Преобразователь логических уровней

 

E о >597923

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.74 (21) 2082881/26-21 (51) Я Кл е с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 03 К 6/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано25.03.76.Бюллетень №11 (53) УДК 621.382 (088.8) (45) Дата опубликования описания 28.04.76 (?2) Авторы изобретения

В. Л. Гимадов и В„Н. Распутный (71) 3а я вите л ь (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛОГИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ

Изобретение относится к импульсной технике и,в частности, может быть использовано для преобразования выходных логических уровней ТТЛ вЂ” микросхем в уровни напряжения, обеспечив аюшие управление ключами на полевых транзисторах, ключами запоминаюших устройств и других применений в аппаратуре с низким потреблением мошности и высоким быстродействием.

Известны преобразователи логических уровней, содержащие выходной каскад, выполненный на двух комплементарных транзисторах, коллекторы которых соединены с выходной шиной, эмиттеры — с шинами пита-1а ния, и диодный переключатель тока, выполненный на транзисторе, база которого соединена с входной шиной, коллектор — с базой первого транзистора выходного каскада, а эмиттер через резистор — с шиной питания 20 и через два последовательно соединенных диода — с обшей шиной, а место соединения диодов — со входом инвертора, выполненного, например, на транзисторе.

Известные преобразователи логических 25 уровней обладают сравнительно высоким потреблением мощности в статическом режиме.

Целью изобретения является уменьшение потребляемой мошности.

11ля этого в преобразователь логических уровней введен повторитель, выполненный на двух комплементарных транзисторах, один из которых является составным. Базы транзисторов повторителя соединены с выходной шиной, коллектор первого транзистора в составном транзисторе повторителя соединен с общей шиной, коллектор второго транзистора в составном транзисторе повторителя— с эмиттером транзистора входного переключателя тока, коллектор другого транзистора повторителя — с базой второго транзистора выходного каскада и через конденсатор — с базой первого транзистора выходного каскада, а место соединения эмиттеров транзисторов повторителя — с выходом инвертора и через конденсатор — с обшей шиной.

На чертеже изображен предлагаемый преобразователь.

Он содержит выходной каскад 1 и повторитель 2. Конденсатор 3, соединенный с

507923 выходом повторителя 2, является форсирующим, а конденсатор — разделительным.

Входной переключатель тока выполнен на транзисторе 5, диодах 6, 7 и резисторе 8, который соединяет эмиттер транзистора 5 5 с шиной питания 9.

Место соединения диодов 6 и 7 присоединено ко входу инвертора, выполненного на транзисторе 1 О.

Выходной каскад блока формирования уров-!0 ней 1 содержит комплементарные транзисторы 11, 12 и резисторы 13, .1 !. Эмиттер транзистора 1.1. соединен с шиной питания

1 5. а эмиттер транзистора 1 2 — с шиной питания 1 6. I5

Повторитель содержит транзисторы 17 и .18, включенные по схеме составного транзистора, и транзистор 19. Базы транзисторров 5, 18 и 19 соединены с входной шиной

20, а выходная шина 2l — с местом сое- 20 динения транзисторов 1 1 и 12 ..

Преобразователь логических уровней работает следующим образом, При низком уровне сигнала (0-0,3 в) на входной шине 20 преобразователя логических уровней в проводящем состоянии находится транзистор 5 переключателя тока. Ток коллектора транзистора 5, определяемый резистором 8, от— крывает транзистор 12 выходного каскада и на выходной шине 2.1 преобразователя устанавливается напряжение, почти равное пав пряжению на шине питания 16. Все остальные транзисторы закрыты.

Если уровень сигнала Hа входной шине 20 З5 преобразователя высокий (2 в), то транзистор 5 переключателя тока закрыт, ток через резистор 8 течет в диоды 6 и 7. При этом ток инвертора 1 О через транзистор 1 9 повторителя 2 поступает в базу транзисто- 4<> ра 1 1 выходного каскада 1 и включает его.

Напряжение на выходе преобразователя будет близким к напряжению Hd шине питания 15, 45

Во время действия фронтов входного сигнала перезаряжается форсирующий конденсатор 3. Для положительного фронта конденсатор 3 заряжается током эмиттера транзистора 19 повторителя 2. Следовательно, его 50 коллекторный ток и ток базы транзистора 11 выходного каскада во время положительного фронта входного сигнала значительно превышает эти точки в установившемся состоянии.

Этим обеспечивается форсированное переклю-55 чение транзистора 11 из закрытого состояния в открытое и приводит к резкому увеличению крутизны положительного фронта выходного сигнала преобразователя логических уровней.

1

1!ля отрицательного фронта, до тех пор, пока входной сигнал не достигает порога срабатывания, конденсатор 3 заряжается током эмиттера транзистора 17 и одновременно током инвертора 10, поскольку ток коллектора транзистора 17 поступает в диоды

6 и 7 переключателя тока преобразователя.

Транзистор 5 переключателя тока закрыт до тех нор, пока напряжение на входной шине О преобразователя логических уровней не станет равным порогу срабатывапия схемы — напряжению на диодах 6 и 7.

При дальнейшем уменьшении напряжения на входной шипе 0 ток разряда конденсатора

3 и, следовательно, коллекторный ток транзистора .17 переключается в транзистор 5, а транзистор 12 фэрсирэваннэ включается.

Транзистор 18 не допускает насыщения транзистора 17 составного повторителя 2, обеспечивает максимальную скорость передачи его эмиттерного тока и в то же время снижает требование к нагрузочной способности каскада управления преобразователем логическим уровней.

Особенностью режима форцирования является то, что форсирование является нелинейным. Форсирование на положительном фронте происходит лишь после того, как откроется транзистор 19 составного повто1 рителя 2, Форсирование на отрицательном фронте происходит только в том случае, когда сигнал на входе достигнет порогового напряжения.

Таким образом, форсирование переключения преобразователя логических уровней не ухудшает помехоустойчивости схемы и в то же время позволяет выбрать токозадающий резистор 8 достаточно BI,IcpKQQMHIIM для сокращения потребляемой мощности в исходном состоянии схемы.

Конденсатор 4, включенный между базами выходных транзисторов 11 и 12, служит для передачи крутых фронтов сигналов с баз открывающихся транзисторов на базы закрывающихся транзисторов, что сокращает время включения тока закрывающихся транзисторов.

Формула изобретения

Преобразователь логических уровней, содержащий выходной каскад, выполненный на двух комплементарных транзисторах, коллекторы которых соединены с выходной шиной, а эмиттеры — с шинами питания, и диодный переключатель тока, выполненный на транзисторе, база которого соединена с входной шиной, коллектор — с базой первого тран507923

Составитель А. Шевьев

Редактор Л. Народная Техред О. Луговая Корректор 3. Фанта

Заказ 234/3 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Москва, Енисейская ул.2 "Гипроводхоз" зистора выходного каскада, эмиттер через резистор — с шиной питания и через два последовательно соединенных диода — с обшей шиной, а место соединения диодов — со входом инвертора, выполненного, например, на транзисторе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мошности, введен повторитель, выполненный на двух комплементарных транзисторах, один из которых является составным, причем базы транзисторов повторителя соединены с входной шиной, коллектор первого транзисто6 ра в составном транзисторе повторителя соединен с обшей шиной, коллектор второго транзистора в составном транзисторе повторителя — с эмиттером транзистора входного переключателя тока, коллектор другого транзистора повторителя — с базой второго транзистора выходного каскада и через конденсатор — с базой первого транзистора выходного каскада, а место соединения эмиттеров транзисторов повторителя — с выходом инвертора и через конденсатор — с общей шиной.