Многоканальный коммутатор

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий в каждом канале первые инвертор и аналоговый ключевой КМОП-элемент, который состоит из МОП-транзистора р-типа и из Ж)П-транзистора п-типа проводимости, подложка которого соединена с общей шиной, затвор - с входом первого инвертора, выход которого соединен с затвором МОП-транзистора р-типа, подложка которого соединена с шиной источника напряжение, а сток соединен с истоком МОП-транзистора п-типа и является соответствующим аналоговым входом, исток МОП-транзистора р-типа соединен со стоком МОП-транзистора п-типа и является выходом первого аналогового ключевого КМОП-элемента, причем выходы всех ключевых КМОП-элементов объединены и являются аналбт. говым выходом коммутатора, о.т л и чающийся тем, что, с целью повышения надежности коммутатора за счет уменьшения обратного тока в момент коммутации каналов, в каждый канал введены последовательно соединенные второй, третий, четвертый и пятый инверторы, второй аналогоBUfl ключевой КМОП-элемент, вход и выход которого подключены соответственно к входу и выходу первого аналогового ключевого КМОП-элемента, а затворы МОП-транзисторов р-типа (Л и п-типа второго аналогового ключево го КНОП-элемента соединены соответственно с входом и выходом второго инвертора, вход которого является соответствующим входом управления коммутатора, причем выход пятого инвертора соединен с входом первого инвертора. 00 о:

(1% (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:

t зI

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3523303/18-21 (22) 17.12.82 (46) 07 ° 03,84. Бюл. Р 9 (72) К.В.Егоров и 3.M.Поварницына (53) 621.382(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 738168, кл, Н 03 К 17/60, 13.12.77 °

2. Патент США Р 3720848, кл. Н 03 К 17/60, 307-2-52, 13.03.73 (прототип). (54) (57 ) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий в каждом канале первые инвертор и аналоговый ключевой

КМОП-элемент, который состоит иэ

МОП-транзистора р-типа и иэ МОП-транзистора п-типа проводимости, подложка которого соединена с общей шиной, затвор — с входом первого инвертора, выход которого соединен с затвором

МОП-транзистора р-типа, подложка которого соединена с шиной источника напряжения, а сток соединен с истоком МОП вЂ” транзистора п-типа и является соответствующим аналоговым входом, исток МОП-транзистора р-типа соединен со с током МОП-транзис тора п-типа и является выходом первого аналогового ключевого КМОП-элемента, причем выходы всех ключевых КМОП-элементов объединены и являются аналбговым выходом коммутатора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности коммутатора эа счет уменьшения обратного тока в момент коммутации каналов, в каждый канал введены последовательно соединенные второй, третий, четвертый и пятый инверторы, второй аналоговыф1 ключевой КМОП-элемент, вход и выход которого подключены соответственно к входу и выходу первого аналогового ключевого КМОП-элемента, ф а затворы МОП-транзисторов р-типа и п-типа второго аналогового ключево го КИОП-элемента соединены соответственно с входом и выходом второго инвертора, вход которого является соответствующим входом управления Я коммутатора, причем выход пятого инвертора соединен с входом первого иивертора.

1078616

Изобретение относится к импульсной технике и может иапользоваться н многоканальных устройствах электронной коммутации.

Известен многоканальный коммутатор, содержащий в каждом канале 5 полевые МОП-транзисторы (1) .

Недостатком этого устройства янляется низкая надежность иэ-эа возникновения большого обратного тока в момент переключения каналов, 10 имеющих малое проходное сопротивление.

Наиболее близким к предлагаемому являетс я многокан аль ный коммутатор, содержащий в каждом канале первые инвертор и аналоговый ключевой КМОПэлемент, который состоит иэ МОП-транзистора р-типа и из МОП-транзистора и-типа проводимости, подложка которогс соединена с общей шиной, эат- 20 нар — с входом первого инвертора, выход которого соединен с затвором

МОП-транзистора р-типа, подложка которого соединена с шиной источника напряжения, а сток соединен с 25 истоком МОП- транзистора и-типа и является соответствующим аналоговым входом, исток МОП-транзистора ртипа соединен са стоком Мон-транзистора и-типа и является выходом первого аналогoaoro ключевого КМОП-элемента, ЗО причем выходы всех ключевых КМОП-элементон объединены и являются аналоговым выходом коммутатора <2" .

Однако у коммутатора недостаточная надежность в связи с большой

35 величиной обратного тока н момент переключения каналов, имеющих низкое проходное сопротивление.

Цель изобретения — повышение надежности за счет уменьшения обратного тока и момент коммутации каналон.

Для достижения цели н многаканаль— ный коммутатор, содержащий в каждом 45

;канале перные инвертор и аналоговый ключевой КМОП- элеме н т, который coc— таит из МОП-транзистора р-типа и из

МОП-транзистора и-типа проводимости, подложка которого соединена с общей шиной, затвор — c входом первого иннертара, выход которого соединен с затвором МОП-транзистора р-типа, подложка которого соединена с шиной источника напряжения, а сток соединен с истоком МОП-транзистора п-типа и является соответствующим аналоговым входом, исток МОП-транзистора р-типа ссединен са стоком МОП-транзистора п-типа и является выходом первого аналогового ключевого КМОП- 60 элемента, причем выходы всех ключевых КМОП-элементов объединены и являются аналоговым выходом коммутато— ра, в каждый канал ннедены последовательно соединенные второй, третий, 65 четвертый и пятый инвврторы, второй аналоговый ключевой КМОП-элемент, вход и выход которого подключены соответственно к входу и выходу первого аналогового ключевого KMOII-элемента, а затворы МОП-транзисторов р-типа и и-типа второго аналогового ключевого КМОП-элемента соединеНы соответственно с входом и выходом второго иннертора, вход которого является соответствующим входом управления коммутатора, причем выход пятого иннертора соединен с входом первого иннертора.

На чертеже приведена функциональная схема многоканального коммутатора.

Коммутатор содержит н каждом канале первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 иннерторы, пернйй б и второй 7 аналоговые ключевйе КМОП-элементы, вход 8 управления и аналоговый вход 9, причем выходы первого б и второго 7 аналоговых ключевых KMOII-элементов всех каналов объединены и являются анало говым выходом 10 коммутатора.

Вход 8 управления каждого канала через последовательно соединенные второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и первый 1 иннерторы соединен с затвором MOII-транзистора р-типа первого аналогового ключевого

КМОП-элемента 6, сток и исток которого соединены соответственно с истоком и стоком МОП-транзистора п-типа, затвор которого подключен к входу первого иннертора 1.

Затворы МОП-транзисторов р-типа и и-типа второго аналогового ключевого КМОП- элемента 7 соединены соответственно с выходом и входом второго инвертора 2.

Подложки МОП-транзисторон р-типа и п-типа подключены соответственно к шине источника напряжения и общей шине.

В каждом канале входы пернаго б и нтораго 7 аналоговых ключевых KMOIIэлементов объединены и являются соответствующим аналоговым входом 9 коммутатора.

Схемы первого б и второго 7 аналоговых ключевых КМОП-элементов выполнены одинаково, но величина проходного сопротивления второго 7 аналогового ключевого КМОП-элемента реализована на 2-3 порядка выше проходного сопротивления первого 6 аналогового ключевого КМОП-элемента.

Многоканальный коммутатор работает следующим образом.

При подаче на вход 8 управления первого канала логической единицы открываются первый б и второй 7 аналоговые ключевые КМОП-элементы и напряжение, присутствующее на аналоговом входе 9, коммутируется на вы1078616

ВНИИПО Заказ 984/52 Тираж 862 Подписное

Филиал ППП "Патент", .г. ужгород, ул. Проектная,4 ход 10, заряжая емкость выхода 10 до потенциала аналогового входа 9.

Одновременному изменению сигнала с единицы на ноль на входе 8 управления первого канала и с ноля на единицу на входе 8 управления второго канала соответствует закрывание первого 6 и второго 7 аналоговых ключевых КМОП-элементов первого канала и открывание сначала второго 7, а потом и первого 6 аналоговых ключевых 10

KMOO-элементов второго канала.

Причем, если коммутируемый сигнал на аналоговом входе 9 второго канала ниже потенциала на аналоговом входе 9 первого канала, то в указан- t5 ном выше переходном процесса большая часть энергии заряженной ранее емкости выхода 10 разряжается через уже открытый высокоомный второй 7 аналоговый ключевой КМОП-элемент второ,20 го канала.

Поэтому к моменту открывания низкоомного первого 6 аналогового ключевого КМОН-элемента второго канала емкость выхода 10 разряжена, что приводит к значительному уменьшению обратного тока через низкоомный ключевой элемент 6 второго канала.

Аналогично рассмотренному работают и остальные каналы коммутатора.

Технический эффект от использования предлагаемого многоканального коммутатора заключается в повышении надежности за счет уменьшения обратного тока в момент коввюутации каналов путем разряда емкости выхода через последовательно управляемое во времени высокоомный и низкоомный ключевые элементы.