Формирователь импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Союз Советеиня

Социалистических

Реелублии

„„6742! 7 (6l) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 19.04.76 (21) 2349364/18 — 21 с присоединением заявки № (5!) М. Кл, Н 03 К 17/60

Гааударетвекаье каиатат

СССР аа делам азюбратеиал а аткритик (2З) Приоритет—

Опубликовано 15.07.79. Бюллетень ¹ 26 (53) УДК 621.373. .5 (088.8) Дата опубликовании описания 19.07.79 (72) Автор. изобретения

Д. Н. Мотовилов (Ц) заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике, а точнее к цепям управления источника высоко. вольтных импульсов.

Известны формирователи импульсов, в которых имеются источник управляющих сигналов и схема потенциального смещения управляющего сигнала, выполненная на рентгеновских или лазерных излучателях, трансформаторах или онтронах (1).

Недостатком известного формирователя является его низкое быстродействие.

16

Известен также формирователь импульсов, содержащий и источников питания, диоды, резисто ры и каскодную и-транзисторную цепь, первый

, транзистор которой соединен с источником сигнала f21 Такой формирователь имеет недостаточно широкий динамический диапазон формируемых импульсов.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона формируемых импульсов. — достигается тем, что в формирователь импульсрв, со- © держащий и источников питания, диоды, резисторы и каскодную и-транзисторную цепь, введены и управляемых ключей, входная цепь каждого

2 из которых включена между первой шиной соответствующего ему источника питания и коллектором транзистора каскодной цепи, а выходная цепь через диод соединена с второй шиной соответствующего ему источника питания, при этом диод включен встречно этому источнику питания, с первой шиной следующего источника питания и с входом следующего транзистора каскодной цепи, между коллектором предыдущего транзистора которой и эмиттером следующего включены последовательно соединенные резистор и диод, причем включение диода по направлению прохождения тока согласовано с включением транзисторов.

Формирователь импульсов представлен на чертеже, где 1 — высоковольтный источник, 2 —. каскодная и-транзисторная цепь, 3 — управляющая цепь, 4, 5. и б — транзисторы, 7, 8 и 9 — управляемые ключи, 10 — резистор, 11, 12 и 13 источники питания, 14, 15 и 16 — резисторы, 17, 18 и 19 — диоды, 20 — источник сигнала, 21, 22 и 23 — диоды.

В статическом режиме формирователь импульсов работает следующим образом.

674217

30

Формула изобретения

Если предположить, что на выходе источника

20 имеется верхний уровень управляющего сигнала, то через коллекторы транзисторов 4, 5, 6 протекает ток, определяемый величиной резистора 10. Этот ток вызывает падение напряжения на резисторах 14, 15, 16 и поэтому на коллекторах транзисторов имеются нижние уровни напряжения, которые открывают управляющие ключи 7, 8, 9, В результате напряжения источников

11, 12, 13 суммируются и на выходе высоко вольтного источника 1 имеется высокий потенциал. Резисторы 10, 14, 15, 16 рассчитаны так, что коллекторные токи не вводят транзисторы

4, 5, 6 в насыщение.

Если в статике на выходе источника 20 имеется нижний уровень напряжения, то транзистор 4 заперт, коллекторные токи транзисторов 4, 5, 6 равны нулю, Поэтому открывающие токи из ключей 7, 8, 9 s т ра нз3и с т орpы M 44, 5, 6 каскодной цепи также равны нулю и ключи заперты. При этом на транзисторе 4 надает йапряжейие источника 11, передаваемое через ключ 7, а на транзисторах 5, 6 — соответственно напряжения источников 12, 13. Потенциалы баз транзисторов

5, 6 и выхода вьиоковолътного источника 1 равны нулю, а напряжение, приложенное к коллектору каждого транзистора, падает иа обратном сопротивлении соответствующего диода (17, 18, 19), чем и обеспечивается защита эмиттерно-базовых переходов транзисторов (обратное сопротивление вентилей намного больше обратного сопротивления эмиттер-базы) . Начальные коллекторные токи ключей 7, 8, 9 качественной картины в статике не нарушают и приводят лишь к появленйю небольшого начального напряжения иа резистивной нагрузке высоковольтного источника (на чертеже не показана).

При изменении нижнего уровня управляющего сигнала источника 20 иа верхний транзистор 4, открывается, потенциал его коллектора резко снижается и в его коллектор начинает течь ток ключа 7. В это время транзисторы 5 и 6 остаются запертыми обратным напряжением эмиттербазы, В начале процесса открывания ключа 7 потенциал базы транзистора 5 соответственно иовышается, в результате транзистор 5 открьвается, через его коллектор начинает течь открывающий ток из ключа 8. Ключ 8 начинает открываться, в результате потенциал базы транзистора 6 иовы шается, а потенциал эмиттера снижается, транзистор 6 открывается и открывает ключ 9. После полного открывания ключей схема переходит во второе статическое состояние, в котором она работает так, как описано выше. Ключи не обязательно входят в насыщенный режим: последний исключается соответствующим расчетом и исполнением управляющих элементов, Второй динамический режим (выключение вы, соковольтного источника 1) протекает следую4 щим образом. При появлении на выходе источника 20 нижнего уровня напряжения транзистор

4 запирается. В результате высокий потенциал, передаваемый на коллектор транзистора 4 с ключа 7, быстро запирает транзистор 5, повышение потенциала коллектора последнего таким же oS разом запирает транзистор 6, а потенциал коллектора транзистора 6 таким же образом запирает диод 19, одновременно понижаются потенциалы баз транзисторов 5, 6, что ускоряет переключение. Этот процесс протекает одновременно с уменьшением коллекторных токов транзисторов

4, 5, 6 в результате запирания транзистора 4, и значйтельйо ускоряется процесс переключения высоковольтного источника. При эапирании ключей 7, 8, 9 согласно вышеописанному сначала на чинает запираться ключ 7, затем ключ 8, затем ключ 9, поэтому при этом нагрузочные токи еще ие полностью запертых источников (например, источника 13) протекают не через запертые уже источники (11, 12), а через шунтирующие их диоды. Независимо от очередности выключения транзисторов 4, 5, б и ключей 7, 8, 9 транзисторы никогда не нерегружеиы, поскольку напряжение между базой и коллектором каждого из транзисторов не превышает напряжения соответствующего автономного источника (11, 12 и 13).

От обратного напряжения транзисторы и ключи защищены диодами источников 11-13 и диодами 17-19.

Устройство может бъпь применено в качестве генератора высоковольтных импульсов для модулятора оптоэлектронного запоминающего устройства, для питания устройств ядерной техники (в описании указан аналог — высоковольтный триггер для ускорителя), в радиотехнике высоких частот и в технике эксперимента.

Предяагаемое устройство по сравнению с известными менее сложно, не требует много рентгеновских излучателеи и сопутствующих им систем, безопасно в радиоактивном ошошеиии, использует гораздо более надежные недефицитные полупроводниковые приборы, намного меныпе по габаритам и потребляемой мощности. л

Формирователь импульсов, содержащий n асточников питанкя, диоды, резисторы и каскодиую и-транзисторную цепь, первый транэисйр которой соединен с источником сигнала, отличающийся гем, что, с целъю расширения дина- мического диапазона формируемых импульсов, в него введены и управляемых ключей, входная цепь каждою иэ которых включена между первой шиной соответствующего ему источника питания и коллектором транзистора каскодной цепи, а выходная цепь через диод соединена с вто674217

Составитель П, Лягни

Редактор Т. 10рчикова Техред 3. фанта Корректор Е. Лукач. Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская на6., д. 4/5

Заказ 4105/56

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

5 рой шиной соответствующего ему источника питания, при этом диод включен встречно этому источнику питания, с первой шиной следующего источника питания и с входом следующего грапэистора каскодной цепи, между коллектором предыдущего транзистора которой и эмиттером следующего включены последовательно соеди ненные резистор и диод, причем включение диода б по направлению прохождения тока согласовано с включением транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3892977, кл. 307-77;01,07,75 (аналог) .

2. Авторское свидетельство СССР М 511673, кл. Н 03 F 3/22, 1975.