Трехстабильный аналоговый коммутатор

 

Изобретение относится к радиоэлект ронным устройствам и может быть использовано в средствах обора и обработки информации и в средствах тестового контроля сверхбольших интегральных схем. Цель изобретения - подьГшениеФыетродействия и технологичности; аналогового коммутатора . Трехста&йльный коммутатор содержит преобразователе Т уровней упра в л я ю щи х с и гнало в, ком мутатор. 2 и н - формационных входов, токозгадающие элементы 3.-4..Й коммутатор 5 третье го состояния . Выполнение коммутатора третьего состояния на двух транзисторах разного типа проводимости и соединение их с транзисторами коммутатора информационных входов , а также с соответствующими выходами блока преобразования уровней позволило уменьшить задержку ..сигнала в процессе коммутации, т.е. повысить быстродействие всего коммутатора. 1 ил. t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Вил Н 03 К 17/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 4

ЬЭ

Сп

4д

00 фь.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1. (2 1) 4853622/21 (22) 23.07;90 (46) 07.04.92. Бюл.: Цв 13 (71) Ленинградское. научно-производственное обьединение "Авангард"(72) В.В. Никитин-и С.Н; Семенов (53) 621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1088120; кл. Н 03 К 17/60; 1982.

Устройство тестового контроля СБИС типа МТС-11, ЧСФР, 1980, рис. I. (54) TPEXCTAEMflbHbIA АНАЛОГОВЬ1Й; . КОММУТАТОР (57) Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам и может быть использовано: в средствах ебора и обработки информации и в средствах тестового конт Ж 1725384 А1 роля .сверхбольших .интегральных схем.

Цель изобретения — поен шейие.быстродействия и технологичности; аналогового. коммутатора, Трехстабильный. коммутатор содержит преобразователь 1: уровней управляющих сигналов,. коммутатор,2 информационййх входов. токозадающие элементы 3, 4 и коммутатор 5 третьего состояния. Выполнение коммутатора третьего состояния на двух транзисторах разного. типа проводимости и соединение их с транзисторами коммутатора информационных входов,. а также с соответствующими выходами блока преобразования уровней позволило . уменьшить задержку сигнала в процессе коммутации, т.е. повысить быстродействие всего коммутатора. 1 ил.

1725384

10 15

ЗО

40

50

55. Изобретение относится к области радиоэлектронных устройств и может быть использовано в средствах сбора и обработки информации и в средствах тестового. контроля сверхбольших интегральных схем

{СБИС).

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Схему- транзисторов, содержащуюся в. предлагаемом устройстве и:представляю-. щую собой токовые ключи отличает от известной то, что на базы транзисторов подаются уровни напряжения .(уровни управляющих сигналов), в то время как в известной схеме на.базу одного из трех транзисторов приложено форсированное постоянное напряжение, играющее роль опорного и задающего порог переключения для других транзисторов.

К тому же коллекторы транзисторов в предлагаемом устройстве подсоединены к разным цепям, не связанным с нулевой шиной, в отличие от известной, где два коллектора из трех соединены между собой, а все вместе через резисторы подключены к нулевой шине.

На чертеже показан предлагаемый коммутатор, Коммутатор содержит преобразователь

1 уровней управляющих сигналов, коммутатор 2 информационных входов, токозадающие элементы 3 и 4 и коммутатор 5 третьего состояния.

Преобразователь уровней управляющих сигналов содержит шесть стабилитро. нов 6 — 11, иэ которых катоды стабилитронов

6 — 9 через резисторы 12 — 15 подключены к положительному источнику питания, а аноды стабилитронов 6, 7, 10 и 11 через резисторы 16 — 19 подключены к отрицательному источнику питания, причем катод стабилитрона 7, точка соединения анода 8 и катода

10, а также точка соединения анода 9 и . катода 11 подключены к входам устройства.

Преобразователь 1 уровней имеет шесть выходов, четыре из которых через резисторы 20-23 подключены к базам транзисторов 24 — 27 коммутатора 2 информационных входов, а два других через резисторы

28 и 29 подключены к базам транзисторов

30 и 13 коммутатора 5 третьего состояния.

Однотипные транзисторы 24, 25, 30 и

26, 27, 31 коммутаторов 2 и 5 соединены между собой эмиттерами и через токоэадающие элементы 3 и 4 подключены к разнополярным источникам питания.

Коллекторы раэнотипных транзисторов

24, 26 и 25, 27, коммутатора 2 соединены между собой через управляющие диагонали диодных мостов 32 и 33 соответственно, выходы которых соединены между собой и подключены через вспомогательный резистор к выходу 34 устройства, а входы подключены к. первому 35 и второму 36 информационным входам устройства..

Принцип действия предлагаемого устройства состоит. в следующем.

На управляющие входы 37-40 устройства подается определенная комбинация логических управляющих сигналов, которые. с помощью преобразователя 1 преобразуются в уровни, необходимые для управления транзисторами коммутаторов 2 и 5.

В зависимости от того, в какую цепь будет ответвляться ток токозадающего элемента 3 (аналогично из какой цепи будет вытекать ток токозадающего элемента 4), выход трехстабильного коммутатора будет подключен или к одному из двух информационных входов, или перейдет в высокоимпедансное состояние.

Если, например, открыты транзисторы

24 и 26, а остальные закрыты, то токи токозадающих элементов будут протекать через диодный мост 32, в результате чего потенциал выхода 34 будет соответствовать потенциалу входа 35 (первое состояние). В другом случае, когда открыты транзисторы

25 и 27 и остальные закрыты (для транзисто-. ров 30 и 31 допускается квазивыключенное состояние, что не отражается на работоспо-. собности схемы), токи протекают через диодный мост 33, в результате чего потенциал выхода 34 соответствует потенциалу входа

36 (второе состояние).

И, наконец, если открыты транзисторы

30 и 31, а остальные закрыты, то ток через диодные мосты отсутствует, следовательно, выход переходит в высокоимпедансное состояние (третье состояние) или, иначе говоря, оба информационных входа 35 и 36 отключены от выхода.

Пример, Предположим, коммутатор работает в режиме коммутации информационных сигналов с входов 35 и 36 на выход, для чего на управляющие входы коммутатора подана комбинация логических уровней асср.логики.

Вх.37 U = — 1,6 В

Вх.38 Uo= -0,8 В (1)

Вх.39 U = — 0,8 В

Вх.40 0 = — 1,6 В где U — логическая единица;

Uo — r огический нуль.

На входы 38 и 40 по отношению к вхо-. дам 37 и 39 соответственно всегда подаются инверсные сигналы, Тогда, с учетом напряжения стабилизации стабилитронов, напряжения на базах транзисторов 24, 25 и ЗО будут следующими:

Составитель В;Никитин

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор Е.Папп

Заказ 1185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

5 1725384 6

ОБ -Ост -1,6 В (2).: Ug =Ост — 1,6В =Ост - (1,9-2,1) В (7)

Ов = Ост — 0,8 В, .(3) Теперь напряжение вточке соединения

Uf = Ост — 0,8 В, .:(4):: эмиттеров привязйвается к напряжению. на где UcT, Ост ., UcT — напряжения стабилиза-. базе транзистора 30, которое равно т в ции стабилитронов 7-9..: .. 5 Оэ30 = Ост —:(1,9-2,1) В+ 0;7 В =

Напряжение в точке соединения ..= Ост — (1,2 -1;4) В;: (8) змиттеров будет:приведено к:меньшему .Если сравнить (8) и (2), (3), то становится из напряжений, действующих на базах . очевидным то, что транзисторы 24 и 25 натранзисторов, соединенных эмиттерами;:. - . дежно закрыты, и, следовательно, ток токоС учетом связанного и(2), (3) напряже-, 10 задающего элемента 3 шунтируется ние на эмиттере будет .. транзистором 30;

Оэ = Ост 1;6 В.+ 0 7 = Ост 0,9.:: (5) Аналогично работает транзистор 31 соИз.сравнения (5) с (2) — (4) видно, что тран- вместно с транзисторами:26 и.27.

: зисторы 25 и 30 будут закрыты, транзистор Ф о р м у л а . и з о. б р е т е н. и я

: 24 открыт, ток токозадающего элемента:3 15: Трехстабильный айалоговый коммута; будет ответвляться в цепь с диодным мос-":. тор, содержащий .блок преобразования том 32 и на выход будет передаваться-сиг- уровней управляющих сигналов, входы конал с входа 35.: торого-соединены с управляющими входами

При другом сочетании сигналов на вхо- устройства, коммутатор информационных дах39и40будетоткрыттранзистор25иток 20 входов:, содержащий по два транзистора будет ответвляться в цепь с диодным мос- . разного типа проводимости, причем однотом 33, в результате чего на выход будет типные транзисторы соединены между сопередаваться сигнал с входа 36.. бой эмиттерами .и через токозадающие

Аналогично работают транзисторы 26,. элементы подключены к разнополярным ис27 и 31. 25 точникам. питания, базы через резисторы

В.режиме работы коммутатора, когда подключены к соответствующим выходам выход переходит в высокоимпедансное со- блока преобразования уровней, а коллектостояние, транзисторы 30 и 31 открыты,:а . ры разнотипных транзисторов соединены остальные закрыты. между собой через диагонали диодных мосДля того, чтобы закрыть, предположим, 30 тов, выходы которых соединены с выходом транзисторы 24 и 25, необходимо понизить устройства, а входы подключены к информанапряжение в точке соединения эмиттеров ционным входам устройства, а также коммудо значения, приблизительно равного мень- татор третьего состояния, о т л и ч а ю щ и йшему иэ значений, действующих на базах с я тем, что, с целью повышения быстродей(выражения(2) и(З)). Этодостигается за счет 35 ствия, коммутатор третьего состояния вы- того, что напряжения стабилизации стаби- полнен на двух транзисторах разного типа литронов 6 и 7 выбираются на 0,3-0,4 В проводимости, эмиттеры которых соедименьше напряжений стабилизации стаби- . нены с точками соединения эмиттеров литоонов 8,9 и 10, 11, т.е. с учетом условия транзисторов соответствующего типа проОст = Ост

40 водимости коммутатора информационных

Ост = Ост (0,3 0,5), (6) входов, базы подключены к соответствуюТогда на базе транзистора 30 приложено щим выходам блока преобразования уровнапряжение ней, а коллекторы соединены между собой.