Электронный ключ

 

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресотблив

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 26.V.1969 (№ 1335834/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.Х.1970. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 16.ХП.1970

Кл. 21ат, 36/18

МПК Н 03k 17/60

УДК 621.374.3 (088.8) йотлитет ло лвлато иаобрвтенич и открытий ори Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Г. И, Берлинков

Заявитель

ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮт1

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известна схема электронно".îк.люча на транзисторах со структурой металл — окисел — полупроводник (МОП) с пассивным транзистором в качестве нагрузочного сопротивления.

Эта схема не обладает высоким быстродействием при работе на емкостную нагрузку, вследствие большой постоянной времени цепи: «нагрузочный транзистор †емкос нагрузки»

Известны два способа повышения быстродействия такого ключа. Первый способ предполагает использование в одной схеме транзисторов с взаимно дополняющими типами проводимости или транзисторов со встроенным и индуцированным каналом. Второй способ основан на использовании подачи импульсных сигналов, периодически открывающих на короткое время.нагрузочный транзистор. Реализация схем по первому способу связана со значительными технологическими трудностями. При втором способе необходим мощный источник импульсов и кроме того, при втором способе снижается помехоустойчивость и усложняется синхронизация схем.

Целью изооретения является создание быстродействующего электронного ключа на

МОП-транзисторах с малым потреблением энергии, не имеющего указанных недостатков, Эта цель достигается тем, что в цепь нагрузочпого транзистора между истоком и затвором включен конденсатор, обеспечивающий динамическую положительную обратную связь по напряженшо, а между затвором и шиной источника питания — второй транзистор, спужащпй для подачи смещения HB затвор нагрузочного транзистора и развязывания цепи затвора последнего от шпн источника ппташгя в динамическом ре;киме.

10 На чертеже представлена схема предлагаемого электронного ключа.

Входной сигнал поступает на затвор транзистора Т,, Транзистор Те используется как нагрузочное сопротивление ключевого каскада.

15 Через транзистор Тв па затвор нагрузочного транзистора Т, подается смещение источника

Еь МОП-конденсатор С, используется для создания динамической положительной обратной связи по напряжен|по между истоком и

20 затвором нагрузочного транзистора Т,. Се— суммарная емкость истока транзистора Т, и затвора нагрузочного транзистора Т. относительно подложки. С,; — суммарная емкость на выходе схемы, включая емкость нагрузки. Пи25 тание схемы осуществляется источником Ее.

В исходном положении на затворе транзистора Т> действует высокий потенциал, соответствующий уровню логической единицы («ЛОГ 1»), в связи с чем на выходе ключа

30 образуется низкий уровень выходного наппя2ХЗ2ж

Предмет изобретения

Составитель Д. И. Голубович

Техред А, А. Камышиикова Корректор О. С. Зайцева редактор В. С. Левитов

Заказ 3607/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж.-35, Раушская наб., д, 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

>кения, соответствующий уровню логического нуля («ЛОГ О»). Прп изменении входного сигнала из состояния «ЛОГ 1» в состояние «ЛОГ

0» начинается зарядка емкости Са током нагрузочного транзистора Т, Однако благодаря действию положительной обратной связи через конденсатор С> изменение выходного напряжения передается на затвор нагрузочного транзистора Т, что приводит к возрастанию тока заряда емкости Сз. Так как транзистор

Т. прп этом закрывается и постоянная времени цепи разряда емкости затвора пагрузочного транзистора Та па несколько порядков превосходит время заряда емкости Са ключа, то при коэффициенте передачи емкостного делителя, образованного емкостями С, и Са, близком к единице, разность потенциалов между затвором и истоком нагрузочного транзистора Та поддерживается постоянной в течение всего времени перехода ключа из состояния «ЛОГ 0» в состояние «ЛОГ 1». Это приводит к резкому возрастанию среднего тока заряда емкости Сз и, соответственно, уменьшению времени переключения схемы. При переходе входного сигнала из состояния «ЛОГ 0» в состояние «ЛОГ 1» действие положительной обратной связи приводит к уменьшению тока подзарядки выходной емкости Са, что так>ке сокращает, правда не столь существенно, время перехода выходного напряжения из состояния

«ЛОГ 1» в состояние «ЛОГ 0».

Гмкость МОП-конденсатора С, должна в несколько раз превышать суммарную емкость

С., что прп интегральном выполнении схемы легко удовлетворяется уже при С1 — — 1 — 2 пф.

Нетрудно видеть, что динамическая нагрузочная характеристика такого ключа аналогична нагрузочной характеристике каскада, использующего в качестве нагрузки МОП-транзистор со встроенным каналом. Таким образом, предлагаемая схема позволяет в 3 — 4 раза улучшить быстродействие при той же потребляемой мощности по сравнению с обычным ключом на МОП-транзисторах с двумя

15 источниками питания.

Электронный ключ на полевых МОП-транзисторах, содержащий один транзистор в качестве нагрузочного резистора, огличатощийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения мощности рассеивания, в нем меж25 ду затвором и истоком нагрузочного транзистора включен конденсатор, а между затвором нагрузочного транзистора и шиной источника питания включен второй транзистор, причем сток и затвор второго транзистора подсоединеЗО ны к шине источника питания, а исток — к затвору нагрузочного транзистора.