Электронный коммутатор Советский патент 1983 года по МПК H03K17/687 

Изобретение относится к электроной коммутационной технике и может ыть использовано, например, в выислительной технике и при построеии различных систем контроля и упавления.

Известен электронный переключаель, содержащий два МДП-транзистора ополнительных типов проводимости, араллельно включенных в коммутиуемую цепь Cll.

Недостатки -известного устройста - малое быстродействие и ограниченные функциональные возможноси. .

Наиболее близким к предлагаеому является электронный коммута-; тор, содержащий первый ключевой элемент, управляющая шина которого соединена с первой управляющей, шиной электррнного коммутатора, пер-, вая шина питания и входная шина i первого ключевого элемента соединены соответственно с шиной пита ния и выходной шиной электронного коммутатора, вторая шина питания и выходная шина первого ключевого ; элемента объединены и подключены к Общей шине, первый ключевой элемент содержит два параллельно включенных мдп-транзистора дополнительных типов проводимости, йнвертбр,. подключенный к шинам питания первого ключевого элемента, резистор и

диод, вход инвертора, выход которого соединен с затвором одного из МДП-транзисторов, соединен с зат. вором другого мдп-транзистора, а через резистор подключен к ynjiaBляющей шине первого ключевого элемента, которая через диод соедий€на с первой шиной питания первого ключевого элемента подложки МДПтранзисторов соединены с шинами питания первого ключевого элемента t2.

Недостаток известного устройст- ва - ограниченные функциональные возможности, поскольку оно не может быть использовано для коммутации напряжения, величина которого превышает величину напряжения на шине электронного коммутатора. I Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в электронный кс мутатор, содержащий первый ключевой элемент, управляющая шина которого соединена с первой управляющей шиной электронного коммутатора, первая шина Питания и входная шина первого ключевого элемента соединены соответственно с шиной питания и выходной швной электронного комлутатора, вторая шина питания и выходная шина первого ключевого элемента объединены и подключены к общей

шине, первый ключевой элемент содержит два параллельно включенных МДПтранзистора дополнительных типов проводимости, инвертор, подключенный к шинам питания первого ключевого элемента, резистор и диод, вход инвертора, выход которого соеднен с затвором одного из МДП-транзисторов, соединен с затвором другого МДП-Т1 анзистйра, а через резисто подключен к управляющей шине первого ключевого элемента, которая через диод соединена с первой шиной питания первого ключевого элемента подложки МДП-транзисторов соединены с шинами питания первого ключевого элемента, введены второй и третий ключевые элементы, идентичные первому ключевому элементу, шесть резисторов, четыре конденсатора, два .диода и стабилитрон, управляющая шина второго ключевого элемента через последовательно соединенные первый конденсатор и .первый резистор и управляющая шина третьего ключевого элемента через последовательно соединенные второй конденсатор и второй резистор соединены с второй и третьей управляющими шинами электронного коммутатора соответственно, Выходная шина третьего ключевого элемента, входная шина которого через третий резистор соединена с первой входной шиной электронного коммутатора, соединена с входной шиной второго ключевого элемента и через последовательно соединенные .четвертый резистор и третий конденсатор подключена к входной шине первого ключевого элемента, выходная шина второго ключевого элемента и его вторая шина питания объединены .и подключены к второй входной шине электронного коммутатору и второй шине питания третьего ключевого элемента, а через па| аллельйо соединенные четвертый конденсатор .и стабилитрон соединены с объединеваымн первыми шнсгами пит-ания второго и третьего ключевых элементов,, управляющая шина второго ключевого элемента через параллельно соединенные пятый резистор и первый диод и управляюцал шина третьего ключевого элемента через параллельно соединенные шестой резистор и второй диод соединены q второй входной шиной электроного коммутатора.

На фнг. 1 изображена принципиальная схема, (шлюстрирующая пример кокретной реализации электронного коммутатора } на фиг. 2 принципиальна схема используемБОс ключевых элементов.

Электронный ксялвутатор содержит Фиг, 1) первый 1, второй 2 и третий 3 ключевые , первый 4, второй 5, трет,ий б четвертый 7, пятый 8 и шестой 9 резисторы, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый конденсаторы, первый 14 и второй 15 диоды, стабилитрон 16. Первая шина 17 питания первого ключевого элемента 1 соединена, с шиной 18 питания электронного комлутйтора, а вторая шина 19 питания ключевого эле мента 1 соединё ни с его выходной шиной 20 и подключена к/общейшине. Входная шина 21 первого ключевого эл мента 1 и его управляющая шина 22 со динены соответственно с В1з1ходной 23 электрон1К го коммутатора и первой управляющей шиной 24 электрон ного кo yтaтopa.. Управляющие шины 25 и 26 второго 2 и третьего 3 ключ вых элементов череэ последовательно роединенныепервШ резистор 4 и первый конденсатор 10 « через пбслёдоватёльно соединенные второй резистор 5 и второй конденсатор 11 соответственно соединены с второй 27 и третье 28 управлякйцими шингьми электронного коммутатора. Входная швна 29 третьего ключевого элемента 3 и первая шина 30 питания этого ключевого элемента соединены соответственно с пер вой входной шиной 31 электронного коммутатора и с первой шиной 32 питанйя BTojJoro ключевого элемента 2, вторая шина 33 питания и выходнсш ши на 34 которого объединеш: и подключены к второй входной шине 35 электро ного кс 4мутатора. Шлсодная шина 36 третьего ключевого элемента 3 и втОрая шина 37 питания этого ключевохчэ элемента соединены соответственно ,с входной шиной 38 второго ключевого элемента 2 и его, выходной шиной 34. Каждый из ключевых элементов 1, 2 и 3 .содержит лФиг- 2) Мдп-транзисторы 39 и 40, инвертор 41, ДИОд 42 и резистор 43. мда-транзисто1 ы 319 40 соединены параллельно и включены между входной 44 и вшсодно.й 45 шина:Мй ключевого элемента. Подложки Мда-транзисторов 39 и 40 подключены к перовой 46 и второй 47 шинам пиТания кгавчевого элемента. Управляиндай шина 48 ключевого элемента подаслючена к точке соединения диода 42 и резистрра 43. Принцип действия электронного крм щ татора состоит в следующем. Уп авляю1цие сигналы с второй 27 и третьей 28 управляющих шин электронного коммутатора поступают на управлякюше шины 25 и 26 второго 2 и TpeTbeto 3 ключевых элементов и поочередно включают их. Амплитуда -управлякяцих сигналов равна напряжению на шине 18 питания электронного коммутатора. При этом на объединенных выходных шине 36 третьего ключевого элемента 3 и входнОй изяНе 38 .второго ключевого элемента 2 формируется пос ледовательность импульсов привязанных к потенциалу входной шины 3,5 электронного коммутатора, амплитуда которых пропорциональна напряжению между первой 31 и второй -35 входными шинами электройного коммутатора. -Конденсатор 12 отделяет постоянную составлякифпо от этмх импульсов, и поэто му в отсутствие первого ключевого элемента 1 импульсы на вызсОдврй шине 23 электронного коммутатора двухполярны. Первый ключевой элемент 1 шлполняет фиксирующие функции. С .по.мощыо сигнала, поступающего на пер«вую управляющую шину 24 электронного, коммутатора, этот ключевой элемент включается в интервалы времени, когда заперт третий ключевой элемент 3. В результате этого, сигналы на выходной шине 23 электроннрго коюлутатора привязываются к потенциалу общей шины и являются однополярными. ДЛЯ того, чтобы напряжени Hai выходн Л пшне 23 электронного коммутатора отсутствовало в моменты времени, когда второй 2 и третий 3 ключевые менты разомкнуты, сопротивление втогрого ключевого элемента 2 в разомкнутом состоянии должно быть значительно больше, чем аналогичный параметр у третьего ключевого элемента-3. При использовании изобретения расширяются функциональные возможности устройства. Предлага ё ий электронный коммутатор может коммутировать сигналы с первой 31 и второй 35 входных шин устройства даже в том случае, когда рни значительно превышают напряжение на шине 18 питания электронного коммутатора. Для этого необходимо,чтобы разность комму тируф сиги ft лов, подаваемых на шины 31и превмиала напряжения на шине 18 питания электронного комму- татора. Известные устройства подобными функциональными возможностями не обладают. Возможность коммутации напряжения значительного уровня объясня- . ется слёдукяцим образом. Управляошдае импульсы с второй третьей 28 управляющих шин электронного коммутатора через резисторы 8 и 9, кОнденсатоЕИ 10 и 11 поступают на .управлякт{ие шины 25 и 26 в орого 2 и третьего 3 ключевых элементов.Благодаря фиксирую1кему действию дирдов 14 и 15 на шинах 25 и 26 зти импульЪы становятся положительными относительно вторых шин 33 и 37 питания ключевых элементов и через диоды 42 поочёредВР заряжают конденсатор 13. Ыапряжейие на этом конденсаторе близко к напряжению на шине 18 питания , электронного коммутатрра. Таким образом, напряжение между шинами питания второго 2 и между шинами

питания третьего 3 ключевых элементов, примерно равно напряжению на ши,не 18 питания электронного коммутатора, но смещено в положительную сторону на величину напряжения на второй входной шине 35 электронного

коммутатора, что делает возможным коммутацию напряжения, превышающего напряжение на шине 18 питания электронно го коммутатЬра и расширяет функциональные возможности устройства.

ЭЙЕКТРОННШ КОММУТАТОР, содержащий первый ключевой элемент, управляющая шина которого соединена с первой управл51К)Ц1ей шиной электронного коммутатора, первая шина ,питания и шина первого ключевого элемента соединены соответственно с шиной питания и выходной шиной электронного коммутатора, втораяцшна питания и выходная шина первого ключевого элемента «объединены и пoдключeнJJ к общей timHe, первый клю-. чевоЯ элемент содержит два параллельно включенных МШ-транзистора дололиительных типов проводимости, инвертор, йодключенный к шинам питания первого ключевого элемента, резистор и диод, вход ич вертора,. выход которого соединен с затвором одного из МДП- транзисторов, соединен с затвором другого МДП-транзистора, а через резистор подключен к управляющей шине первого ключевого элемента, которая через диод соединена с первой июной питания первого ключевого элет« ента, подложки мдп-транзисторов с оединены с шинами питания .первого ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в него введены второй и третий ключевые элементы, идентичные первому ключевому элементу, шесть резисторов, четыре конденсатора, два диода и стабилитрон, управляющая ши-; на второго ключеврго элемента через последовательно сЪедийенные первый конденсатор и первый резистор и управляющая шина третьего ключевохо элемента через последовательнЬ соединенные второй конденсатор и второй резистор со единены с второй и третьей управляющими шинами электронного коммутатора соответстэённог выходная шина третьего ключевого элемента, входная шина которого через (Л третий резистор соединена с первой iвходной шиной электронного коммутас: тора, соединена с входной шиной второго ключевого элемента и через последовательно соеданенные четвертый резистор и третий конденсатор подключена к входной шине первого к.гаочевого элемента, выходная шина второго ключевого элемента и его со ел эо вторая шина питания объединены и подключены к второй входной шине электронного коммутатора и к второй шине питания третьего ключевого элемента, а через параллельно соединенные четвертый конденсатор и стабилитрон соединены с объединенньоли первыми шинами питания второго и ,третьего ключевых элементов, управ.ляющая шина второго ключевого элемента через параллельно соединенные пятый резистор и первый диод и управляющая шина третьего ключевого элеме н та ч ере з п араллель но соединенные шестой резистор и второй диод соединены с второй входной шиной электронного коммутатора.