Высоковольтный логический элемент

 

О П И С А Н И Е (i)$9533>

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз. Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.05.81 (21) 3291427/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.э

Н 03 К 19/00

Гасударственный кемнтет

СССР ню делам нзебретеннй н еткрмтнй

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 17.02.83 (53) УДК 621.375..083 (088.8) (72) Автор изобретения

В. И. Громов (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к интегральным схемам для управления газоразрядными индикаторными панелями (ГИП) переменного и постоянного тока.

Известен логический элемент, содержащий входной элемент И, а также высоковольтный инверторЩ.

Недостатком данного элемента является малая нагрузочная способность, низкое быстродействие при работе на емкостную нагрузку, большая потребляемая мощность, линейно возрастающая с ростом напряжения питания.

Известен также высоковольтный логический элемент, содержащий входной элемент И (ИЛИ), выход которого подключен к базе первого транзистора первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор — к базе второго транзистора первого типа проводимости и через резистор соединена с коллектором второго транзистора первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к выходу и через диод — к коллектору первого транзистора первого типа проводимости, эмиттер транзистора второго типа проводимости подключен к шине питания, а база и коллектор соответственно — к коллектору и базе второго транзистора первого типа проводи мости(2).

5 Недостатком известного элемента является большая потребляемая мощность, уменьшение которой путем увеличения сопротивления резисторов приводит к увеличению времени включения элемента и площади, за1О нимаемой элементом на кристалле.

Цель изобретения — сокращение потребляемой мощности и уменьшение площади кристалла ИС элемента.

Для достижения поставленной цели в высоковольтном логическом элементе, co1s держащем низковольтный входной элемент

И (ИЛИ), выход которого подключен к базе первого транзистора первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор — к базе второго транзистора первого типа проводимости, к коллектору транзистора второго типа проводимости, высоковольтная шина питания соединена с эмиттером транзистора второго типа проводимости и через резистор — с его базой и коллектором второго транзисто995332 ра первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к выходу и через диод— к коллектору первого транзистора первого типа проводимости, коллектор первого транзистора первого типа проводимости через дополнительный высоковольтный диод и резистор поключен к низковольтной шине питания.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема высоковольтного логического элемента.

Высоковольтный логический элемент содержит входной элемент И 1, выходной высоковольтный инвертор 2, построенный на транзисторах 6 и 9 первого типа проводимости транзистора 7 второго типа проводимости, диоде 8 и резисторе 10, цепь 3 заряда, построенную на резисторе 4 и высоковольтном диоде 5.

Элемент .работает следующим образом.

Когда на все входы входного элемента

И 1 подается высокий уровень напряжения, открывается и входит в режим насыщения первый транзистор 6 первого типа проводимости выходного высоковольтного инвертора 2. Низкий уровень напряжения на коллекторе первого транзистора 6 первого типа проводимости запирает второй транзистор первого типа проводимости 9, вызывая прекращение тока в цепи базы транзистора 7 второго типа проводимости и резистора 10, в результате чего транзистор 7 второго типа проводимости запирается. На выходе элемента формируется низкий уровень напряжения с нагрузочным током, втекающим в элемент.

Если на один или несколько входов входного элемента 1 подать низкий уровень напряжения, то первый транзистор 6 первого типа проводимости запирается. Ток, протекающий от низковольтного источника питания через высоковольтный диод 5 заряжает паразитную емкость и включает второй транзистор 9 первого типа проводимости.

Второй транзистор 9 первого типа проводимости открывается через резистор 10 начинает протекать ток, который создает на нем падение напряжения, достаточное для отпирания транзистора 7 второго типа проводимости. Транзистор 7 второго типа проводимости открывается и обеспечивает необходимый ток в базу второго транзистора 9 первого типа проводимости для формирования крутого фронта нарастания сигнала.

При увеличении напряжения на коллекторе первого транзистора первого типа проводимости 6 цепочка резистор 4 — высоковольтный диод 5 запирается. Высоковольтный диод 5 обеспечивает развязку низковольтного источника питания от высоковольтного, Формула изобретения

Высоковольтный логический элемент, содержащий низковольтный входной элемент

И (ИЛИ), выход которого подключен к базе первого транзистора первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к обЗо щей шине, коллектор — к базе второго транзистора первого типа проводимости, к коллектору транзистора второго типа проводимости, высоковольтная шина питания соединена с эмиттером транзистора второго типа

35 проводимости и через резистор — с его базой и коллектором второго транзистора первого типа проводимости, эмиттер подключен к выходу и через диод — к коллектору первого транзистора первого типа проводимости, отличающийся тем, что, с целью

4р сокращения потребляемой мощности и уменьшения площади кристалла интегральной схемы элемента, коллектор первого транзистора первого типа проводимости через дополнительный диод и резистор подключен к низковольтной шине питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Professional semiconductor ДАТА

ВООК 2. SGSATES Bipolar digital integrated ciremtr: 1975, р. 335.

2. Авторское свидетельство СССР № 864571, кл. Н 03 К 19/00, 19?9 (прототип).

1О

4

Как только транзистор 7 второго типа проводимости достигнет насыщения, на выходе элемента заканчивается формирование высокого уровня напряжения с большим нагрузочным током, вытекающим из элемента.

Использование для первоначального отпирания второго транзистора 9 первого типа проводимости резистора 4, подключенного к низковольтной шине питания, приводит к снижению потребляемой мощности высоковольтного логического элемента в состоянии логического нуля на выходе и предопределяет значительное уменьшение сопротивления 4, а значит и размеров кристалла ИС в случае интегрального исполнения элемента.

Изготовление предлагаемого высоковольтного логического элемента в виде ИС позволит снизить материалоемкость и себестоимость схем управления ГИП, уменьшить потребляемую мощность и габариты устройств отображения графической и цифровой информации.

-995332

Составитель А. Янов

Редактор В. Пилипенко Техред И. Верес Корректор М. Ша!ннпн

Заказ 620/46 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент»; r. Ужгород, ул. Проектная, 4