) 256 транзистора 5, подзапирая транзистор 6. Таким образом, как и в первом варианте, отпирание транзистора 3 и запирание транзистора 6 происходят одновременно .и регенеративный процесс 5 опрокидывания схемы осуществляется быстрее, причем пороговые свойства транзистора 5 не влияют на этот процесс. После окончания опрокидывания схемы транзисторы 1, 3 и 5 оказываются открытыми, а остальные закрытыми. На шине 13 присутствует потенциал шины 11, а на шине 14 — потенциал шины 9.

Для преобразования положительного входного напряжения в биполярное выходное тип проводимости всех транзисторов изменяется на противоположный, вторая шина питания соединяется с общим проводом, к первой шине под- 20 ключается положительная ЭДС, к третьей — отрицательная.

По сравнению с известным быстродействие предлагаемого преобразователя уровней повышается за счет разрешения технического противоречия между необходимостью сохранения ключевого режима схемы для обеспечения ее экономичности и необходимостью ее перевода в линейный режим для повы- 30 шения быстродействия. В начальные моменты переключения в качестве активных элементов выступают введенные транзисторы или диоды, которые закрываются после начала регенеративно- З5 го процесса перебрасывания триггера.

Формула изобретения

1, Преобразователь уровней, со- 40 держащий шесть МОП-транзисторов, образующих три комплементарные пары, из которых первая включена между первой и второй шинами питания, а вторая и третья — между первой и третьей шинами питания, затворы

)65 транзисторов первой пары и МОП-транзистора первого типа третьей пары соединены с входной шиной, затвор транзистора первого типа второй пары — с выходом первой пары, а затворы МОП транзисторов второго типа второй и третьей пар — с выходами третьей и второй пары соответственно, соединенными также с соответствующими выхоцными шинами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены седьмой и восьмой МОП-транзисторы первого типа, включенные между выходами соответственно второй и третьей пары и второй шиной питания, причем их затворы соединены соответственно с входной шиной и выходом первой пары.

2. Преобразователь уровней, содержащий шесть МОП-транзисторов, образующих три комплементарные пары, иэ которых первая включена между первой и второй шинами питания, а вторая и третья истоками МОП-.транзисторов второго типа соединены с третьей шиной питания, затворы транзисторов первой пары и транзистора первого типа третьей пары соединены с входной шиной, затвор транзистора первого типа второй пары — с выходом первой пары, а затворы транзисторов второго типа второй и третьей пар — с выходами третьей и второй пары соответственно, соединенными также с выходными шинами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый и второй диоды, включенные встречно-параллельно транзисторам первого типа второй и третьей пары, причем истоки транзисторов первого типа второй и третьей пары соединены соответственно с входной шиной и выходом первой пары.

1256 I 65

Составитель С. Агеев

Редактор В. Петраш Техред М.Ходанич Корректор М. Максимишинец

Заказ 4834/55 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4