Многоступенчатый коммутатор на мдптранзисторах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и 7381 68 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.12.77 (21) 2553210/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300580. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 300580 рцм. кл.

Н 03 К 17/60

Госулврствеиный комитет

СССР ио дел зм изобретений и откры тий (53) УДИ 621. 374 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Я.C. Блейерс, И.Э. Опманис и Е.Е, Кампарзале

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель

1 (5 4 ) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОММУТАТОР

НА МДП-ТРАНЗИСТОРАХ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техника и может быть использовано в измерительной аппаратуре. 5

Известен многоканальный коммутатор аналоговых сигналов содержит в каждом канале МДП-транзистор, повторитель напряжения, генератор термоэависимого тока, ключевые транзисто-|p ры и резисторы (1) . Такая реализация не учитывает то, что температурный коэффициент тока стока меняется и может принимать положительное, нулевое и отрицательное значения. Поэтому в отдельных случаях при изменении температуры компенсация, которую реализует генератор термоэависимого тока, ухудшает стабилизацию сопротивления

МДП-транзисторов.

Известен также многоступенчатый коммутатор на МДП-транзисторах, co" держащий шины входных сигналов, подключенные к истокам МДП-транзисторов первой ступени, стоки которых соеди- 25 нены с истоками МДП-транзисторов второй ступени, к стокам которых подключены нагрузочный резистор, шина выходных сигналов с присоединенным к ней одним входом суммирующего операционного усилителя, другой вход Которого подключен к шине отпирающего сигнала, затворы всех МДП-транзисторов через соответствующие резисторы подключены к шине запирающего сигнала. а также переключатели (2).

Недостатками известного коммута" тора является модуляция сопротивления канала МДП-транзисторов в зависимости от величины тока стока и от температурного коэффициента тока стока, что снижает надежность работы коммутатора.

С целью. повышения надежности работы в многоступенчатый коммутатор на МДП-транзисторах, содержащий шины входных сигналов, подключенные к истокам МДП-транзисторов первой ступени, стоки которых соединены с истоками соответствующих МДП-транзисторов второй ступени, к стокам которых подключены нагрузочный резистор, шина выходных сигналов с присоединенным к ней одним входом суммирующего1операционного усилителя, другой вход которого подключен к шине отпирающего сигнала, затворы всех МДП-транзисторов через соответствующие резисторы подключенй к -шине -запирающего сигна738168 ла, а также переключатели, введены два вычитающих устройства, блок выделения абсолютного значения напряженйя, два термостабильных источника тока, термостабильный резистор и дополнительный МДП-транзистор, при этом входы первого нычитающего устройства соединены соответственно с выходной шиной и, через переключатель с истоком одного из МДП-транзисторов нторой ступени, а выход — с третьим входом . суммирующего операционного усилителя и через блок выделения абсолютного значения, напряжения с соединенными параллельно термостабильными источниками тока, выходы которых подключены соответственно к термостабильно- 15 му резистору; к истоку дополнительного МДП- транзистора и через второе вычитающее устройство — к четвертому входу суммирующего операционного усилителя, выход которого подключен к 20 общей шине переключателей, второй нывод которых соединен с затворами соответствующих МДП-транзисторов.

На чертеже представлена схема устройства для случая, когда число сту- 75 пеней равно двум, а число каналов четырем.

Шины 1-4 входных сигналов подключены к истокам ключевых МДП-транзисторов 5-8, образующих первую ступень, Стоки этих транзисторов соединены с истоками МДП-транзисторов 9 и 10, образующих вторую ступень. Переменный иагруэочный резистор 11 подключен к стокам МДП-транзисторов 9 и 10 и к шине выходных сигналов 12. Один вход вычитающего устройства 13 соединен с выходной шиной 12, а второй вход через переключатель 14 соединен с истоком МДП-транзистора 9. Выход нычитающего устройства 13 подсоединен ко 40 входу блока выделения абсолютного значения напряжения 15 и к третьему входу суммирующего операционного усилителя 16, Выход блока выделения абсолютного значения напряжения 15 подключен к управляющим входам термостабильных источников тока 17 и 18.

Выход источника тока. 18 соединен с выводом термостабильного резистора

l9, другой конец которого соединен с общей точкой устройства. Выход источника тока 17 соединен с истоками

ИДП-транзистора 20, сток которого подсоединен к общей точке. Первый вход вычитающего устройства 21 подключен к ныходу источника тока 18 и к выводу термостабильного резистора 19 второй вход подключен к выходу источника тоха 17 и к истоку МДПтранзистора 20, а выход к четвертому входу суммирующего операционно- Щ го усилителя 16. Отпирающее напряжение 22 подключено ко второму входу суьЖйрующего операционного усилителя 16. Выход усилителя 16 подключен .к общей шине переключателей 23-28, 65 к которой также подключен затвор

МДП-транзистора 20. Шина запирающего сигнала 29 через резисторы 30-35 соединена с затворами всех ключевых

МДП-транзисторов 5-10, Предлагаемый многоступенчатый коммутатор работает следующим образом.

МДП-транзисторы 5 и 9 открыты отпирающим напряжением, поступающим с суммирующего операционного усилителя 16 через замкнутые переключатели

23 и 27. Переключатели 24, 25, 26, 28 разомкнуты, МДП-транзисторы 6, 7, 8 и 10 заперты сигналом источника запирающего напряжения по шине 29 через резисторы 31, 33, 34 и 35. При этом мощность рассеинают только резисторы 30 и 32. Входное напряжение с шины 1 через открытые транзисторы

5 и 9 поступает на первый нход суммирующего операционного усилителя 16, произнодящего стабилизацию величины напряжения затвор-исток открытых

МДП-транэисторон. Переключатель 14 к входу нычитающего устройства 13 подключает исток того иэ МДП-транэисторон 9 или 10, который из них открыт.

Для устранения модуляции сопротивления МДП-транзисторон от протекающего тока используется падение напряже-! ния на ИДП-транзисторе 9, сопротивление канала которого известно. К истоку и стоку МДП-транзистора 9 подключены нысокоомные входы нычитающего устройства 13, которое формирует напряжение пропорциональное коммутируемому току, и подает на третий вход суммирующего усилителя 16, таким образом, производя стабилизацию сопротивления каналов открытых МДПтранзисторов от протекающего тока.

Выходные напряжения с нычитающегo устройства 13 также поступает на блок выделения абсолютного значения напряжения 15, который входит в состав устройства устранения температурной зависимости тока стока при постоянном напряжении сток-исток, соответственно для устранения температурной зависимости сопротивление открытого

МДП-транзистора. Температурная зависимость тока стока МДП-транзистора при постоянном напряжении сток-исТок является функцией абсолютного значения величины тока стока, т,е. зависит от знака тока.

Блок выделения абсолютного значения напряжения 15 управляет термостабильными источниками тока 17 и 18, которые через МДП-транзистор 20 и термостабильный резистор 19 задают ток, равный по абсолютной величине коммутируемому току. При токе, которому соответствует точка температурной компенсации. МДП-транзистора, устранавливается номинал термоста бильного резистора 19, равный сопро1 тивлению МДП-транзистора 20.

738168

Падение напряжения на МДП-транзисI торе является функцией тока стока, температуры и напряжения затвор-исток, однако, так как последнее является одинаковым для всех открытых

ХДП-транзисторов, его влияние на все транзисторы одикаковое. Разность падений напряжений на термостабильный резистор 19 и МДП-транзистор 20 вырабатывает вычитающее устройство 21, которое в виде напряжения коррекции поступает на второй вход суммирующего усилителя 16.

Шина отпирающего сигнала 22 подключена к четвертому входу суммирующего усилителя 16, Аналогично можно представить схему для случая, когда число ступеней равно 3, 4 и более при количестве каналов 8, 16 и более, соотвественно увеличивая количество МДП-транзисторов 5-10, переключателей 23-28 и резисторов 30 — 35.

Формула изобретения

Многоступенчатый коммутатор на

МДП-транзисторах, содержащий шийы входиых сигналов, подключенные к источникам МДП-транзисторов первой ступени, стоки которых соединены с истоками соответствующих МДП-транзисторов второй ступени, к стокам которых подключены нагруэочный резистор, шина выходных сигналов с присоединенным к ней одним входом суммирующего операционного усилителя, другой вход которого подключен к шине отпирающего сигнала, затворы всех МДП-транзйсторов через соответствующие резисторы подключены к шине запирающего сиг- нала, а также переключатели, о т л и5 чающийся т "Toi сцелью повышения надежности работы, в него введены д9а вычитающих устройства, блок выделения абсолютного значения напряжения, два термостабильных источника тока, термостабильный резистор и дополнительный МДП-транзистор, при этом входы первого вычитающего устройства соединены соответственно с выходной шиной и через переключатель к истокам одного из МДП-транзисторов второй ступени, а выход— с третьим входом суммирующего операционного усилителя и через блок выделения абсолютного значения напря"жеййя" c соедййенФйми паф>аля6льно

20 термостабильными источниками тока, выходы которых подключены соответственно к термостабильному резистору, к истоку дополнительного МДП-транэис тора и через второе вычитающее устройство к четвертому входу суммирующего операционного усилителя, выход которого подключен к общей шине пе "реключателей, вторые выводы которых соединены с затворами соответствую30 щих МДП транзисторов

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 536598, кл. Н 03 К 17/60, 03,11,75

2, Авторское свидетельство СССР

В 389627, кл. Н 03 К 17/56, 12.07.7 1.

738168

Тираж 995 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заваз 2831/38

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Кутний

Редактор Е. Караулова Техред М.Петко Корректор Ю. Макаренко