Многоканальный коммутатор Советский патент 1984 года по МПК H03K17/693 

Изобретение относится к импульсной технике и может иапользоваться а многоканальных устройствах электронной коммутации. Известен многоканальный коммутдтор, содержащий в каждом канале полевые МОП-транзисторы l . Недостатком этого устройства является низкая надежность из-за возникновения бЬльшого обратного то ка в момент переключения каналов, имеющих малое проходное с Ьпротирление. Наиболее близким к предлагаемому является многоканальный коммутатор, содержащий в каждом канале первые инвертор и аналоговый ключевой КМОП элемент, который состоит из МОП-тра зистора р-типа и из 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- транзистора п-типа и является соответствующим аналоговым входом, исток МОП-транзистора р-тип соединен со стоком Muii-транзистора п-типа и является выходом первого аналогового ключевого КМОП-элемента причем выходы всех ключевых КМОП-эл ментов объединены и являются аналоговым выходом коммутатора 2 . Однако у коммутатора недостаточная надежность в связи с большой величиной обратного тока в момент переключения каналов, имеющих низкое проходное сопротивление, Цель изобретения - повышение надежности за счет уменьшения обратного тока в момент ; коммутации каналов « Для достижения цели в многоканаль ный коммутатор, содержащий в каждом .канале первые инвертор и аналоговый ключевой КМОП-элемент, который состоит из МОП-транзистора р-типа и из 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, подложкакоторого соединена с шиной источника напряжения, а сток соединен с истоком МОП-транзистора п-ти па и является соответствующим аналоговым входом, исток МОП-транзистора р-типа соединен со стоком МОП-транзистора п-типа и является выходом первого аналогового ключевого КМОПэлемента, причём выходы всех ключевых КМОП-элементов объединены и являются аналоговым выходом коммутатора, в каждый канал введены последователь но соед гненньЛе второй, третий, четвертый и пятый инверторы, второй аналоговый ключевой КМОП-элемент, вход и выход которого подключены соответственно к входу и выходу первого аналогового ключевого КМОП-элемента, а затворы МОП-транзисторов р-типа и п-типа второго ангшогового ключевого КМОП-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. На чертеже приведена функциональная схема многоканального коммутатора. Коммутатор содержит в каждом канале первый 1, второй 2, третий 3, че т вертый 4, пятый 5 инверторы, первый 6 и второй 7 аналоговые ключевые КМОП-элементы, вход 8 управления и аналоговый вход 9, причем выходы первого б и второго 7 аналоговых ключевых КМОП-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 инверторы соединен с затвором МОП-транзистора р-типа первого аналогового ключевого КМОП-злемента 6, сток и исток которого соединены соответственно с истоко1 и стоком МОП-транзистора п-типа, затвор которого подключен к входу первого инвертора 1. Затворы МОП-транзисторов р-типа и п-типа второго аналогового ключевого КМОП-элемента 7 соединены соответственно с выходом и входом второго инвертора 2, Подложки МОП-транзисторов р-типа и п-типа подключены соответственно к шине источника напряжения и общей шине. В каждом канале входы первого 6 и второго 7 аналоговых ключевых КМОПэлементов объединены и являются соответствующим аналоговым входом 9 коммутатора. Схемы первого 6 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 6 и второй 7 аналоговые ключевые КМОП-элементы и напряжение, присутствующее на аналоговом входе 9, коммутируется на выход 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 КМОП-элементов второго канала.

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

Поэтому к моменту отк-рывания ниэкоомного первого 6 аналогового ключевого КМОП-элемента второго канала емкость выхода 10 разряжена, что приводит к значительному уменьшению обратного тока через низкоомный ключевой элемент 6 второго канала.

Аналогично рассмотреннсту работают и остальные каналы коммутатора.

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

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:

8ufO