Аналоговый ключ

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявдеио 05.07.77 (21) 2503047/18-21 с присоединением заявки М— (28) Приоритет— (Я)м. кл.

Н 03 К 17/60

Гкудвратеевньй юатет ссср ее делам язабретеие» а етхдьйей

Опубликовано 05.09.79, Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 15.09.79 (53) УД К 621.372 (088.8) М. А. Портнягин, В. А. Канакин, В. А. Хлусов и В. В. Малинин (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) АНАЛОГОВЫЙ КЛОЧ

Изобретение относится к областям аналоговои и импульсной техники и может быть использовано для построения многоканальных коммутаторов в аналоговых блоках интегрирования, аналого-цифровых преобразователях, цифроаналоговых преобразователях и других аналоговых и цифро5 аналоговых устройствах.

Известен аналоговый ключ, содержашнй p — a — р и n — p — n транзисторы в схеме управления, а в качестве переключающего элемента используется и-канальный полевой транзистор с р-и переходом (1).

Недостатком этого ключа является большая потребляемая мощность и низкое быстродействие.

Известен также аналоговый ключ, содержащий переключающие элементы на и-канальных полевых транзисторах с р — nпереходом,,затворы которых соединены с выходом управляющего каскада, вход которого соединен с выходом согпасователя уровня l2).

Недостатком этого ключа является большая потребляемая мошность.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности.

Данная цель достигается тем, что в аналоговов ключе, содержащем переключающие элементы на и-канальных полевых транзисторах с р — n переходом, затворы которых соединены с выходом управляющего каскада, вход которого соединен с выходом согласователя уровня, управляющий каскад выполнен в виде трнттера, одно плечо которого содержит р — n — р транзистор и запускав шнй n-p — n транзистор, прн этом база р — и — р транзистора соединена с коллектором запускающего транзистора и через первый резистор соединена с эмиттером р — и — р транзистора и общей шиной, друтое плечо триггера содержит n — р — n транзистор и запускаюший р — n — р транзистор, причем база n — р — и транзистора соединена с кол лектором запускаюшего транзистора и через вто рой резистор соединена с эмиттером и--р — и трав зистора и с шиной литания, коллекторы р — и — р и и — р — n транзисторов соединены между собой через диод, включенный в прямом направлении, при этом коллектор n — р — n транзистора являетс выходом управляюшего каскада, базы запускаю

3 68474 щих транзисторов объединены и подключены че. рез третий резистор к коллектору р — и — р транзистора, а эмиттеры запускающих транзисторов объединены и подключены к точке соединения резисторов делителя напряжения, нри этом базы запускающих транзисторов являются входом управляющего каскада.

Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой аналогового ключа, приведенной на чертеже. Аналоговый ключ содержит управляю- 1о щий каскад, содержащий триггер, построенный на транзисторах 1, 2 и 3, 4. В базовые цепи р — и — р и и-р-и транзисторов 2 и 4 включены резисторы 5 и 6 соответственно, Эмиттеры запускающих транзисторов 1, 3 подключены к точке 15 соединения резисторов 7, 8. Резистор 9 предназначен для запуска триггера, а резисторы 7, 8 вместе с резистором 9 и согласователем уровня, состоящим из резистора 10, транзистора 11, резистора 12, дают возможность произвольно устанавливать триггер в одно иэ устойчивых сосгояний. С помощью принципиальной схемы, приведенной на чертеже, реализуется нормально закрытое состояние ключа.

Ключ работает следующим образом.

Допустим на управляющем входе А присутствует уровень "логического нуля". Тогда транзистор 11 закрыт, а транзисторы 3, 4 — открыты.

Змиттерный ток транзистора 3 поддерживается за счет резистора 7. Напряжение на базе транзистора 4 равно напряжению коллектора транзистора 3 и отличается от напряжения источника питания 13 на величину, равную падешпо напряжения на переходе эмиттер-база открытого транзистора 4.

Напряжение на коллекторе транзистора 4 рав. но источнику питания 13. Диод 14 прямо смещен, поэтому потенциал на базе транзистора 3 будет выше напряжения источника питании на величину падения нанряжсния на открытом дио- @ дв 14. Поскольку транзистор 3 открыт, то потенциал на эмиттерах транзисторов 1 и 3 будет вылив потенп;нала базы транзистора 3 на величину падения напряжения на открытом р — n переходе эмиттер-база. Так как переход эмиттер-база транзистора 1 обратно смещен, транзистор. 1 закрыт и ток его коллектора равен нулю. Отсюда следует, что и транзистор 2 закрьгг. Отрицательное напряжение коллектора транзистора 4 подается на затвор ключевого элемента, состоящего иэ транзисторов 15, 16, 17.

В общую точку исток-сток транзисторов 15, 16 через диод 18 подается напряжение смещения, равное или большее разности напряжения . между источником питания 13 и величиной отсечки ключевых транзисторов 15, 16, 17.

Когда на затворы транзисторов 15, 16, 17 поуется отрицательное напряжение, то транзисто1 4 ры 15, 17 закрыты — ключ разомкнут и сигнальный вход 19 не шунтируется с источником питания 13, При подаче на вход А "логической единицы" появляется ток коллектора транзистора

11, который, протекая по цепям элементов 12 и

9, 14, 4, увеличивает напряжение на базах транзисторов 1 и 3. В момент, когда напряжение на базах станет равным половине напряжения источника питания транзистор 3 закроется, следовательно, транзистор 4 закроется тоже, При дальнейшем увеличении напряжения на базах запускающих транзисторов 1 и 3 откроются транзистор 1 и транзистор 2. С окончанием процесса переключения возникнет второе устойчивое состояние, в котором транзисторы 3, 4 — закрыты, а транзисторы 1, 2 — открыты.

Отсюда следует, что напряжение на затворах транзисторов 15, 16, 17 будет равно величине коммутируемого напряжения„так как транзисторы 15 и 16 открыты, а диоды 14, 18 смещены в обратном направлении и не проводят. Ключ

17 открыт и на выходе 19 присутствует сигнал, равный величине входного сигнала 20. Источник опорного напряжения представляет собой делитель напряжения, состоящий из элементов 21, 22, 23 с повторителем на транзисторе 24 с резистором 25. Выходное напряжение с повторителя подается через диод 18 в общую точку исток — сток транзисторов 15 и 16.

Формула изобретения

Аналоговый ключ, содержащий переключающие элементы на п-канальных полевых транзисторах с р — n переходом, затворы которых соединены с выходом управляющего каскада, вход которого соединен с выходом согласователя уровня, о тли чающийся тем, что, е целью уменьшения потребляемой мощности, управляющий каскад выполнен в вида триттера, одно плечо которого содержит p — и-р транзистор и запускающий

n — р — и транзистор, при этом база р — n — p транзистора соединена с коллектором запускающего транзистора и через первый резистор соединена с эмиттером р-и-р транзистора и общей шиной, другое плечо триггера содержит и-р-и транзистор и запускающий р-n — р транзистор, причем база n — р-и транзистора соединена с коллектором запускающего транзистора и через второй резистор соединена с эмиттером и — р — n транзистора и с шиной питания, коллекторы р — и — р и

n — р — n транзисторов соединены между собой через диод, включенный в прямом направлении, при этом коллектор n—- .э — n транзистора является выходом управляющего каскада, базы запускающих транзисторов объединены и подключены

Составитель Г. Кутний

Редактор Д. Мепуришвили Техред М.Келемеш Корректор О. Билак тщ 1060 Подписное

lIHMIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5306/54

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

5 684741 6 через третий резистор к коллектору р -n — р трал- Источники информация, принятые во внимаэистора, а эмиттеры запускающих транзисторов ние при экспертизе объединены и подключены к точке соединения 1. Авторское свидетельство СССР У 556556, резисторов делителя напряжения, при этом базы кл. Н 03 К 13/22, 29.07.75. запускающих транзисторов являются входом управ s 2. Патент США У 3969633, кл. Н 03 К 17/И, ляющего каскада. 1974.