Интегральный формирователь

Предлагаемое изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов управления на емкостной и на диодной нагрузке. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение потребляемой мощности. В интегральном формирователе, содержащем предварительный каскад, первый выход которого соединен с базой выходного транзистора нижнего плеча двухтактного выходного каскада, второй выход предварительного каскада соединен с выходом первого источника тока и с базой первого транзистора n-p-n типа, эмиттер которого соединен с выходом второго источника тока и с базой второго транзистора n-p-n типа, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с положительной шиной источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с соответствующим выводом выходного транзистора и с выходной шиной формирователя импульсов, первый источник тока выполнен на латеральном транзисторе p-n-р типа, при этом коллектор латерального транзистора является выходом первого источника тока, а выходом второго источника тока является дополнительная область р-типа, расположенная внутри изолированного n-кармана латерального транзистора между его коллектором и границей изолирующей р-области данного n-кармана. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов управления на емкостной и на диодной нагрузке.

Известен интегральный формирователь на однотипных транзисторах, содержащий фазорасщепитель и двухтактный выходной каскад, верхнее плечо которого выполнено на составном транзисторе [1].

Однако это устройство характеризуется недостаточным выходным напряжением высокого уровня из-за повышенного остаточного напряжения на составном транзисторе верхнего плеча двухтактного выходного каскада.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является интегральный формирователь, содержащий предварительный каскад, первый выход которого соединен с базой выходного транзистора нижнего плеча двухтактного выходного каскада, второй выход предварительного каскада соединен с выходом первого источника тока и с базой первого транзистора n-p-n типа, эмиттер которого соединен с выходом второго источника тока и с базой второго транзистора n-p-n типа, при этом первый и второй транзисторы являются составным выходным транзистором верхнего плеча двухтактного выходного каскада, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с положительной шиной источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с соответствующим выводом выходного транзистора и с выходной шиной формирователя импульсов [2].

Однако известный формирователь имеет повышенную потребляемую мощность из-за наличия второго источника тока, который обеспечивает увеличение выходного напряжения высокого уровня.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение потребляемой мощности.

Технический результат достигается тем, что в известном интегральном формирователе, содержащем предварительный каскад, первый выход которого соединен с базой выходного транзистора нижнего плеча двухтактного выходного каскада, второй выход предварительного каскада соединен с выходом первого источника тока и с базой первого транзистора n-p-n типа, эмиттер которого соединен с выходом второго источника тока и с базой второго транзистора n-p-n типа, при этом первый и второй транзисторы являются составным выходным транзистором верхнего плеча двухтактного выходного каскада, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с положительной шиной источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с соответствующим выводом выходного транзистора и с выходной шиной формирователя импульсов, первый источник тока выполнен на латеральном транзисторе p-n-p типа, при этом коллектор латерального транзистора является выходом первого источника тока, а выходом второго источника тока является дополнительная область p-типа, расположенная внутри изолированного n-кармана латерального транзистора между его коллектором и границей изолирующей p-области данного n-кармана.

На рис.1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого интегрального формирователя.

Интегральный формирователь содержит предварительный каскад 1, выходной транзистор 2 нижнего плеча двухтактного выходного каскада, первый источник 3 тока, первый транзистор 4 n-p-n типа, второй источник 5 тока, второй транзистор 6 n-p-n типа, первый и второй транзисторы 4 и 6 образуют составной выходной транзистор 7 верхнего плеча двухтактного выходного каскада.

На рис.2 и рис.3 представлена конструкция первого и второго источников тока.

Вся конструкция расположена внутри n-кармана, изолированного от p-подложки и от соседних областей полупроводникового кристалла изолирующими p-n переходами. Конструкция включает n+-скрытый слой, n+-область для подключения базового контакта, n-эпитаксиальную область, выполняющую роль базовой области латеральной структуры, p-область эмиттера, p-область коллектора, например, в виде кольца и дополнительную p-область, окружающую p-область коллектора.

Интегральный формирователь работает следующим образом. При наличии отпирающего сигнала на входе предварительного каскада 1 составной выходной транзистор 7 верхнего плеча закрыт, а выходной транзистор 2 нижнего плеча насыщен. На выходе интегрального формирователя действует напряжение низкого уровня. Латеральный транзистор, на котором выполнен первый источник тока 3, работает в активном режиме, т.е. его эмиттерный переход смещен прямо, а коллекторный переход - обратно. Выходной ток первого источника тока 3 практически равен току эмиттера латерального транзистора. Дополнительная p-область смещена обратно, и ее ток практически равен нулю.

При формировании на входе предварительного каскада 1 запирающего перепада напряжения выходной транзистор 2 выключается, под действием тока первого источника тока 3 на базе первого транзистора 4 формируется положительный перепад напряжения, который передается на выход интегрального формирователя составным выходным транзистором 7, работающим в режиме повторителя напряжения. Переходный процесс на базе первого транзистора 4 завершается, когда латеральный транзистор первого источника тока 3 насыщается. При этом его коллекторный переход смещается прямо и начинает инжектировать в базовую n-область неосновные носители в направлении обратносмещенной дополнительной p-области. Неосновные носители, достигающие дополнительной p-области, захватываются электрическим полем обратно смещенного p-n перехода, и возникает электрический ток, который протекает в базу транзистора 6. Таким образом, на последнем этапе формирования положительного перепада выходного напряжения дополнительная p-область выполняет функции коллектора дополнительного латерального транзистора второго источника тока 5, эмиттером которого является коллектор латерального транзистора первого источника тока 3. Дополнительный латеральный транзистор работает в трех режимах:

1) в режиме отсечки - когда латеральный транзистор первого источника тока 3 находится в активном режиме, при этом ток второго источника тока 5 равен нулю;

2) в нормальном активном режиме - когда латеральный транзистор первого источника тока входит в насыщение; ток второго источника тока 5 в этом случае определяется током эмиттера латерального транзистора первого источника тока 3;

3) в режиме насыщения - на последнем этапе формирования выходного напряжения высокого уровня.

В итоге цепь формирования положительного перепада выходного напряжения при прочих равных условиях потребляет от источника питания такой же ток, как и в схеме аналога. При этом предложенный формирователь обеспечивает такое же выходное напряжение высокого уровня, как и прототип.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что в латеральный транзистор p-n-p типа, на котором выполнен первый источник тока, введена дополнительная область p-типа, которая является выходом второго источника тока. В результате, достигается уменьшение потребляемого тока. Действительно, при работе латерального транзистора первого источника тока в активном режиме второй источник тока выключен и ток не потребляет, а при насыщении латерального транзистора первого источника тока его коллектор, по сути, превращается в эмиттер латерального транзистора второго источника тока, функции коллектора которого выполняет дополнительная область p-типа. Предложенная конструкция источников тока обеспечивает потребление тока, соответствующее одиночному латеральному транзистору, и двухэтапный процесс заряда емкости нагрузки: сначала большим эмиттерным током составного транзистора, а на последнем этапе - эмиттерным током одиночного выходного транзистора, обеспечивая увеличение выходного напряжения высокого уровня примерно на 0,7 В, как в прототипе.

Технический результат предлагаемого изобретения реализуется лишь при совокупном использовании его отличительных признаков.

Введенная дополнительная область p-типа может рассматриваться, например, как второй коллектор в латеральном транзисторе p-n-p типа. Многоколлекторные латеральные транзисторы известны, однако, в таких транзисторах коллекторы практически равноценны, и такой транзистор, в первом приближении, может рассматриваться как ряд одноколлекторных с соответствующими параметрами. При этом потребляемая мощность будет такой же, как в прототипе. В предложенном техническом решении второй коллектор расположен по линии инжекции носителей заряда эмиттером за первым коллектором, поэтому ток второго коллектора появляется только тогда, когда первый коллектор смещается в прямом направлении, причем ток второго коллектора определяется тем же током эмиттера, что и ток первого коллектора.

Источники информации

1. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ С.В.Якубовский, Л.И.Ниссельсон, В.И.Кулешова и др.; Под ред. С.В.Якубовского. - М.: Радио и связь, 1990, с.35, рис.2.8.

2. Патент №2231919 (РФ). МКИ Н03К 5/02. Интегральный формирователь / П.А.Дик, А.И.Гольдшер, Ю.П.Докучаев, В.Р.Кучерский - опубл. 2004, Бюл. №18.

Интегральный формирователь, содержащий предварительный каскад, первый выход которого соединен с базой выходного транзистора нижнего плеча двухтактного выходного каскада, второй выход предварительного каскада соединен с выходом первого источника тока и с базой первого транзистора n-р-n-типа, эмиттер которого соединен с выходом второго источника тока и с базой второго транзистора n-p-n-типа, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с положительной шиной источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с соответствующим выводом выходного транзистора и с выходной шиной формирователя импульсов, отличающийся тем, что первый источник тока выполнен на латеральном транзисторе р-n-р-типа, при этом коллектор латерального транзистора является выходом первого источника тока, а выходом второго источника тока является дополнительная область р-типа, расположенная внутри изолированного n-кармана латерального транзистора между его коллектором и границей изолирующей р-области данного n-кармана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области автоматики и импульсной техники и может быть использовано для формирования импульсов. .

Изобретение относится к импульсной цифровой технике для формирования импульсов требуемой длительности по каждому из трех событий: при включении питания, по сигналу замыкающей кнопки с подавлением дребезга, при обнаружении пропуска или прекращения изменения входных импульсов при разрешении обнаружения.

Изобретение относится к импульсной технике. .

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки импульсных сигналов. .

D-к-триггер // 2147787
Изобретение относится к устройствам коммутации и может найти применение в системах управления, контроля, устройствах связи, вычислительных устройствах и других устройствах различных отраслей техники.

Изобретение относится к биомедицинской телеметрии и может найти применение в многоканальных системах передачи биомедицинских сигналов и вычислительных комплексах обработки медико-биологической информации экспериментальной, клинической, спортивной и космической медицины.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для формирования импульсов, свободных от влияния дребезга контактов в устройствах с механическими контактами и для формирования коротких одиночных импульсов по фронту длинных импульсных или потенциальных сигналов.

Изобретение относится к области радиотехнике и может быть использовано в оптической лазерной связи. .

Таймер // 2103808
Изобретение относится к устройствам отсчета времени и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, в вычислительных устройств, устройствах связи различных отраслей техники.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в цифровых вычислительных машинах, запоминающих устройствах, устройствах, содержащих элементы памяти. Технический результат заключается в восстановлении работоспособности устройства. Устройство содержит два ключа, триггер, три резистора, конденсатор, пороговый элемент, шину питания, общую и выходную шины, дополнительный триггер, элемент ИЛИ, два элемента задержки, входная и тактирующая шины. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для задержки включения нагрузки. Технический результат заключается в уменьшении площади, занимаемой схемой задержки включения на кристалле, уменьшении потребляемой мощности и расширении диапазона изменения напряжения питания. Технический результат достигается за счет того, что в известной интегральной схеме задержки включения, содержащей входной транзистор p-n-р типа и выходной транзистор n-p-n типа с нагрузкой в цепи коллектора, база входного транзистора подключена к токозадающей цепи, эмиттер соединен с шиной питания, а коллектор через конденсатор подключен к общей шине, база выходного транзистора соединена с первым выводом резистора, а эмиттер - с общей шиной, входной транзистор выполнен в виде латеральной структуры с дополнительной областью р-типа, расположенной внутри изолированного n-кармана входного транзистора между его коллектором и изолирующей областью данного n-кармана, дополнительная область подключена к базе выходного транзистора, а второй вывод резистора соединен с общей шиной. 2 ил.

Изобретение относится к радиосистемам передачи дискретной информации, работающим на общей частоте, в которых передача осуществляется короткими радиоимпульсами с модуляцией путем изменения временного положения радиоимпульсов на тактовом интервале, отведенном на передачу единицы информации. Техническим результатом является исключение появления на выходе приемника сигналов от постороннего передатчика. Способ содержит этапы, на которых каждая кодовая последовательность образуется из однотипных импульсов с одинаковыми интервалами между ними, при этом длительность интервала между соседними импульсами в кодовой последовательности кратна двум длительностям одного импульса на выходе амплитудного детектора приемника, и число импульсов в каждой кодовой последовательности выбирается на один больше, чем максимальное число передатчиков, сигналы которых могут одновременно присутствовать на входе приемника отдельной системы, но не должны проходить на выход устройства обработки кодовой последовательности импульсов, а в приемнике импульсных сигналов с отводов линии задержки на последующие цепи приемника подается только один сигнал - сигнал с минимальным уровнем. 1 ил.

Интегральный формирователь

Наверх