Переключатель тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснубл

<л947967.-= е, lф! с ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено ОЫОЗО (21) 3003626/18-21

Р М К з с присоединением заявки Мо

H 03 К 17/56

Государственный комитет

С С С.Р по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (5З) УДК 621. 374. . 2(088. 8) Опубликовано 3007.82. Бюллетень М 28.Дата опубликования описания 300782

О.С.Андреев, Б.А.Бохонко, С.A.Äàâûûóêà, В. и И.Б.Мелихов (72) Авторы изобретения "@%%юзиля

1 НАТЕ Д НОТ".;. 11. Р-;-;=.ГЧУД оЫБЛБОТ"КА

71) Заявитель (54), ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ TOKA

Изобретение предназначено для коммутации постоянного тока в цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователях информации.

Известны переключатели тока, содержащие диод, используемый в качестве .ключевого элемента, н схему сдвиrà логического уровня (13.

Недостаток данных переключателей— низкое быстродействие. !

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является переключатель тока, содержащий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, коллекторы которых нодключены к шине первого источника напряжения. При этом база первого транзистора соединена с шиной управления, а.эмиттер второго транзистора соединен с выводом источника постоянного тока и через диод — с выходной шиной. Другой вывод источника постоянного тока подключен к нине второго источника напряжения (2) .

Недостатком этого переключателя тока также является низкое быстродействие, обусловленное неидеальной передачей заднего фронта входного импульса схемой сдвига уровня, что приводит к неравенству времени, включения и выключения. Кроме .этого, к .диоду, используемому в качестве ключевого элемента в известных схемах, в выключенном состоянии прикладывается некоторое обратное напряжение, которое определяет время перезаряда паразитных емкостей при переключении, а, следовательно, определяет время срабатывания переключателя тока.

Так как в некоторых применениях переключателей тока, например в аналого-цифровых преобразователях, потенциал на выходной нине переключателя тока может изменяться в пределах д U то, в лучшем случае, обратное напряжение, прикладываемое к ключевому элементу в известных схемах, принимает значения от О до д0. В соответствии с изменениями обратного напряжения изменяется и время срабатывания переключателя тока, которое достигает максимального значения при максималЬном обратном напряжении. Наличие обратного напряжения на закрытом ключевом элементе приводит к сильной зависимости времени срабатывания от значения коммутируемого тока и с уменьшением последнего время срабатывания резко увеличивается.

947967

Цель изобретения — увеличение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в переключатель тока, содержащий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, коллек- 5 торы которых подключены к шине первого источника напряжения, база первого транзистора подключена к шине управления, эмиттер второго транзистора подключен к выводу источни- 0 ка постоянного тока и катоду диода, анод которого соединен с выходной шиной, введены полевой транзистор„

1 затвор которого подключен к шине управления, исток — к базе второго транзистора и через резистор - к эмиттеру первого транзистора, и транзистор с проводимсстью, противоположной проводимости первого и второго транзисторов, при этом его база соединена с выходной шиной, а эмиттер и коллектор подключены соответственно к истоку и стоку полевого транзистора., который. соединен с другим выводом источника постоянного тока и шиной второго источника.напряжения.

На чертеже представлена схема переклкчения тока.

Переключатель тока содержит первый 1 и второй 2 транзисторы одного типа проводимости, коллекторы которых подключены к шине 3 первого источника напряжения, при этом база первого транзистора 1 соединена с шиной 4 управления, а эмиттер второго тран- 35 зистора 2 соединен с источником 5 постоянного тока и через диод б - с. выходной шиной 7 переключателя тока, полевой транзистор 8, затвор которого соединен с шиной 4 управлдния, а 40 исток через резистор 9 — с эмитте.ром первого транзистора 1, транзистор 10 с проводимостью, обратной проводимости первого 1 и второго 2 транзисторов, коллектор которого соединен со стоком полевого транзистора 8 и шиной 11 второго источника питания, база. соединена с выходной шиной 7, а эмиттер — с истоком полевого транзистора. 8 и базой второго транзистора 2. 50

Устройство работает следующим образом.

При подаче на шину 4 управления выського логического уровня, превышающего на некоторую величину потенциал на выходной шине 7, транзистор

10 оТкрывается и на его эмиттере, а следовательно, и на базе транзистора

2 устанавливается потенциал, превы шающий потенциал на выходной шине 7 на величину, соответствующую падению напряжения на открытом р-и переходе. Это приводит к открыванию транзистора .2, на эмнттере которого устанавливается потенциал, равный потенциалу на выходной шине 7. При этом 65 к диоду б прикладывается нулевое напряжение и последний переходит в зак-. рытое состояние. Ток от источника 5 постоянного тока через транзистор

2 поступает на шину 3 первого источника напряжения. Резистор 9 ограничивает ток через открытый транзистор

10. Вследствие увеличения напряжения между затвором и истоком полевого транзистора 8 его ток стока уменьшается. При изменении логического состояния на шине 4 управления с высокого на низкий возрастает ток через полевой транзистор 8 и фронт спада управляющего импульса передается с минимальной задержкой на исток полевого транзистора 8, Это приводит к быстрому запиранию транзисторов

10 и 2, так как на эмиттере транзистора 10 и соответственно на базе транзистора 2 устанавливается потенциал, однозначно определяемый низким уровнем логического сигнала на шине 4 управления, номиналом резистора 9, начальным током стока и напряженнем отсечки полевого транзистора 8, который всегда может быть выбрано меньшим от наименьшего возможного значения потенциала на выходной шине 7 ключа. Диод б соответственно переходит в проводящее состояние, и ток от источника 5 постоянного тока поступает на выход 7 ключа.

Таким образом, переключатель тока позволяет коммутировать ток с высоким быстродействием, благодаря хорошей передаче схемой сдвига логического уровня как переднего, так и зад-, него фронтов управляющего сигнала, а также отсутствию обратного напряжения на закрытом диоде, используемом в качестве ключевого элемента.

Это обеспечивает увеличение быстродействия цифро-аналоговых и аналогоцифровых преобразователей информации.

Формула изобретения

Переключатель тока, содержащий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, коллекторы которых подключены к шине первого источника . напряжения, база первого транзистора подключена к шине управления, эмиттер второго-транзистора подключен к выводу источника постоянного тока и катоду диода, анод которого соединен с выходной шиной, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены нолевой транзистор, затвор которого подключен к шине управления, исток — к базе второго транзистора и через резистор — к эмиттеру первого транзистора и транзистор с проводимостью, противоположной проводи947967

Составитель А.Егорычев

Техред Л. Пекарь Корректор A. çÿòêî

Редактор Н.Кешеля

Заказ 5668/78 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г ужгород, ул.Проектная,4 мости первого и второго транзисторов, при этом его база соединена с выходной шиной, а эмиттер и коллектор подключены соответственно к истоку и стоку .полевого транзистора, который соединен с другим выводом источника постоянного тока и шиной второго источника напряжения;

Источники информации, 1 принятые во внимание при экспертизе

1. Аналоговые интегральные схемы.

Под. ред.Дж.Коннели, М., "Мир", 1977, с.338-339, фиг..8-10.

2. Балакай Б.Г., Крюк И.П,, Лукьянов Л.И. Интегральные схевы

АЦП и ЦАП. М., "Энергия", 1978 с.197, рис.6-1.