Формирователь импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K19/08 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в импульсных интегральных схемах на МДП-транзисторах.

Известен формирователь импульсов, содержащий выходной двухтактный каскад и инвертор с токостабилизирующей нагрузкой 1.

Известное устройство потребляет значительную мощность по входу.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь импульсов, содержащий общую шину; щину питания, входную и выходную шины, инвертор на первом МДПтранзисторе, в цепь стока которого последовательно включены второй и третий МДПтранзисторы, двухтактный выходной каскад на четвертом и пятом МДП-1ранзисторах, исток пятого и сток четвертого МДП-транзисторов подключены к выходной шине, затвор и сток второго МДП-транзистора объединены и через первый конденсатор подключен к выходной шине, исток второго МДП-транзистора подключен к затвору пятого и шестого МДП-транзисторов,, затворы первого и четвертого МДП-транзисторов подключены к входной

шине, а сток шестого МДП-1ранзистора подключен к истоку седьмого и через второй конденсатор к затвору третьего, истоку восьмого и затвору седьмого МДП-транзисторов. Затвор и сток восьмого МДП-транзистора, стоки седьмого, третьего- и пятого МДП-транзисторов подключены к шине питания, истоки шестого, первого и четвертого МДП-транзисторов подключены к общ шине {2.

Недостатком такого формирователя являет10ся низкое быстродействие, высокая входная емкость, а также большая потребляемая мощность. Диодное включение второго МДП-транзистора обуславливает низкую его производимость, а также потерю напряжения, равного

15 порогу 8 цепи обратной связи с выхода формирователя на затвор пятого МДП-транзистора. Это ведет к ухудшению фронта выходного импульса. Сквозной ток протекает по цепи вто20 рой-первый-третий МДП-транзисторы при высоком входном напряжении и по цепи шестой сёдьмой МДП-транзисторы при низком входном напряжении. Входная емкость складывается .из емкостей затвор-канал первого и чет310вертого МДП-траизисторов. За счет эффекта Миллера эта емкость увеличивается в нескольк раз. Цель изобретения - снижение потребляемой мощности (ю цепям питания и управления и увеличение быстродействия формирователя импульсов. Подавленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий щкну питания, общую шину, первую и вторую входные шины, выходную шину, инвертор на первом МДП-транэисторе, к истоку которого последовательно подключены второй и третий МДП-транзисторы, двух1актный выходной каскад на четвертом и пятом МДП-транзисторах, причем исток пятого и сток четвертого МДП-транзисторов подключены к выходной шине и через первый конденсатор подключены к стоку второго и истоку третьего МДП-транзисторов, исток второго МДПтранзистора :подключен к затвору пятого МДП-транзистора, затвор третьего МДП-транзистора подключен через второй конденсатор к стоку шестого и истоку седьмого МДПтранзисторов и непосредственно к истоку восьмого МДП-транзистора, сток и затвор которого подключены к шине питания, сток седьмого МДП-транзистора подключен к шине питания, исток шестого МДП-транзистора подключен к общей шине, затворы первого и четвертого МДП-транзисторов1 соединены дополнительно введены первый и второй двух тактные каскады, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый МДП-транзисторы, третий, четвертый и пятый конденсаторы, причем первый и второй входы первого двухтактного каскада подключены к первой и второй входным шинам, а выход к первому входу второго двухтактного каскада, второй вход которого соединен с первой входной щ.иной, выход второго двухтактного каскада подключен к затворам первого и четвертого МДПтранзисторов и к истоку девятого МДП-транзистора, затвор которого подключен к щнне питания, а сток - к затвору десятого МДПтранзистора и через третий конденсатор к вто рой входной шине, сток десятого МДП-.транзистора также подключен к второй входной шипе, а его исток - к затвору второго МДП транзистора и через четвертый конденсатор к затворам пятого и одиннадцатого МДП-транзисторов, сток одиннадцатого МДЛ-транзистора соединен с затвором шестого, а исток с затвором третьего МДП-транзисторов, затвор двенадцатого МДП-транзистора соединен с шиной питания, исток - с затвором седьмого МДП-транзистора, а сток - с первой входной шиной. На фиг. I представлена принципиальная схема формирователя; на фиг. 2 - временная диаграмма работы формирователя. Формирователь импульсов содержит шину 1 питания, шину 2, первую входную шину 3, вторую входную шину 4, выходную шину 5, инвертор на первом МДП-транзисторе 6, в исток которого последовательно включены второй и третий МДП-транзисторы 7 и 8, выходной каскад на четвертом и пятом МДП-транзисторах 9 и 10, исток МДП-транзистора 10 и сток МДП-транзистора 9 соединены с выходной шиной 5 и через первый конденсатор 11 со стоком второго МДП-транзистора 7, исток МДП-транзистора 7 подключен к затворам десятого и одиннадцатого МДП-транзисторов 10 и 12, сток МДП-транзистора 12 подключен к затвору третьего МДП-транзистора 8, к истоку восьмого МДП-транзистора 13 и через второй конденсатор 14 к стоку шестого МДП-транзистора 15 и истоку седьмого МДП-транзистора 16, конденсатор 17, затвор МДП-транзистора 15 и исток МДП-транзистора 12 подключены к выходной шине, затвор и сток МДП-транзистора 13 подключены к шине 1 питания, затвор МДП-транзистора 7 подключен к стоку МДП-транзистора 18 и через четвертый конденсатор 17 к истоку МДП-транзистора 7, затвор МДП- транзистора 18 подключен к истоку десятого МДП-транзистора 19 и через третий конденсатор 20 к истоку МДП-транзистора 18, затвор МДП-транзистора 16 подключен к истоку двенадцатого МДП-транзистора 21 и через пятый конденсатор 22 к истоку МДП-транзистора 16, сток МДП-транзистора 16 и затвора МДП-транзисторов 19 и 21 подключены к шине питания. Исток транзистора 18 и первый вход первого двухтактного каскада 23 и второй вход второго двухтактного каскада 24 подключены к первой входной шине 3, второй вход первого двухтактного каскада 23 - к второй входной шине, выход первого двухтактного каскада 23 - к первому входу второго двухтактного каскада 24, выход которого подключен к затворам МДП-транзисторов 6 и 9 и к стоку МДП-транзистора 19. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на первой входной шине низкое напряжение, а на второй входной щине высокое напряжение, при этом МДПтранзисторы 6 и 9 открыты, выходной МДПтранзистор 10 закрыт, МДП-транзистор 16 открыт, а на его затворе действует динамическое смещение, конденсатор 11 через открытый МДП-транзистор 8 заряжен до напряжения питания, на затворе МДП-транзистора 7 напряжение первой входной щины 3, МДП-транзисторы 7 и 12 закрыты. В исходном состоянии отсутствуют сквозные токи и потребление мощности от исюгника питания мало. Положительный импульс, воздействующий на вторую входную ишну 3 при низком напряжении на первой входной шине 4, переключает схему. Через МДП-транзистор 18 заря жается конденсатор 17 и затвор транзистора , до напряжения второй входной шины, при этом конденсатор 20 создает динамическое смешение йазатворе транзистора 18. Закрывается МДП-транзистор 16 и с задержкой, определяемой переключением двухтактных каскадов 23 и 24, запираются МДП-транзисторы 6,9 и 18, при этом через открытые МДП-транзисторы 8 и 7 заряжаются затворы, ; МДП транзисторов 10 и 12 до напряжения порога. Через открытый транзистор 12 заряд затвора МДП-транзистора 8 стекает через выходную .шину, МДП-транзистор 8 закрывается, а на его истоке за счет конденсатора 11 и . входного напряжения создается динамическое смещение, которое через открытый МДП-транзистор 7 передается за затвор МДП-транзистора 10. МДП-транзистор 7 открыт во время всего переходного процесса, так как напряжение с истока МДП-транзистора 7 передается на его j(aTBop. Через открытый МДП-транзистор 15 перва обкдадка конденсатора 14 подходит к общей шине, а на его вторую обкладку через открытый МДП-транзистор 12 подается высокое выходное напряжение. Конденсатор 14 заряжается до напряжения питания. При обнулении второй входной шины 4 и действии положительного импульса на первую входную шину 3 заряжается конденсатор 22 и затвор МДП-тран зистора 16, открываются МДП-транзисторь1 6, 9 к 18, закрываются МДП-транзисторы 7, 10 и 15 , выход обнуляется через открытый МДП транзистор 16 -потенциал его истока возрастае до напряжения шины питания. Положительный . импульс Через конденсатор 14 передается на затвор МДП-транзистора 8, создавая на нем динамическое смещение. Таким образом, формирователь импульсов не потребдяет мощности в статических состояниях и имеет быстродействие в два раза лучщее по сравнению с прототипом и i базовым объектом. Формула и зобретения Формирователь импульсов, содержащий общую шину, шину литания, первую и вторую входные шины, выходную шину, инвертор на первом МДП-транзисторе, к истоку которого последовательно подключены второй и третий МДП-транзисторы, двухтактный выходной каскад на четвертом и пятом МДП-транзисторах, причем исток пятого и сток четвертого МДПтранзисторов подключены к выходной шине и через первый конденсатор к стоку второго и истоку третьего МДП-транзисторов, исток второго МДП-1ранзистора подключен к затвору пятого МДП-транзистора, затвор третьего МДПтранзистора подключен через второй конденсатор к стоку шестого и истоку седьмого МДПтранзисторов и непосредственно к истоку восьмого МДП-транзистора, сток и затвор которого подключены к шине питания, сток седьмого МДП-транзистора подключен к шине питания, исток шестого МДП-транзистора подключен к общей шине, затворы, первого и четвертого МДП-транзисторов сое динены, отличающийся тем, что, с. црпью снижения потребляемой мощности по цепям питания . и управления и увеличения его быстродействия, в него дополнительно введены первый и второй двухтактные каскады, девятый , десятый, одиннадцатый и двенадцатый МДП-транзисторы, третий, четвертый и пятый конденсаторы, причем первый и второй входы первого двухтактного каскада подключены к первой и второй входным шинам, а выход - к первому входу второго двухтактного каскада, второй вход которого соединен с первой входной шиной, выход второго двухтактного каскада подключен к затворам первого и четвертого МДП-транзисторов и к истоку девятого МДПтранзистора, затвор которого подключен к шине питания, а сток - к затвору десятого МДП-транзистора и через третий конденсатор к второй входной шине, сток десятого МДПтранзистора также подключен к второй входной шине, а его исток - к затвору второго МДПтранзистора и через четвертый конденсатор к затворам пятого и одиннадцатого МДП-транзистора, сток одиннадцатого МДП-транзистора соединен с затвором шестого , а исток - с затвором третьего МДП транзисторов, затвор двенадцатотх) МДП-транзистора соединен с шиной питания, исток - с затвором седьмого МДП-транзистора, а сток - с первой входной шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 296263, кл. Н 03 К 19/08, 04.12.69. 2.Авторское свидетельство СССР № 668092, кл. Н 03 К 19/08, 23.04.74.