Интегральный преобразовательуровней toka b двоичный код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И(;АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТЮФФВОММ С9 ЮТОЗИ,ФВу (И ) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22)Зеяелемо 170179 (23) 2712753/1S-21 с присоединением зеяеен йо (23) Йриорнтет— (»)809558 (51)М. К з

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и .открытий

Опубликоевно 28.02.81. Бюллетень HR 8 (53) УДК 881. 328 (088.0) ) Двтв опубликования описвния 280281 (72) Авторы изобретения

N. Ф. Пономарев и А. В. Фомичев

Таганрогский радиотехнический институт нм . В. Д. Калмыкова (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАЛЬНЫ 1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ уРОВНЕН ТОКА

В ДВОИЧНЬ1Й КОД

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к интегральным пре. образователям информации аналог-код, предназначенным для использования в вичислительной и измерительной технике.

Известен аналого-циФровой преобразователь (АЦП), содержащий входную и две выходных шины, шину питания и

10 шину нулевого потенциала, соединенную с полупроводниковой и-областью — под ложкой, которая является эмиттером всех и-р-и и базой всех р-и-р транзисторов преобразователя. В полупроводниковой и-области-подложке расположены 15 первая-восьмая р-области, а в пятойвосьмой р-областях расПоложено по одной и-области. Первая р-область является эмиттером первого двухколлек" торного р-и-р транзистора, вторая - 20 эмиттером второго р-и-р транзистора, а третья и четвертая р-области являются эмиттерами третьего двухэмиттерного р-n-p транзистора. Пятая-восьмая р-области являются .базами, а расположенные в них соответственно первая, вторая, третья и четвертая и-областиколлекторами и-р -и транзисторов, причем пятая и шестая р-области являются коллекторами первого двухколлекторно- 30 го р-и-р транзистора, а седьмая и восьмая р-области — коллекторами соответственно второго -и третьего двухэмиттерного р-и-р транзисторов. В преобразователе первая р-область соединена со входной шиной, вторая, третья и четвертая р-области — с шиной питания, пятая р-область — с третьей и-областью и первой выходной шиной, шестая р-область — с четвертой и-обла стью и второй выходной шиной, седьмая и восьмая р-.области соединены соответственно с первой и второй п-областями.

В этом АЦП производится преобразование входного аналогового сигнала в унитарный (единнчный) код, т. е. при разбиении участка преобразования входного аналогового сигнала по 3 дискрет» ным уровням тока О, 1, 2 и 3 соответствует код 000, 001, 011, 111. Вместе с тем, в большинстве устройств вычислительной и измерительной техники ведется преобразование входного аналогового сигнала в двоичный код, т.. е. уровням тока О, 1, 2 и 3 соответствует код 00, 01, 10 и 11 ),1) .

При использовании известного АЦП в составе таких устройств необходим специальный преобразователь унитарного кода в двоичный, что приводит

809558 ласти 11, 12, 13 и 14 с расположенными в них соответственно первой, второй, третьей и четвертой и-областями 15, 16, 17 и 18. Кроме того, в и-область-подложку введены р-области

19-22, а в восьмую р-область 14 введена добавочная и-область 23. При этом,р-область 7 соединена с шиной

1, р-области 8, 9, 10, 19 и 20 - сшиной 4, р-область 11 — с и-областью

f0

17 и шиной 2 р-область 12 — с и-обI ластью 18 и шиной 3, р-области 13 и

14 соединены соответственно с п-областями 15 и 16, р îáëàñòè 21 и 22 соединены с и-областью 23.

На электрической схеме замещения (фиг. 3) р-область 7 является эмиттером двухколлекторного р-и-р транзистора 24, р-область 8 — эмиттером р-и-р транзистора 25, р-области 9 и

10 — эмиттерами двухэмиттерного р-и-р транзистора 26, р-области 11 и 12 коллекторами двухколлекторного р-и-р транзистора 24 и базами и-р-и транзисторов 27 и 28, р-область 13 — коллектором р-и-р транзистора 25 и базой

g$ n-p-и транзистора 29, р-область 14 коллектором двухэмиттерного р-и-р транзистора 26 и базой n-p-n транзистора 30, п-области 15-18 — коллекторами и-р-и транзисторов 2730, соответственно, р-области 19 и 20 — эмиттерами р-и-р транзисторов

31 и 32, р-области 21 и 22 — коллекторами р-и-р транзисторов 31 и 32 и эмиттерами двухэмиттерного p-n-p транЗ5 зистора 33,. коллектором которого является р-область 13., добавочная и-область 23 является вторым коллектором двухколлекторного n-p-и транзистора

30, соединенным с коллекторами р-n"р транзисторов 30 и 31 и змиттерами

40 двухэмиттерного р-и-р 33.

Преобразователь работает следующим образом.

Транзисторы 27-30 образуют триггеры (фиг. 2). При отсутствии входного

4$ тока аналогового сигнала правые по схеме транзисторы этих триггеров насыщены, так как в их базы задаются токи от транзисторов 25 и 26, подключенных к шине питания. Поэтому, при

$p нулевом сигнале на входе преобразователя на выходах появится код 00.

При подаче тока аналогового сигнала в эмиттер транзистора 24 через

его коллекторы в базы левых по схеме транзисторов триггеров задается ток, величина которого пропорциональна входному току. Транзистор 24 имеет одинаковые коэффициенты передачи тока к каждому иэ коллекторов, т. е, в базы .левых по схеме транзисторов тригк увеличению занимаемой площади и потребляемой мощности.

Цель изобретения — уменьшение га-. баритов и снижение потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в интегральный преобразователь уровней тока в двоичный код, содержащий два триггера с непосредственными связями, выполненные на первом, втором, третьем и четвертом и-р-и транзисторах, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а коллекторы .второго и Четвертого и-р-и транзисторов соединены соответственно с первой и второй выходными шинами, первый одноэмиттерный и второй двухэмиттерный р-и-р транзисторы, эмиттеры которых соединены с шиной питания, базы - с общей шиной, а коллекторы— с базами соответственно второго и четвертого и-р-и транзисторов, а также входной двухколлекторный р-и-р транзистор, эмиттер которого соединен со входной шиной, база — с общей шиной, а коллекторы соединены с базами соответственно первого н третьего и-р-и транзисторов, введены третий и четвертый одноэмиттерные и пятый двухэмиттерный р-п--р транзисторы, базы которых соединены с общей шиной, эмиттеры третьего и четвертого р-и-р транзисторов соединены .с шиной питания, а их коллекторы — с эмиттерамн пятого р-и-р транзистора, коллектор. которого соединен с базой второго и-р-и транзистора, а четвертый и-р-и транзистор выполнен двухколлекторным, второй коллектор которого соединен с коллекторами третьего и четвертого р-и-р транзисторов, при этом коллекторные области третьего и четвертого р-и-р транзисторов совмещены с соответствующими эмиттерными областями пятого р-и-р транзистора, коллекторные области, первогО, второго, пятого и входного р-и-р транзисторов совмещены с соответствующими базовыми областями и-р-и транзисторов,,а эмиттерные области н-p-n транзисторов и базовые области р-и-р транзисторов совмещены в общей полупроводниковой области-подложке.

На фиг. 1 представлена структура преобразователя; на фиг. 2 — разрез

A-A на фиг. 1; на.фиг. 3 - электрическая схема преобразователя.

Преобразователь уровней тока в двоичный код содержит входную шину

1, выходные шины 2 и 3, шину 4 питания и шину 5 нулевого потенциала, со едииенную с полупроводниковой и-областью-подложкой 6, которая является эмиттером всех и-р-и и базой всех р-и-р транзисторов преобразователя.

В и-области-подложке расположены первая, вторая, третья и четвертая р-области 7, 8, 9 и 10, а также пятая, шестая, седьмая и восьмая р-обгеров задаются равные токи

В базы правых по схеме транзисторов триггеров задаются разные токи: в базу транзистора 29 — меньший, в базу транзистора 30 — больший. Тран809558 эистор 33 выключен, так как токи его эмиттеров отводятся в коллектор насыщенного транзистора 30. Любой иэ триггеров схемы может переключиться в том случае, если в базу одного из его транзисторов задать больший ток, чем в базу другого. Поэтому, при увеличении входного тока до уровня, при

Котором в базу транзистора 27 будет задаваться больший ток, чем в базу транзистора 29, триггер переключится.

На шине 2 зафиксируется высокий уровень напряжения, т. е. на выходах преобразователя появится код 01.

При дальнейшем увеличении входного тока наступит момент, когда в базу транзистора 28 будет задаваться i5 ток, больший, чем н базу транзистора

30. Триггер переключится, на шине 3 появится высокий уровень напряжения, транзистор 30 закроется. При этом транзистор 33 откроется, н базу тран- Щ зистора 29 будет задаваться суммарный ток от транзисторов 25 и 33, боль,ший, чем в базу транзистора 27, и второй триггер переключится в исходное (нулевое) состояние, на выходах преобразователя появится код 10.

При дальнейшем увеличении входного сигнала до уровня, при котором в базы левых на схеме транзисторов будет задаваться ток, больший„чем в базы правых, оба триггера включатся в единичные состояния, т. е. на выходах преобразователя появится код 11.

При изменении входного тока от нулевого до максимального цифровой код на выходах устройства принимает значения 00, 01, 10, 11, т. е. предлагаемое устройство работает как преобразователь уровней тока н двоичный код.

Изобретение совмещает н себе функ- 40 ции преобразователя уровней тока в унитарный (единичный) код и преобразователя унитарного кода н двоичный.

Преобразователь обеспечивает уменьшение занимаемой-площади н 2 раза и снижение потребляемой мощности в

2,8 раза по сравнению с .известными устройствами.

Источники информации, gp принятые во внимание при экспертизе

Формула изобретения

1. Интегральный преобраэонатель уровней тока н двоичный код, содержащий дна триггера с непосредственными связями, выполненные на первом втором, третьем и четвертом и-р-и транзисторах, эмитт ры которых соединены с общей шиной, а коллекторы второго и четвертого и-р-п транзисторов соединены соответственно с первой и второй выходными шинами, первый одноэмиттерный и второй двухэмиттерный р-n-p транзисторы, эмиттеры которых соединены с шиной питания, базы — с общей шиной, а коллекторы — c базами соответственно второго и четвертого и-р-и транзисторов, а также входной двухколлекторный р-и-р транзистор, эмиттер которого соединен со входной шиной, база — с общей шиной, а коллекторы соединены с базами соотнетственно первого и гретьего и-р-и транзисторов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и снижения потребляемой мощности, н него введены третий и четвертый одноэмиттерные и пятый двухзмиттерный p-n-p транзисторы, базы которых соединены с общей шиной, эмиттеры третьего и четвертого р-и-р транзисторов соединены с шиной питания, а их коллекторы — c эмиттерами пятого р-п-р транзистора, коллектор которого соединен с базой второго и-р-и транзистора, а четвертый и-р-и транзистор выполнен днухколлекторным, второй коллектор которого соединен с коллекторами третьего и четвертого р-n-p транзисторов.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что коллекторные области третьего и четвертого р-и-р транзисторов совмещены с соответствующими эмиттерными областями пятого р-и-р транзистора, коллекторные области первого, второго, пятого и входного р-и-р транзисторов совмещены с соответствующими базовыми областями и-р-и транзисторов, а эмиттерные области и-р-и транзисторов и базовые области р-и-р транзисторов совмещены в общей полупронодниковой области-подложке.

1. Авторское свидетельство СССР

Р 600729, кл. Н 03 К 13/20, 1926 (прототип).

809558

13 17 11 1Х 7

@ив. 1

Я-A

1У И 13 17 11 7

Рис. t е-Р il

ВНИИПИ Закаэ 458/78

Тираж 999 Подписное

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