Мультивибратор

 

(((815871

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВтОРСКОМХ. СВИДЕтЕЛЬСтВЮ

Союз Советсинк

Соцнапнстнчесинк

Респубпни (6) ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено03.07.78 (2l ) 2635944/18-21

5 (51))Й. Кл. с присоединением заявки РЙН 03 К 3/353

Гащдарстаакньй каматат ссср ва делам ваааретанкк и аткритай

I (23) Приоритет(53 ) УД K 6 2 1.374.. 18(088.8) Опубликовано 23. 03.8 1. Бюллетень J% 1 1

Дата опубликования описания 23.03.81 (72) Авторы изобретения

В. Р Антонец и А. С. Денисов (71 ) заявители (54) МУЛЬТИВИБРАТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах синхронизации, задающих генераторах и в других устройствах подобного назначения.

Известны автокопебатепьные мульти5 вибраторы Н8 КМОП-транзисторах, содержащие два инвертора на КМОП-транзисторах, хронируюший конденсатор, времязадактпий резистор..ll пя повышения стабипьlO ности частоты генерируемых колебаний при изменении напряжения питания в автокопебательный мупьтивибратор введен резистор обратной связи P).

Однако введением обратной связи не

15 достигается высокая стабильность частоты генерируемых колебаний при изменении напряжения питания в широких предепах, так как стабильность. частоты ограничена изменением величины выходного сопротивления инверторов.

Известен автоколебатепьный мультивибратор, который содержит три инвертора на КМОП-транзисторах, хронирукптий,конденсатор, времязадаюший резистор и резистор обратной связи. Дпя повышения стабильности частоты генерируемых колебаний введен токоограничиваюший резистор, который стабилизирует выходное сопротивление р-канального транзистора первого инвертора при изменении напряжения питания (2).

Недостатком известного автоколебательного мупьтивибратора на КМОП-транзисторах является низкая стабипьность частоты генерируемых колебаний при изменении напряжения литания в широких предепах, так как она определяется изменением вепичины выходного сопротивпеиия д,-канального транзистора первого инвер- тора и выходного сопротивления второго инвертора. Это ограничивает применение автокопебатепьного мупьтивибратора в устройствах, напряжение питания которых может меняться в широких пределах, например в переносных приборах.

Ilem изобретения - повышение стабильности частоты генерируемых колебаний

815871 при изменении напряжения питания в широких пределах, Дня достижения указанной цели в мупьтивибратор, содержащий два инвертора на

КМОП-транзисторах, шунтирующий МОПтранзистор, конденсатор, резистивный делитель, выход второго инвертора соединен с обкладкой конденсатора, вход второго инвертора соединен с выходом первого инвертора непосредственно, сток шунтирукнце го МОП-транзистора соединен со второй обкпадкой конденсатора, а исток — с выходом первого .инвертора, резистивный делитель включен между полюсами источника питяния, введен управляющий каскад на МОП-транзисторе с нагрузочным резистором в цепи стока и резистор обратной связи, причем выход управляющего каскада подсоединен к затвору шунтирующего транзистора, а его вход — к средней точке резистивного делителя напряжения, а вторая обкладка конденсатора соединена с входом первого инвертора через резистор обратной связи.

Предлагаемый мупьтивибра тор позволяет получить высокую стабильность частоты генерируемых колебаний в широком диапазоне изменения напряжения питания эа счет автоматического изменения постоянной времени времязядаюшей цепи.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого автоколебательного мультивибраторя на

КМОП-транзисторах.

Автоколебательный мупьтивибрятор на

КМОП-транзисторах содержит при последовательно соединенных инвертора 1-3 на

КМОП-транзисторах, времязадающую цепь, состоящую из последовательно соединен ных конденсатора 4 и резистора 5, включенную между выходом и входом второго инвентора 2, резистор обратной связи 6, включенный между точкой соединения ре-, зистора 5 и конденсатора 4 времязядающей цепи и входом инвертора 1, между р-канальным и p — канальным транзисторами которого включен токоограничивающий резистор 7, шунтируюший МОП-транзистор 8, управляющий МОП-транзистор 9 с резистором нагрузки 1О и делитепи напряжения 11 и 12, средняя точка которых соединена с затвором управляющего МОП-транзистора 9, сток которого через резистор нагрузки 10 соединен с шиной питания и затвором шунтирующего транзистора 8, сток и исток которого подкпючены параллельно резистору

5 врем"задающей цепи.

5 о

25 зо

4О

50 с5

Мупьтивибрятор работает в режиме явтоколебяний. В первый полупериод, когда на выходе инверторя 1 уровень логической 1", à HB выходе инвертора 2 уровень логического 0, конденсатор 4 времяэадаюшей цепи заряжается через выходное сопротивление инвертора 1, токоогряничивакнший резистор 7, параллельно соединенные резистор 5 времязадающей цепи и цепь сток-исток шунтирующего транзистора 8, выходное сопротивление инвере тора 2. При этом напряжение в точке соединения резистора 5 и конденсатора 4 времязадающей цепи возрастает Скорость заряда конденсатора 4 зависит от величины сопротивления цепи заряда, в частности от величины выходного сопротивления инверторов 1 и 2.

Когда напряжение в точке соединения резистора 5 и конденсатора 4 времяэадаюшей цепи достигает величины, равной напряжению переключения инвертора J возникает лавинообразный процесс переключения инверторов. 1 3. В резупьтате, ня выходе инвертора 1 устанавливается уровень логического "0", а на выходе инвертора 2 — уровень логической "1" и начинается второй полупериод колебаний.

В течение второго полупериода конденсатор 4- времязадакщей цепи перезаряжается через выходное сопротивление инвертора 2, параллельно соединенные резис тор 5 времязадающей цепи и цепь стописток шунтирующего МОП-транзистора 8, выходное сопротивление инвертора 1. При этом напряжение в точке соединения резистора 5 и конденсатора 4- времязадяющей цепи убывает. Скорость перезарядя конденсатора 4 времязадаюшей цепи пропорциональна величине сопротивления цепи перезяряда, в частности выходному сопротивлению инверторов 1 и 2.

Когда напряжение в точке соединения резистора 5 и конденсатора 4 времязадяюшей цепи достигает величины,рав- ной напряжению переключения инвертора

1, происходит переключение инверторов

1-3 и схема возвращается в исходное состояние, т.е. на выходе инверторя 1 устанавливается уровень логической 1", я ня выходе инверторя 2 — уровень логического 0". Лапее процесс повторяется.

Стабильность периода колебаний, я следовательно и частоты, при изменении напряжения питания.определяется стабильностью напряжения переключения инвертора 1 и стабильностью выходного сопротивленчл инверторов 1 и 2. Напряжение переключения инвертора 1 оцдерживяет815871 6 од генерируемых колебаний остается неизменным. ся стабильным при изменении напряжения питания эа счет цепи обратной связи на резисторе 6.

Выходное сопротивление инверторов 1 и 2 увеличивается при понижении напряжения питания и уменьшается при его увеличении. Однако период колебаний мультивибратора при этом остается неизменным так как при понижении напряжения питания понижается напряжение на затворе уп- IÎ равляющего транзистора 9 и соответственно повышается напряжение íà его стоке, которое уменьшает сопротивление цепи сток-исток шунтирующего транзистора

8. В результате, сопротивление параллель- IS но соединенных резистора 5 времязадающей цепи и цепи сток-исток шунтирующего транзистора 8 уменьшается, что компенсирует увеличение выходного сопротивления инверторов 1 и 2, вследствие чего длитель- 20 ность периода генерируемых колебаний остается неизменной при понижении напряжения питания.

При повышении напряжения питания вы- 2у ходное сопротивление инвертора уменьшается. Однако за счет повышения напряжения на затворе управляющего транзистора 9 и соответствующего понижения напряжения на его стоке сопротивление це- ур пи сток-исток шунтируюшего транзистора

8 увеличивается, вследствие чего увеличивается сопротивление параллельно соединенных резистора 5 и цепи сток-исток шунтирующего транзистора 8, в результате

35 компенсируется уменьшение выходного сопротивления инверторов 1 и 2, а периг

Формула изобретения

Мультивибратор, содержащий два инвертора на КМОП-транзисторах, шунтирующий МОП-транзистор, конденсатор, резистивный делитель, выход второго инвертора соединен с обкладкой конденсатора, вход второго инвертора соединен с выходом первого инвертора непосредственно, сток шунтирующего МОП-транзистора соединен со второй обкладкой конденсатора, а исток — с выходом первого инвертора, резистивный делитель вкл.очен между полюсами источника питания, о т л и ч аю щ и й. с я тем, что, с целью повышения стабильности частоты генерируемых колебаний при изменении напряжения пи» тания, в него введен управляющий каскад на МОП-транзисторе с нагрузочным резистором в цепи стока и резистор обратной связи, причем BbIxoa управляющего каскада подсоединен к затвору шунтирующего транзистора, а его вход - к средней точке резистивного делителя напряжения, а вторая обкладка конденсатора соединена с входом первого инвертора через резистор обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США M 3863179, кл. Н 03 К 3/282, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N 554612, кл. Н 03 К 3/353, 1975

Составитель А. -Тимофеев

Редактор Т.Киселева Техред А.Савка Корректор Г. Назарова

Заказ 1050/87 Тираж 988 Подкисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?К- 5, Рау нскан наб., д. 4/5

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