Переключающее устройство

 

0 . вв ". с в Вч в. И» в ни.тече вн» ММ секФ

:-|О ФФЬ

О-Й И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (Ii)767970

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.10.78 (21) 2674092/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл з

НОЗ К!7/60

Государственный комитет (53) УДК 621.316.. 56 (088.8) ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 10.10.80 (72) Авторы изобретения

В. А. Горохов, С. В. Похлебкин, В. С. Рыбаков и А. П. Шевьев

Московский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический институт связи (71) Заявитель в (54) П РЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и автоматики и может быть использовано для создания цифровых тонкопленочных, переключателей на полевых транзисторах с управляющим р-и-переходом.

Известны переключающие устройства на полевых транзисторах с управляющим р-и-переходом (1).

Их недостаток — сложность.

Кроме того, известны переключающие устройства, содержащее полевые транзисторы, токоограничивающие элементы и источники питания (2).

Недостаток этих устройств — необходимость в двух равнополярных источниках питания.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Для этого в переключающее устройство, содержащее первый и второй полевые транзисторы, включенные последовательно с первым и вторым токоограничивающими элементами, затвор первого полевого транзистора подключен к входной шине, к сток второго— с выходной шиной, дополнительно введены полевые транзисторы, токоограничивающие элементы и диоды. При этом сток первого полевого транзистора соединен с шиной источника питания, а исток — с истоком третьего полевого транзистора, сток которого подключен к затвору второго полевого транзистора и через третий токоограничиваюший элемент — к шине источника питания, а затвор через первый диод соединен с обшей шиной и через четвертый токоограничиваюший элемент с затвором четвертого полевого транзистора. Его исток соединен с истоком

1о второго полевого транзистора и через пятый токоограничивающий элемент с шиной источника литания, а сток через шестой токоограничивающий элемент — с обшей шиной, кроме того, затвор четвертого полево15 го транзистора через второй диод подключен к шине источника питания.

Кроме того, в устройство введены дополнительные полеввые транзисторы, истоки которых соединены с истоком первого йолевооо го транзистора, стоки — с шиной источника питания, а затворы — с соответствующими входными шинами.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

767970

Устройство содержит полевые транзисторы 1 и 2, включенные последовательно с токоограничивающими элементами 3 и 4, причем затвор полевого транзистора 1 соединен с входной шиной 5, а сток транзистора 2 — с выходной шиной 6, полевые тран5 зисторы 7 и 8, включенные последовательно с токоограничивающими элементами 9 и

10, диоды 11 и 12, токоограничивающий элемент 13, который включен между затворами полевых транзисторов 7 и 8, шину 14 источника питания, общую шину 15, дополнительные полевые транзисторы 16 — 16, входные шины 171 — 17,, токоограничивающий элемент 18 и выходную шину 19.

Устройство выполнено на полевых транзисторах с управляющим р-и-переходом. В качестве токоограничивающих элементов могут использоваться резисторы или полевые транзисторы, истоки и затворы которых соединены между собой.

Материалом для элементов устройства может служить тонкая поликристаллическая пленка кремния на неориентированной подложке. Использование монокристаллическо го кремния также возможно.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на входную шину 5 ы переключающего устройства подается сигнал низкого уровня. На затвор транзистора

7 подается напряжение с диода 11, открывающее транзистор 7. На токоограничивающем элементе 3 создается падение напряжения, запирающее транзистор 1. Следовательно, транзистор 1 закрыт, а транзистор 7 открыт. Ток стока транзистора 7 на токоограничивающем элементе 9 создает падение напряжения, которое подается на затвор транзистора 2. На затвор транзистора 8 по- д ступает напряжение с диода 12. Параметры токоограничивающих элементов 3 и 9 выбираются такими, чтобы падение напряжения на токоограничивающем элементе 9 превышало падение напряжения на диоде 12.

В этом случае транзистор 8 окажется зак- 1 .рыт, а транзистор 2 открыт и падение на-пряжения с токоограничивающего элемента 4, создаваемое за счет тока стока транзистора 2, передается на выходную шину

6 переключающего устройства.

При подаче сигнала высокого уровня на входную шину 5 транзистор 1 открывается и его ток стока увеличивает падение напряжения на токоограничивающем элементе 3 до уровня, обеспечивающего запирание транзистора 7. Падение напряжения на токоограничивающем элементе 9 уменьшается, транзистор 2 закрывается, уменьшая падение напряжения на токоограничивающем элементе 10. Это приводит к открыванию транзистора. 8, и падение напряжения, вызываемое током истока транзистора 8 на токоограничивающем элементе 10, окончательно закрывает транзистор 2. Падение напряжения на токоограничивающем элементе 4 уменьшается, и на выходную шину б поступает низкий уровень сигнала. Таким образом осуществляется переключение устройства одного состояния в другое.

В случае введения дополнительных полевых транзисторов 16, — 16 .

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на входные шины

5, 171 — 17 переключающего устройства подается низкий уровень сигнала. Полевые транзисторы 1, 161 — 16 закрыты, полевой транзистор 7 открыт. Напряжение на токоограничивающем элементе 9 такое, что полевой транзистор 2 открыт, а транзистор 8 закрыт. Следовательно, на выходной шине 6 высокий уровень сигнала, а на выходной шине 19 низкий уровень сигнала. При подаче высокого уровня сигнала хотя бы на одну из входных шин 6,17, — 17, полевой транзистор, на вход которого подан высокий уровень сигнала, открыт, транзистор 7 закрыт.

Падение напряжения на токоограничивающем элементе 9 уменьшается, следовательно, транзистор 2 закрыт, а транзистор 8 открыт. На выходной шине 6 низкий уровень сигнала, а на выходной шине 19 высокий уровень сигнала.

Таким образом переключающее устройство выполняет логическую функцию ИЛИ/

ИЛИ-НЕ.

Данные переключающие устройства могут составить основу схемотехники тонкопленочных интегральных схем со сверхбольшими физическими площадями, используемыми в функциональной электронике, в частности в устройствах отображения информации.

Формула изобретения

1. Переключающее устройство, содержащее первый и второй полевые транзисторы, включенные последовательно с первым и вторым токоограничивающими элементами, затвор первого полевого транзистора подключен к входной шине, а сток второго — с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, дополните,пьно введены полевые транзисторы, токоограничивающие элементы и диоды, причем сток первого полевого транзистора соединен с шиной источника питания, а исток — с истоком третьего полевого транзистора, сток которого подключен к затвору второго полевого транзистора и через третий токоограничивающий элемент — к шине источника питания, а затвор через первый диод соединен с общей шиной и через четвертый токоограничивающий элемент с затвором четвертого полевого транзистора, при этом его исток соединен с истоком второго полевого транзистора и через пятый токоограничиваю767970

Составитель Л. Захарова

Редактор Е. Караулова Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетник

Заказ 7217/5! Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, I !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щий элемент с шиной источника питания, а сток через шестой токоограничивающий элемент — с общей шиной, кроме того, затвор четвертого полевого транзистора через вто-. рой диод подключен к шине источника питания.

2. Устройство по п.l, отличающееся тем, что введены дополнительные полевые транзисторы, истоки которых соединены с исто1 ком первого полевого транзистора, стоки— с шиной источника питания, а затворы — с соответствующими входными шинами;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Адамов Ю. Ф., Голубев А. П. Цифровые интегральные схемы на кремниевых полевых транзисторах с затвором Шотки.

«Зарубе>кная электронная техрика ¹ 11, июль 1978,/изд. ЦНИИ «Электроника», с.48.

2. RL. Dan Tnyl and another «Ga As

МЕ$ ЕЕТ Logiс, roi th 4-G t tz clock i/ate»

1ЕЕЕ Journal of solid-state circuit, гоо! то sc-12, N 05 0ctober, 1977, рр. 485 — 486.