Источник тока питания переключателя тока

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим схемам логических элементов , и может быть использовано при разработке элементов ЭСЛ с защитой от воздействия дестабилизирующих фактов (ДФ). Цепь изобретения заключается в повышении устойчивости устройства к воздействию дестабилизирующих факторов. Поставленная цель достигается тем, что источник содержит блок 3 отключения генератора 1 тока питания состоящий из фототранзистора 11 и ограничительного резистора 12с соответствующими связями . Во время воздействия ДФ в коллекторном переходе фототранзистора 11 генерируется ток. При превышении этим током определенной величины, которая определяется ограничительным резистором 12, фототок усиливается фототранзистором 11 и поступает на выход блока 3 отключения генератора тока Усиленный ток отключает генераторы 1 тока питания переключателей 4 тока В результате во время воздействия ДФ режимные токи в устройстве не протекают, что позволяет увеличить уровень интенсивности воздействия ДФ на устройство без выхода последнего из строя. 2 ил.

(19) RÖ (11) (5Ц 5 H03К 19 0175

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4482345/21 (22) 25.08.88 (46) 15.1093 Бюл. Na 37-38 (71) Московский инженерно-физический институт (72) Березин 4С. Королев СА. (73) Королев Сергей Анатольевич (54) ИСТОЧНИК ТОКА ПИТАНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАТБ1Я ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим схемам логических элементов, и может быть исгюльзовано при разработке элементов ЭСП с защитой от воздействия дестабилизирующих фактов (ДФ). Цепь изобретения заключается в повышении устойчивости устройства к воздействию дестабилизирующих факторов. Поставленная цепь достигается тем, что источник содержит блок 3 отключения генератора 1 тока питания, состоящий иэ фототранзистора 11 и ограничительного резистора 12 с соответствующими связями. Во время воздействия ДФ в коппекторном переходе фототранзистора 11 генерируется ток При превышении этим током определенной величины, которая определяется ограничительным резистором 12, фототок усиливается фототранзистором 11 и поступает на выход блока 3 отключения генератора тока Уоеенный ток отключает генераторы 1 тока питания переключателей 4 тока В результате во время воздействия ДФ режимные токи в устройстве не протекают, что позволяет увеличить уровень интенсивности воздействия ДФ на устройство без выхода последнего из строя. 2 ил

2001514

Изобретение относитс к электронике, а именно к электрическим схемам логических элементов, и может быть использовано при разработке элементов ЭСЛ с защитой от воздействия дестабилизирующих факторов (ДФ).

Известен источник тока питания переклкзчаталя то ар{П1, еылолиеииыи иа резисторе.

Известный источник не задает стабильный ток в переключатель, так как ток зависит от уровней напряжений на входах переключателя Кроме того, такой источник тока характеризуется низкой устойчивостью к воздействию ДФ.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототипом (он же является базовым объектом), является источник тока питания ПТ, содержащий генератор тока, выход которого является выходом источника, стабилизатоо напряжения, выход которого соединен с входом генератора тока.

Недостатком известного источника тока

ПТ является низкая устойчивость к воздейстцию таких ДФ, как ионизирующее излучение. Воздейс гвие такого ДФ на транзисторы вызывает генерацию электронно-дырочных пар в р-и переходах и, следовательно, возникновение фототоков.

Величина фототоков может быть достаточна для пережигания шин питания и нулевого потенциала микросхем, содержащих переключатели тока.

Цель изобретения — повышение устойчивости устройства к воздействию дестабилизирующих факторов.

Поставленная цель достигается тем, что источник тока питания переключателя тока, содержащий генератор тока, выход которого является выходом источника, стабилизатор напряжения, выход которого соединен с входом генератора тока, дополнительно содержит блок отключения генератора тока, выход которого соединен с входом стабилизатора напряжения.

Поставленная цель достигается также тем, что блок отключения генератора тока содержит фототранзистор и ограничительный резистор, соединяющий базу фототранэистора с его эмиттером и с шиной нулевого потенциала источника, коллектор фототранзистора является выходом блока отключения генератора фототока.

Предложенный источник питания ПТ содержит блок отключения генератора тока. выполненный на фото.ранзисторе и ограничительном резисторе с соответствующими связями. Этот признак является существенным признаком. отличающим предложен5

55 ный источник.от известного, поэтому предложенный источник тока ПТ можно считать новым. Использование блока отключения генератора тока в источнике позволяет повысить устойчивость устройства к воздействию

ДФ, что является положительным эффектом от использования предложенного источника

Наличие блока отключения генератора тока в источниках тока ПТ для повышения устойчивости устройств к воздействию ДФ не было обнаружено заявителем в доступной научнотехнической и патентной литературе. Поэтому заявитель считает, что предложенный источник тока ПТ соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного источника тока вместе с ПТ: на фиг. 2 — вариант электрической схемы источника тока и ПТ.

Источник тока питания ПТ содержит генератор 1 тока, стабилизатор 2 напряжения, блок 3 отключения генератора 1 тока. Генератор 1 тока задает ток в переключатель 4 тока.

Генератор 1 тока может состоять из транзистора 5 и резистора б.

Стабилизатор 2 напряжения может состоять из источников 7, 8 напряжения, диода 9, резистора 10.

Блок 3 отключения генератора 1 тока может состоять иэ фототранзистора 11 и ограничительного резистора 12.

Переключатель 4 тока может состоять из транзисторов 13 и резисторов 14.

Первый источник 7 напряжения может представлять собой эмиттерный повторитель на транзисторе 15 и резисторе 16, смещающий уровень напряжения на V*, где V*— падение напряжения на открытом р-и переходе. Второй источник 8 напряжения может представлять собой два диода 17, задающие совместно с диодом 9 напряжение 3 V* на базе транзистора 15.

Генераторы тока 18 отражают собой фототоки, возникающие в коллекторных переходах транзисторов 5 и 13 при воздействии

ДФ. Генераторы тока 19 и 20 отражают собой фототоки, возникающие в коллекторных переходах транзисторов 11. 15 соответственно при воздействии ДФ.

Предложенный источник тока питания

ПТ работает следующим образом. При отсутствии воздействия ДФ ток генератора 17 равен нулю, поэтому транзистор 11 закрыт за счет нулевого напряжения на его базе, задаваемого резистором 12. На базе транзистора 15 устанавпиваетгя напряжение

3 V*, задаваемое диодами 17 и 9 и резистором 10. Обычно один стаб11лизатор 2 напряжения ист1ользуетгя ллч зд иия опорного

2001514

50 потенциала на несколько генераторов 1 тока, поэтому для увеличения нагрузочной способности на входы генераторов 1 тока стабилизированное диодами 17 и 9 напряжение подается через эмиттерный повторитель на транзисторе 15 и резисторе 16. В результате на выходе стабилизатора 2 установится напряжение 2 Ч, которое и поступит на входы генераторов 1 тока питания

ПТ. На резисторах 6 будет установлено напряжение V, так как напряжение на входе генератора 1 передается на резистор 6 со смещением на Ч на эмиттерном переходе транзистора 5. Через резисторы 6 будет протекать ток IR = V*/Rá. где нб — collpoTMBление резистора 6, Этот же ток будет протекать и иэ эмиттера транзистора 5, а его коллекторный ток будет иметь величину 4 =

= г." !я6 = IR<, где а — коэффициент передачи тока эмиттера транзистора 5.

При воздействии на устройство ДФ, в закрытых коллекторныx переходах транзисторов начинается генерация фототока. что отражено на эквивалентной схеме генераторами 18, 19, 20. Генераторы 19 и 20 включены последовательно. поэтому при равенстве их токов, что достигается одинаковостью площадей коллекторных переходов транзисторов 11 и 15, весь их ток будет протекать через резистор 12. Когда уровень

ДФ невелик, т.е, фототоки не оказывают существенного влияния на выходные уровни переключателя 4 тока, то падение напряжения на резисторе 12 меньше Ч+ (это осуществляется соответствующим подбором резистора 12), т.е. транзистор 11 остается закрытым. Когда уровень фототоков, возникающих из-эа воздействия ДФ, достигнет такой величины, что логические схемы на ПТ перестанут правильно работать, падение напряжения на резисторе

12 достигнет значения V*, откроется транзистор 11. Его коллекторный ток I«1 =

=,В (I19 — V*/R а), где Р— коэффициент усиления тока базы транзисторов, чтя — фототок генератора 19, Я вЂ” сопротивление резистора 12.

Этот ток создает на резисторе 10 падение напряжения, закрывающее транзисторы 15 и, следовательно, транзисторы 5, т.е. генераторы 1 тока выключаются. Режимные токи в устройстве перестанут протекать, и увеличится уровень интенсивности воэдей5

45 ствия ДФ, при котором в устройстве возможно перегорание шин питания и нулевого потенциала, Для нормальной работы стабилизатора

2 напряжения резистор 10 должен задавать режимный ток через диоды 17 и 9, обеспечивающий стабильное падение напряжения на них при отклонениях напряжения питания от номинала 5 8 на 10 . Ток через диоды 9 и 17 должен быть близок к токам транзисторов 5 и 15 для обеспечения одинаковости падений напряжений на них. При напряжении питания Ел = 4,5 В и Ч =

= 0,8,8 на резисторе 10 падает напряжение Чт = Š— 3 V* = 4,5 — 2,4 = 1,9 В, Для того, чтобы задать ток через диоды 9, 17 1д ——

= 0,2 мА, сопротивление резистора 10 и ю =

= Vto/!д = 1,9/0,2 = = 9,5 кОм.

Для отключения генератора 1 тока при воздейгтвии ДФ при максимальном напряжении питания Ел = 5,5 8 коллекторный ток транзистора 11 должен создавать падение напряжения на резисторе 10

Ч)0 = Ел — 2 Ч* = 5 5 — 1,6 = 3 9 В.

Отсюда, ток коллектора транзистора 11

I«> = Ч1о /В то = 3,9/9.5 = 0,4 мА.

8 то же время при работе одного стабилизатора 2 напряжения на 50 генераторов 1 тока, каждый из которых дает ток 1О = 0,1 мА, все генераторы 1 тока вырабатывают ток

I =5мА.

Таким образом, при воздействии ДФ предложенный источник тока потребляет на

Л! =! — IKiq = 5 — 0,4 = 4,6 мА меньше, чем и рототип.

Технико-экономическим преимуществом предложенного источника тока питания

ПТ перед прототипом, он же является базовым объектом, является повышенная устойчивость к воздействию ДФ, вызывающих протекание фототоков в р-п переходах транзисторов устройства. Это достигается за счет отключения генератора тока ве время воздействия ДФ, В результате предложенное устройство потребляет меньший ток. чем прототип, что уменьшает вероятность перегорания шин питания и нулевого потенциала устройства из-за возникновения фототоков. (56) Немудров В.Г. и др, Быстроде ствующие 6ИС на переключателях тока <.

Там же, с. 109, фиг. 3.24.

2001514

Составитель Л.Сотникова

Редактор T.Íèêîëüñêàÿ Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3132

Г1роиэводственно-издательский комбинат "Г1атент" г, Ужгород, у I: i.-1 i. i,i 101

Формула изобретения

ИСТОЧНИК ТОКА ПИТАНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ ТОкА, содержащий генератор тока. выход которого является выходом источника тока, а вход соединен с выходом стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости к воздействию дестабилизирующих факторов, в него введен блок отключения генератора тока, выход которого соединен с входом стабилизатора напряжения, причем блок отключения генератора тока выполнен на фототранэисторе. база которого через ограничительный резистор. а эмиттер непосредственно соединены с шиной нулевого потенциала источника тока питания, а коллектор является выходом блока отключе10 ния генератора тока.