Инвертор

 

Изобретение относится к импульс ной технике и предназначено для использования в устройствах вычислительной техники и автоматики. Цель изобретения - повышение быстродействия инвертора и снижение потребляемой мощности. Инвертор содержит восемь резисторов, семь транзисторов и два конденсатора. Введение второго конденсатора, шестого и седьмого транзисторов позволяет увеличить динамический базовый ток транзисторов источников тока во время нарастания и спада входного сигнала. Это приводит к увеличению крутизны фронтов выходных сигналов, при этом увеличивается быстродействие., статическая потребляемая мощность не изменяется . 2 Ш1. i (Л

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1,ЕСПУБЛИН

15 А1 (1% (1!) 11 4 Н 03 K 19 086

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4259319/24-21 (22) 10.06.87 (46) )5,01.89. Бюл. М 2 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. Д.В.Калмыкова (72) П.А,Эемлянухин . (53) 621.374 (088.8) (56) Niyonoga Н. et al. А 1.5 пз I К

Bipolar RAN Using Novel Circuit Design and SST-2 Technology — IEEE

Journal of Solid-State Circuits, V ° ->

Sc-19, № 3, 1984, h.291.

Niyanaga Н. et al. А 0,85 ns 1 Kb

Bipolar ECL RAN Extended Abstracts of

the 16- (1984) Internationa1 Conference on Solid State Devices and Иаterials.. Kobe, 1984, р.226, fig 3. (54) ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к импульс ной технике и предназначено для использования в устройствах вычислительной техники и автоматики. Цель изобретения — повышение быстродействия инвертора и снижение потребляемой мощности. Инвертор содержит восемь резисторов, семь транзисторов и два конденсатора. Введение второго конденсатора, щестого и седьмого транзисторов позволяет увеличить динамический базовый ток транзисторов источников тока во время нарастания и спада входною сигнала. Это приводит к увеличению крутизны фронтов выходных сигналов, при этом увеличивается быстродействие., статическая потребляемая мощность не изменяется. 2 ял.

14518

Изобретение относится к импульсной технике и может бить использовано в устройствах вичислительной техники и автоматики.

Целью изобретения является повы5 шение быстродействия инвертора и снижение потребляемой им мощности, На фиг,1 приведена принципиальная электрическая схема инвертора; на фиг,2 — графики, поясняющие его работу.

Инвертор содержит.первый транзистор 1, база которого является входом 2 инвертора, коллектор первого транзистора 1 соединен с первым выводом первого резистора 3 и базой седьмого транзистора 4; эмиттеры второго 5 и третьего 6 транзисторов соединены с коллектором четвертого транзистора

7; эмиттер первого транзистора 1 соединен с базой второго 5 и коллектором шестого 8 транзисторов и первым выводом первого конденсатора 9, база третьего транзистора 6 соединена с эмиттером седьмого 4 и колектором пятого 10 транзисторов и первим выводом второго конденсатора 11; база четвертого транзистора 7 соединена с первой ниной 12 опорного напряжения, а второй вывод первого резистора 3 — со второй шиной 13 опорного напряжения, эмиттер четвертого транзистора 7 соединен с первым выводом второго резистора 14, коллекторы второго 5 и третьего 6 транзис35 торов соединены с первыми выводами третьего 15 и четвертого 16 резис" торов и является инвертирующим 17 и неинвертирующим 18 выходами устрой- 40 ства, вторые выводы третьего 15 и четвертого 16 резисторов и коллектор седьмого транзистора 4 соединены с общей ниной 19, база шестого транзистора 8 соединена с первым выводом 45 седьмого резистора 20 и вторым выводом второго конденсатора 11, база пятого транзистора 10 соединена с первым выводом восьмого резистора.

21 и вторым выводом первого конденсатора 9, второй вывод восьмого ре50 зистора 21 соединен с третьей ниной

22 опорного напряжения, второй вывод седьмого резистора 20 соединен с пер: вой шины 12 опорного напряжения, эмиттер шестого транзистора 8 .соединен с первым выводом седьмого резистора 23, а эмиттер пятого транзистора 10 — с первым выводом пятого ре50 2 с

l зистора ?4, вторые выводи второго

14, пятого ?3 и шестого ?4 резисторов соединены с шиной ?5 питания.

Инвертор работает следующим образом. .Для обеспечения работы инвертора к нему подключены шина 19 питания и три шинн опорного напряжения (12, 13, 22), при этом в коллекторе транзистора 7 протекает ток, достаточный для быстрого переключения эмиттерносвязанной пари (второй 5 и третий 6 транзисторы, третий 15 и четвертый

16 резисторы). В коллекторе транзистора 8 протекает т ок, близкий к току коллектора транзистора 7, и обеспечивает падение потенциала на первом резисторе 3 (Д))/2, где а П .— перепад входного логического сигнала), В коллекторе транзистора. 10 протекает достаточно малый ток (B десятки раз меньше тока коллектора транзистора

7), необходимый для привязки потен циала базы транзистора 6 в соответствии с потенциалом баз транзисторов

1, 4.

Условимся, что в исходном состоянии на входе 2 поддерживается низкий потенциал. При этом на базе третьего транзистора 6 установится потенциал

=К - I — -P -Ч

f3 () l

02 < P+) о г и на базе второго транзистора — потенциал .«3 = «8, V,р (2) о где Š— величина напряжения на второй шине 13 опорного напряжения; т. — ток коллектора шестого .-к, транзистора 8; — коэффициент передачи базового тока в схеме с общим эмиттером;

R — величина первого резис1 тора 3;

-,падение потенциала на прямо смещенном р-и-переходе база - эмиттер транзистора;

Гр — величина низкого уровня входного потенциала на базе первого транзистора 1.

Величина напряжения на второй шине

13 опорного напряжения, ток коллектора транзистора 8 и величина первого резистора 3 выбираются такими, чтобы потенциал базы второго транзистора

3 145

5 был меньше потенциала базы третьего транзистора 6 приблизительно на

ДП/2. Из распределения потенциалов на базах второго 5 и третьего 6 транзисторов можно заключить, что ток коллектора четвертого транзистора 7 замкнется ня третий транзистор 6 и, соответственно, на неинвертирующем выходе 18 установится низкий потенциал, а на инвертирующем 17 — высокий.

Повышение потенциала на входе 2 инвертора приводит к переключению устройства, что происходит следующим образом.

Быстрое нарастание входного сигналя (передний фронт импульса)приводит к появлению емкостного тока т = 0

dU (3) .c< < д перво го ко нд енс атор а 9, ко торый, замыкаясь в коллектор первого транзистора 1, вызывает быстрое падение потенциала на первом резисторе 3 и, соответственно, снижение потенциала базы седьмого транзистора 4 (1

-- +т . p. <1< 2 --c< (4}

Кроме этого емкостный ток первого конденсатора 9 распределяется между восьмым резистором 21 и базой пятого транзистора 10:

3: =т, +Ig. (5)

Из этого соотйошения следует, что кэ = (Тс< I«,g) P, (6) где Ie I„токи базы и коллекто 5 ра пятого транзистора соответственно; ток, ответвляющийся через восьмой резистор.

Из соотношения 6 видно, что в цепи коллектора развивается значительный ток (Т„ I ), который

6 весьма быстро разряжает второй рабочий конденсатор 11 и паразитные емкости этого узла и соответственно понижает потенциал базы третьего транзистора 6, Таким образом, по фронту входного сигнала происходит противофазное изменение потенциалов баз второго 5 и третьего 6 транзисторов, что приводит к быстрому выравниванию потенциалов баз этих транзисторов и переключению инвертора, т,е. на инвертирующем выходе (171 установится,низ1850

5

35 кий потенциал, ня неинвертирующем (181 — высокий. По мере достижения входным сигналом верхней амплитуды. прекращается действие емкостного тока, повышаются потенциалы баз седьмого 4 и третьего б.транзисторов к своей исходной величине.

При быстрой смене входного сигнала с высокого уровня на низкий (задний фронт) первый транзистор l запирается, ток коолектора транзистора 8 направлен на разряд первого конденсатора 9 и параэитных емкостей этого уэля. При таком распределении сигналов танк коллектора первого транзистора 1 устрем<1яется к нулю, соответственно начинается быстрое падение потенциала на первом резисторе 3, по— вышение потенциалов базы и эмиттера транзистора 4, что приводит к появления емкостного тока второго конденсатора 11, Этот ток, распределяясь между базой трянэистЬра 8 и резистором 20, приводит к дополнительному увеличению тока коллектора транэис— тора и, соответственно, к более быстрому снижению потенциала базы второго транзистора 5, Подробное распределение токов и потенциалов приводит к достаточно быстрому установлению равенства потенциалов баз второго

5 и третьего 6 транзисторов и, соответственно, к переключению инвертора.

11а инвертирующем выходе установится высокий потенциал, а на неинвертирующем — низкий. йормуляиэобретения

Инвертор, содержаг1ий восемь резисторов, база первого транзистора соединена с входом инвертора, коллектор с первым выводом первого резистора, а эммитер — с первым выводом конденсатора и базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером третьего транзистора и коллектором четвертого транзистора, база которого соединена с первой шиной опорного напряжения, а эмиттер через второй резистор — с шиной питания, коллекторы второго и третьего транзисторов соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим выходами и с первыми выводами соответственно третьего и четвертого резисторов, база третьего транзистора соединена с коллектором пятого

14518 транзистора, эмиттер которого через пятый резистор соединен с шиной питания и первым выводом шестого резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстро5 действия .. и снижения потребляемой мощности, введены второй конденса-. тор, шестой и седьмой транзисторы, второй вывод первого резистора соединен с.второй шиной опорного напряжения, эмиттер первого транзистора— с коллектором шестого транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого резистора, база 15 зо 6 соответственно через седьмой резистор и второй конденсатор соединена с базами четвертого и третьего транзисторов, второй вывод первого конденсатора соединен с базой пятого транзистора и через восьмой резистор подключен к третьей шине опорного напряжения, коллектор первого транзистора соединен с базой седьмого транзистора, коллектор которого подключен к вторым выводам третьего и четвертого резисторов и общей шине, а эмиттер . соединен с базой третьего транзистора.

Юх us Ъ

К17

F18

Составитель А.Янов

Редактор А.Маковская Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 7091/55 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственногб комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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