Усилитель-формирователь на металло= диэлектрических полупроводниковых транзисторах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистицеских

Республик (») 53 1 284 (61) Дополнительное к авт. свил-ву№525247 (22) Заявлено17.04.74 (21) 2О15371/21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано05. 10.76,Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования or.èñàêèÿ 23.12.76 (51) М. Кл, -

Н 03 К 19/08//

//Н 03 К 5/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изооретений н открытий (53) Ъ ДК 621.372 (088.8 ) (72) Автор изобретения

А. Г. Солод (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬ

НА МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Изобретение относится к усилителям и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известен усилитель-формирователь импульсов на МДП-транзисторах одного типа проводимости, содержащий инвертор с токостабилизируюшей нагрузкой и дополнительным транзистором, включенным последовательно с нагрузочным транзистором, двухтактный усилитель-формирователь, два накопительных конденсатора и зарядный транзистор. При этом обеспечивается на двухтактном выходе амплитуда сигнала, равная напряжению источника питания Е fl). пит

Однако известное устройство не может обеспечить на выходе амплитуду сигнала выше напряжения источника питания, неэко« номично по требуемой мощности источника питания и имеет сравнительно малое быстродействие. 20

11ельто изобретения является увеличение амплитуды выходного сигнала, уменьшение потребляемой мощности и увеличение быстродействия.

Для этого в усилитель-формирователь на Б

МДП-транзисторах по авт. св., м 525247 введены второй двухтактный усилитель-формирователь, второй дополнительный МДПтранзистор и N + 1 смешаюших конденсаторов, Я последовательных цепей, каждая из которых включена между полюсом источника питания и обшей шиной и состоит из дополнительного МДП-транзистора и двухтактного усилителя-формирователя, причем затворы инвертируюших МДП-транзисторов всех двухтактных усилителей-формирователей обьединены и подключены к входному выводу, затворы неинвертируюших МДПтранзисторов всех двухтактных усилителейформирователей подключены к выходу инвертора с токостабилизируюшей нагрузкой, второй дополнительный МДП-транзистоо включен последовательно с первым двухтактным усилителем-формирователем, а его затвор объединен с затвором дополнительных МДП-транзисторов в каждой и из и последовательных цепей и подключен к истоку заданного транзистора, первый из

+ 1 смешающих конденсаторов включен между выходом второго двухтактного уси531284 пят

Ы

ых С, + С

3 лителя-формирователя и истоком второго дополнительного транзистора, второй смещающий конденсатор включен между выходом первого двухтактного усилителяформирователя и средней точкой дополнительного

МДП-транзистора и двухтактного усилитеЬ ля-формирователя первой последовательной цепи, а остальные смешаюшие конденсаторы включены между выходами двухтактных усилителей-формирователей предыдущих и средними точками дополнительных МДП-тран Ж зисторов и двухтактных усилителей-формирователей следующих последовательных цепей.

На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема усилителя; на фиг. 2 — @ эпюры напряжений в характерных точках усилителя.

Усилительл ормирователь на металлодиэлектрических полупроводниковых транзисторах содержит транзистор 1, конден- 20 сатор 2, транзисторы 3 — 5, накопительный конденсатор 6, зарядный транзистор 7, накопительный конденсатор 8, MLIIl-транзисторы 9 и 10, смещающий конденсатор 11, транзисторы 12 14, конденсатор 15, И транзисторы 16 — 18, характерные точки

1 9 — 26, инвертор 27, усилители-формирователи 28 и 2 9.

Устройство состоит из инвертора 27 с токостабилизируюшей нагрузкой и дополни- 39 тельного МДП-транзистора в стоке нагрузочного транзистора, состоящего из транзисторов 1, 3, 4, 5 и конденсатора 2, первого накопительного конденсатора 6, зарядного транзистора 7, накопительного конден- @ сатора 8, МДП-транзисторов 9 и 10 второго двухтактного усилителя- формирователя 28, первого смешаюшего конденсатора 1 1, втсрого дополнительного транзистора 12, включенного последовательно с первым 49 двухконтактны м усилителем-фор мир ователем 29 и состоящего из транзисторов 13 и 14 второго смещающего конденсатора 15 транзисторов 16, 17 и 18 первой из И последовательных цепей. 45

Усилитель-формирователь работает следующим образом.

В исходном состоянии входная шина усилителя находится под нулевым потенциалом, накопительный кондесатор 6 заряжается через зарядный транзистор 7 и в точке 22 устанавливается потенциал, равный Е Ы, питгде U о— пороговое напряжение М,ДП-транзисторов.

С приходом отрицательного перепада на вход усилителя-формирователя в точке 22 устанавливается потенциал, равный вх+

+ Š— U о, который превышает уровень пит

E пит.

Транзисторы 5, 10, 14 и 18 открываются, и в точке 21 и выходах всех двухтактных усилителей-формирователей устанавливаются потенциалы, близкие к нулю, при этом верхние транзисторы двухтактных усилителей закрыты и ток не проводят.

Накопительный конденсатор 8 и смещаюшие конденсаторы 11 и 15 заряжаются через открыте пары транзисторов 3 и 14, 12 и 10, 16 и 14, Так как напряжение в точке 22 превышает Е, то в точках 2О, пит

24 и 26 устанавливаются потенциалы. оавные E . Конденсатор 2 также зарядится пит через транзисторы 1 и 5 и в точке 19 установится потенциал, равный Е пит

С приходом положительного перепада напряжения на вход усилителя-формирователя транзисторы 5, 10„14 и 18 закрываются, Потенциалы в точках 21 и 19 начинают синхронно возрастать, так как транзистор 4 остается открытым разностью напряжений между точками 19 и 21 благодаря накопленному заряду на конденсаторе 2.

Кроме того, с приходом положительного перепада входного импульса потенциал в точке 22 установится равным Ег — Uo и транзисторы 3, 12 и 16 закрываются, так как на их истоках будет действовать более отрицательное напряжение, чем на затворах.

При достижении в точке 21 потенциала, равного U, транзисторы 9,13 и 17 открываются, отрицательные потенциалы на выходах двухтактных усилителей-формирователей начинают возрастать, что, в свою очередь, приводит к возрастанию отрицательных потенциалов в точках 20, 24 и 26.

Напряжения в точках 2О,24 и 26 будут соответственно равны:

2-4 п И 21

0 Е +

26 пит 25.

В установившемся режиме потенциалы в соответствующих характерных точках усилителя будут равны:

?3 пит, U

24 25 пит, LI.

0 ЗE — LJ вых пит о.

При работе усилителя-формирователя на емкостную нагрузку и при равных значениях емкостей конденсаторов 11 и 15 амплитуда выходных импульсов будет определяться выражением

5 53 где С вЂ” емкость конденсаторов 11 и 15, С„- емкость нагрузки, и будет не более 3Š— 0 пит о

С приходом на вход отрицательного перепада напряжения переходные процессы повто э RIoTc я.

Последовательно соединение заряженных смещающих конденсаторов позволяет повышать амплитуту выходных импульсов до более высоких напряжений (4 E — 5 пит пит и т. д.), дополнительно вводя при этом смещаюшие конденсаторы и последовательные цепи, состоящие из двухтактных усилителей-формирователей и дополнительного М11Птранзистора.

Уменьшение требуемой мощности питания и увеличение быстродействия осуществляются благодаря уменьшению емкостной нагрузки на выходе инвертора с токостабилизируюшей нагрузкой, так как повышенное напряжение можно снимать с выходов двухтактных усилителей-формирователей, которые в этом случае являются согласующими между нагрузкой и выходом инвертора с токостабилизируюшей нагрузкой и потребляющими энергию во время переходных процессов.

Формула изобретения

Усилител формирователь на металлодиэлектрических полупроводниковых транзисторах по авт. св. No 525247, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью у-величения амплитуды выходного сигнала, уменьшения потребляемой мощности и увеличения быстродействия, в него введены второй двухтактный усилитель-формирователь, второй дополнительный М11П-транзистор и

1284 6

N + 1 смешаюших конденсаторов, N-последовательных цепей, каждая из которых включена между полюсом источника питания и обшей шиной и состоит из дополнительного МЛП-транзистора и двухтактного усилителя-формирователя, причем затворы инвертируюших МЛП-транзисторов всех двухтактных усилителей-формирователей обьединены и подключены к входному выводу, В затворы неинвертируюших МЛП-транзисторов всех двухтактных усилителей- формиро» вателей подключены к выходу инвертора с токостабилизируюшей нагрузкой, второй дополнительный МДП-транзистор включен последовательно с первым двухтактным усиИ лителем-формирователем, а его затвор обьединен с затвором дополнительных МДПтранзисторов в каждой из N последовательных цепей и подключен к истоку зарядного транзистора, первый из N + 1 смещаюших о конденсаторов включен между выходом второго двухтактного усилителяформирователя и истоком второго дополнительного транзистора, второй смещающий конденсатор включен между выходом первого двухтактного усилителя-формирователя и средней точкой дополнительного МЛП-транзистора и двухтактного усилителяфорлгирователя первой последовательной цепи, а остальные сл ешаюшие конденсаторы включены между выходами двухтактных усилнтелей-формирователей предыдуших и средними точками дополнительных МЛП-транзисторов и двухтактных усилителей-формирователей следующих последовательных цепей.

Источники информации, принят. :е во в гггмание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

Ло 525243, МКИ Н ОЗ К 19/08, 40 14. 04. 74.

53 1284 num

Enum

2Enum

annum

> num лит

> num Ь

Составитель B. Лякишев

Редактор А. Зиньковский Техред Н. АндрейчукКорректор Е„ куприянов

Заказ 5419/183 Тираж 1О 2 9 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4