Устройство согласования

 

Изобретение относится к области импульсной техники и предназначено для использования в микроэлектронных системах цифровой автоматики и вычислительной техники. Устройство согласования имеет транзисторы 1, 2, 5, 16, 22 первого типа проводимости, резисторы 3, 8, 9, 12, 13, 17, 20, выход 4 устройства, шину 6 питания, транзисторы 7, 10, 19, 21 второго типа проводимости , входы 11, 15 устройства, диоды 14, 18, 23 Шоттки. Устройство согласования имеет увеличенное быстродействие и сниженную потребляемую мощность. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Н 03 К 19 091

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j)3 „.

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4137163/24-21 (22) 21,.10.86 (46) 23.03.88. Бюл. № 11 (72) С. В. Касаткин (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1138942, кл. Н 03 К 19/091, 05.08.83.

Авторское свидетельство СССР № I 173552, кл. Н 03 К 19/091, 17.02,84.

Авторское свидетельство СССР № 837290, кл. Н 03 К 19/08, 1980.

„„SU„„1383483 А 1 (54) УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области импульсной техники и предназначено для использования в микроэлектронных системах цифровой автоматики и вычислительной техники. Устройство согласования имеет транзисторы l. 2, 5, 16, 22 первого типа проводимости, резисторы 3, 8, 9, 12, 13, 17, 20, выход 4 устройства, шину 6 питания, транзисторы 7, 10, 19, 21 второго типа проводимости, входы 11, 15 устройства, диоды 14, 18, 23 Шоттки. Устройство согласования имеет увеличенное быстродействие и сниженную потребляемую мощность. 1 ил.

1383483

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в микроэлектронных системах цифровой автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и снижение потребляемой мощности устройства согласования.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства согласования.

Устройство согласования содержит первый транзистор 1 первого типа проводимо: сти, эмиттер которого подключен к общей шине, база подключена к первому коллектору второго транзистора 2 первого типа проводимости и через первый резистор 3 — к общей шине, а коллектор подключен к выходу 4 устройства и к эмиттеру третьего транзистора 5 первого типа проводимости, коллектор которого подключен к шине 6 питания, а база подключена к коллектору . первого транзистора 7 второго типа прово, :димости, эмиттер которого подключен к шине

: 6 питания, второй коллектор транзистора

2 первого типа проводимости через последовательно включенные второй и третий резисторы 8 и 9 подключен к шине 6 питания, эмиттер подключен к общей шине, а база— к первому коллектору второго транзистора

10 второго типа проводимости, база кото рого подключена к управляющему входу

11 устройства и через четвертый резистор

12 к шине 6 питания, эмиттер подключен через пятый резистор 13 к шине 6 питания, а второй коллектор подключен к первому коллектору транзистора 2 первого типа про. водимости, база которого подключена к аноду первого диода 14 Шоттки, катод которого подключен к информационному входу 15 устройства, база транзистора 7 второго типа проводимости подключена к коллектору четвертого транзистора 16 первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор через шестой резистор 7 — к шине 6 питания, а база подключена к аноду второго диода 18 Шоттки и к коллектору третьего транзистора 19 второго типа проводимости, эмиттер которого через седьмой резистор "20 подключен к шине 6 питания, а база подключена к выходу 4 устройства, катод диода 18 Шо.ггки подключен к информационному входу устройства 15, объединенные между собой выводы резисторов 8 и 9 подключены к базе четвертого транзистора 21 второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к шине 6 питания, а коллектор — к выходу 4 устройства, база транзистора 16 первого типа проводимости подключена к коллектору пятого транзистора 22 первого типа проводимости с инжекционным питанием, база которого подключена к аноду третьего диода 23

Шоттки, катод которого .подключен к управляющему входу устройства 11.

Устройство работает следующим образом.

Когда на вход 11 управления подается низкий уровень напряжения, соответствующий сигналу логического «О» (т.е. управляющий этим входом инжекционный транзистор насыщен), устройство работает в состоянии «Включено» на выходе 4. Транзистор

10 открыт, суммарный ток его коллекторов определяется как

R ia(Bp+1) 15

Если теперь на вход 15 поступит сигнал логического «О», то ток первого коллектора транзистора 10 ответвляется через диод 14 Шоттки из базы транзистора 2, транзистор 2 закрывается, ток второго коллектора транзистора 10 поступает в базу транзистора 1, транзистор 1 открывается и

40 входит в режим насыщения. Одновременно коллекторный ток транзистора 19 через диод

18 Шоттки ответвляется управляющим входом 15 транзистором из базы транзистора

16. Транзистор 16 запирается, при этом база транзистора 7 через резистор 17 шунтируется на шину 6 питания, транзистор 7 также запирается, а следовательно, запирается изза отсутствия тока в базу транзистора 5.

Так как транзистор 2 запирается, то база транзистора 21 через резистор 9 шунтируется на шину 6 питания. Транзистор 21 запирается. На выходе 4 устройства формируется сигнал логического «О», т.е. низкий уровень напряжения 0,1 — 0,2В, что соответствует логическому «О» стандартных ТТЛсхем. Так как на базу транзистора 19 поступает в этом случае низкий уровень напряжения, равный уровню напряжения на выходе 4, то транзистор 19 открыт, его коллекторный ток определяется выражением где 1. Π— суммарный ток коллекторов транзистора 10;

U6 — - напряжение шины 6 питания;

Uýo — - падение напряжения на базо-эмиттерном переходе открытого транзистора (= 0,6 В);

U- ° — напряжение между эмиттером и коллектором насыщенного инжек20 ционного транзистора (= 0,1 В);

Ria — сопротивление резистора 13;

Bp — коэффициент усиления по току р — n — р транзистора (здесь транзистора 10).

Необходимое соотношение токов пер25 вого и второго коллекторов транзистора

10 задается конструктивно, например, соотношением площадей этих коллекторов.

При сигнале логического «О» на входе 11 через диод 23 Шоттки шунтируется на общую шину без транзистора 22, ток инжектора этого транзистора ответвляется управляющим этим входом транзистором, транзистор 22 закрыт.

1383483

1" 19— где U4 — напряжение на выходе 4 устройства, R2o — сопротивление резистора 20;

IK19 — коллекторный ток транзистора 19.

Если теперь на вход 15 приходит сигнал логической «1» (управляющий этим входом инжекционный транзистор закрыт), ток первого коллектора транзистора 10 поступает в базу транзистора 2, вызывая его отпирание, транзистор 2 открывается и входит в режим насыщения, ответвляя из базы транзистора 1 ток второго коллектора транзистора 10, транзистор 1 запирается. Одновременно с этим коллекторный ток транзистора 19 поступает в базу транзистора 16, вызывая его отпирание. Транзистор 16 открывается и работает в режиме усиления тока, его коллекторный ток вызывает отпирание транзистора 7, а следовательно, и транзистора 5. При этом обеспечивается повышенный по отношению к схеме известного устройства ток перезаряда нагрузочной емкости на выходе 4, так как в отличие от известной схемы между коллектором транзистора 16 и базой транзистора 7 в предлагаемой схеме отсутствует резистор, ограничивающий ток базы транзистора 7.

Так как транзистор 2 открывается, ток его второго коллектора вызывает отпирание транзистора 21, ток коллектора транзистора 21 определяется как

1" 21 где 1.21 — ток коллектора транзистора 21;

R8 — сопротивление резистора 8.

Из условия минимального значения Вр (определяется технологией) сопротивление резистора 8 рассчитывается таким образом, чтобы при логической «1» на выходе 4 (для

ТТЛ вЂ” cxeM) 2,4 В) обеспечивался необходи мый вытекающий ток логической «1».

Таким образом, так как транзистор 1 закрывается, а транзисторы 5 и 21 открываются, на выходе 4 устройства формируется сигнал логической «1» () 2,4 В). При этом, по мере нарастания напряжения на выходе 4, а следовательно, и на базе транзистора 19, ток коллектора транзистора 19 уменьшается (выражение 1) и при достижении уровня U4= 14 — 11эб транзистор 19 запирается, а следовательно (из-за отсутствия базовых токов), запиракттся транзисторы 16, 7 и 5. Дальнейший заряд емкости и нарастание напряжения на выходе 4 обеспечивается коллекторным током транзистора 21. Максимальное напряжение на выходе 4 определяется из соотношения U4 "= макс иахс

=14 — 1 1-., где U4 — максимальное напряжение на выходе 4, а UKí — максимально возможное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 21 в режиме усиления, величина которого, как правило, составляет 0 3 — 0,4 В, следовательно, напряжение литания Ue может быть снижено до 3 В.

При подаче на вход 1 сигнала логической «1» база транзистора 10 шунтируется через резистор 12 на шину 6 питания.

Транзистор 10 запирается. Базы, транзисторов 1 и 2 независимо от состояния на входе 15 обесточиваются. База транзистора 1 через резистор 3, а база транзистора

21 через резистор 9 шунтируются соответственно на общую шину и шину 6 питания.

Транзисторы 1 и 21 запираются. При сигнале логической «1» на входе 11 ток инжектора транзистора 22 поступает в базу транзистора 22, транзистор 22 открывается и входит в режим насыщения, шунтируя при этом на общую шину базу транзистора 16. Независимо от состояния на входе 15 транзистор

16 закрывается, при этом база транзисто20 ра 7 шунтируется через резистор 17 на шину 6 питания. Транзистор 7 запирается, а следовательно, запирается и транзистор 5.

На выходе устройства устанавливается состояние «Выключено».

Формула изобретения

ЗО

Устройство согласования, содержащее первый транзистор первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, база подключена к первому коллектору второго транзистора первого типа проводимости и через первый резистор — к общей шине, а коллектор подключен к выходу устройства и к эмиттеру третьего транзистора первого типа проводимости, коллектор которого подключен к шине питания, а база— к коллектору первого транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к шине питания, второй коллектор второго транзистора первого типа проводимости через последовательно включенные второй и третий резисторы подключен к шине питания, эмиттер — к общей шине, а база — к первому коллектору второго транзистора второго типа проводимости, база которого подключена к управляющему входу устройства и через четвертый резистор — к шине питания, эмиттер подключен через пятый резистор к шине питания, а второй коллектор — к первому коллектору второго транзистора первого типа проводимости, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и снижения потребляемой мощности, база второго транзистора первого типа проводимости подключена к аноду первого диода Шоттки, катод которого подключен к информационному входу устройства, база первого транзистора второго типа проводимости подключена к коллектору четвертого транзистора первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор через шесi383483

Составитель A. Цехановский

Редактор В. Бугренкова Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 920/54 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 той резистор — к шине питания, а база —k аноду второго диода Шоттки и коллектору третьего транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого через седьмой резистор подключен к шине питания, а база — к выходу устройства, катод второго диода Шоттки подключен к информационному входу устройства, общая точка

Второго и третьего резисторов подключена к базе четвертого транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к шине питания, а коллектор — к выходу устройства, база четвертого транзистора первого типа проводимости подключена к коллектору пятого транзистора первого типа проводимости с инжекционным питанием, база которого подключена к аноду третьего диода Шоттки, катод которого подключен к управляющему входу устройства.