Формирователь импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K5/13 

Изобретение относится к вычислите ной технике и может быть использовано для построения формирователей импульсов в интегральном полупроводниковом динамическом запоминаюцем устройстве на МДП-транзисторах , Известен формирователь импульсов, построенный на основе бутстрепного узла, содержащего конденсатор и тран зисторы запуска, сброса, заряда и удержания, у которых исток транзистора запуска, соединен со стоком трйнзистора сброса, с затвором транзистора заряда и первой обкладкой конденсатора, исток транзистора заряда соединен со стоком транзистора удержания и со второй обкладкой конденсатора и образует вьссод формирователя импульсов. Истоки транзис торов сброса и удержания саедннены с общей шиной, а стоки транзисторов запуска и заряда - с шиной питания. Затворы транзисторов запуска, сброса и удержания образуют соответственно первый, второй и третий управляющ входы Г1. Недостатками указанного формирова теля импульсов являются пологий фрон сигнала на его выходе по причине сов мещения выхода формирювателя со второй обкладкой конденсатора, что приводит к низкому быстродействию, и большая потребляемая мощность. Наиболее близким к предлагаемому является формирователь импульсов, содержащий выходную шину, две управляющие входные шины, бутстрепный узел, блок задержки и выходной каскад, включающий первый и второй выходные транзисторы, у которых исток первого соединен со стоком второго и подключен к выходной шине, бутстре ный узел включает конденсатор и тран зисторы ключевой, предзаряда, сброса дозаряда и удержания, у которых исто транзистора предзаряда соединен со стоком транзистора сброса, с первой обкладкой конденсатора и затворами транзисторов дозаряда и первого выходного, исток транзистора дозаряда соединен, со стоком транзистора удержания и второй обкладкой конденсаT0pa,j затвор транзистора предзаряда соединен с истоком ключевого транзистора, затвор которого подключен к шине питания, а блок задержки включает транзисторы заряда, разряда, установки и задержки, у которых исток транзистора заряда соединен; со стоком транзистора разряда и затвором транзистора задержки, сток которого соединен с истоком транзистора установки, стоком ключевого транзистора и затворами транзисторов удержания и второго выходного, при этом истоки транзисторов разряда, задержки, сброса, удержания и второго выходного соединены с общей,шиной, а стоки транзисторов заряда, установки, дозаряда Ипервоговыходного - с шиной питания, причем затвор транзистора заряда, соединенный со стоком транзистора предзаряда, подключен к первой управляющей входной шине, затвор транзистора разряда . соединенный с затворами транзисторов установки и сброса, подключен к второй управляющей входной шинер . Недостатком известного формирователя импульсов является большая потребляемая мощность, которая обусловлена протеканием сквозного тока от шины питания к общей шине через транзисторы выходного каскада во время включения формирователя. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности путем устранения сквозного тока через выходной каскад во время включения формирователя , Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содер кащий выходную шину, две управляющие входные шины, бутстрепный узел, блок задержки и выходной каскад, включающий первый и второй выходные транзисторы, причем исток первого транзистора соединен со стоком второго и подключен к выходной шине, бутстрепньй узел включает конденсатор и транзисторы ключевой, предзаряда, сброса, дозаряда и удержания,, причем исток транзистора предзаряда соединен со стоком транзистора сброса, с первой обкладкой конденсатора и с затворами транзисторов дозаряда и первого выходного, исток транзистора дозаряда соединен со стоком транзистора удержания и с второй обкладкой конденсатора, затвор транзистора предзаряда соединен с истоком ключевого транзистора, затвор которого соединен с шиной питания, а блок задержки включает транзисторы заряда, разряда, установки и задержки, причем ис;ток транзистора заряда соединен со стоком транзистора разряда л с затвором транзис тора задержки, сток которого соединен с истоком транзистора установки стоком ключевого транзистора и с затвором транзистора удержания, истоки .транзисторов разряда, задерж- , ки, сброса, удержания и второго выходного подсоединены к общей шине, а стоки транзисторов заряда, установ ки, дозаряда и первого выходного соединены с шиной питания, затвор транзистора заряда подключен к стоку транзистора предзаряда и первой управляющей входной шине, соединенные между собой затворы транзисторов разряда, сброса и установки подключены к второй управляющей входной шине, введены третья управляющая входная шина, а в блок задержки формирователя введены транзисторы включения и выключения, причем исток транзистора включения соединен со стоком транзистора выключения и с затвором второго выходного транзистора, затвор транзистора включения подключен к второй управляющей входной шине, затвор транзистора выключения подключен к третьей управляющей входной шине, а исток транзистор выключения соединен с общей шиной, при этом сток транзистора включения соединен с шиной питания. На фиг.1 представлена принципиал ная схема предлагаемого формирователя; на фиг.2 - временные диаграммы работы формирователя. Формирователь импульсов содержит блок задержки, бутстрепный узел и вы ходной каскад, включающий первый 1 и второй 2 выходные транзисторы, у которых исток первого выходного тран зистора 1 соединен со стоком второго выходного транзистора 2 и подключен к выходной шине 3 формирователя. Бутстрепный узел содержит конденсатор 4 и транзисторы ключевой 5, предзаряда 6, сброса 7, дозаряда 8 и удержания 9, у которых затвор тран зистора 6 предзаряда соединен с исто-50 да

ком ключевого транзистора 5, а затвор ключевого транзистора 5 соединен с пшной питания. Исток тpaнзиctopa 6 предзаряда соединен со стоком транзистора 7 сброса, с первой обкладкой конденсатора 4 и с затворами транзистора 8 дозаряда и первого выходного транзистора 1, исток транзистора 8

крытом состоянии, в результате чего на затворах второго выходного транзистора 2, транзисторов предзаряда 6 и удеожания 9 установлены высокие уровни напряжения, а на затворах транзисторов задержки 15, дозаряда 8 и первого выходного 1 - низкие уровни напряжения. Ключевой дозаряда соединен со стоком транзистора 9 удержания и со второй обкладкой конденсатора 4, Блок задержки содержит транзисторы включения 10, выкшочения 11, заряда 12, разряда 13, установки 14 и задержки 15. Исток транзистора 10 включения соединен со стоком транзистора 11 выключения и с затвором второго выходного транзистора 2. Исток транзистора 12 заряда соединен со стоком транзистора 13 разряда и затвором транзистора 15 задержки, сток которого соединен с истоком транзистора 14 установки, со стоком ключевого транзистора 5 и с затвором транзистора 9 удержания. Истоки транзисторов выключения 11, разряда 13, задержки 15, сброса 7, удержания 9 и второго выходного 2 соединены с общей шиной. Стоки транзисторов включения 10, заряда 12, установки 14, дозаряда 8 и первого выходного 1 соедине 1ы с шиной питания. Затвор транзистора 12 заряда, соединенный со стоком тра нзистора 6 предзаряда, пoдключe a I к первой управляющей входной шине 16. Затвор транзистора 10 включения, соеди1тенньй с затворами транзисторов разряда 13, сброса 7 иустановки 14, подключен к второй управляющей входной шине 7, а затвор транзистора II вьгключения подключен к третьей управляющей входной шине 18. На временных диаграммах обозна4eiibi потенциалы следующих узлов: 19 - на первой обкладке конденса10ра 4; 20 - на выходной шине 3 формирователя импульсов; 21 - на второй обкладке конденсатора 4, кроме того 22, 23 и 24 - сигналы с управляющих шин 16, 17 и 18 соответственно. В исходном состоянии, до момента времени t., поданы нюкие уровни сигналов на управляющие входные шины 16 и 17 и высокий .уровень сигнала на управляющую входную шину 18. При этом транзисторы сброса 7, включения 10, разря13 и установки 14 находятся в оттранзистор 5 находится в закрытом состоянии по цепи истока. Транзисторы выключения 11 и заряда 12, на затворы которых поданы низкие уров сигналов с управляю1цих входных шин и 7 соответственно, находятся в закрытом состоянии. Через открытый второй выходной транзистор 2, на затворе которого установлен высокий уровень напряжения, выходная шина 3 формирователя подключена к общей шине и на ней установлен нулевой уровень напряжения. Через открытые транзисторы сброса 7 и удержания 9 на первой и второй обкладках конден сатора 4 установлен низкий уровень напряжения,, В момент времени t-, снимается высокий уровень сигнала с управляющей входной шины 17, при этом транзисторы включения 10, установки 14, разряда 13 и сброса 7 переходят в закрытое состояние, В момент времени to подается высокий уровень сигнала с управляющей входной шины 18, при этом транзистор 1 выключения переходит в открытое состояние, в результате чего на затворе второго выходного транзистора 2 устанавлива ется низкий уровень напряжения и он переходит в закрытое состояние. В момент времени t, подается высокий уровень сигнала с управляющей входной шины 16, при этом через открытый транзистор 6 предзаряда на чинают заряжаться до высокого уровн напряжения первая обкладка конденса тора 4 и затворы транзисторов заряда 12 и первого выходного I. Эти транзисторы переходят в открытое состояние. При этом из-за открытого состояния транзистора 9 удержания на второй обкладке конденсатора 4 продолжает удерживаться низкий уровень напряжения. На выходной шине 3 формирователя начинает устанавливат ся высокий уровень напряжения, поскольку второй вьсходной транзистор 2 к этому моменту времени уже находится в закрытом состоянии. Одновременно с этим транзистор 2 заряда переходит в открытое состояние, в результате на затворе транзистора 15 задержки начинает устанавливаться высокий уровень напряжения. Транзистор 15 задержки переходит в открытое состояние, поэтому напряжение на затворе транзистора 9 удержания начинает уменьшаться до 276 низкого уровня, к моменту времени t первая обкладка конденсатора 4 и затворы транзисторов дозаряда 8 и первого выходного заряжены до высокого уровня напряжения. К этому же моменту времени на затворах транзисторов удержания 9 и предзаряда 6, через открытый транзистор 15 задержки и через открытые транзисторы задержки 15 и ключевой 5 соответственно, устанавливается низкий уровень напряжения. Транзисторы предзаряда 6 и удержания 9 переходят в закрытое состояние При этом вторая обкладка конденсатора 4 начинает заряжаться до высокого уровня напряжения через открытый транзистор 8 дозаряда. В результате первая обкладка конденсатора 45 которая находится в плавающем состоянии (т.е. отключена от шины питания и общей шины), заряжается до уровня напряжения, превьшающего напряжение питания. Вследствие этого, через первый выходной транзистор 1, затвор которого соединен с первой обкладкой конденсатора 4, на выходной т.ине 3 формирователя устанавливается уровень напряжения, равньй напряжению питания. По истечении необходимого времени (момент времени t) снимаются сигналы на управляющих входных шинах 16 и 7. Транзисторы заряда 12 и выключения 1 переходят в закрытое состояние. В момент времени t подается высокий уровень сигнала на управляющую входную шину 17 и формирователь переводится в исходное состояние, после чего он будет готов к новому рабочему циклу. При использовании предлагаемого формирователя импульсов существует единственный путь протекания сквозного тока: через транзисторы дозаряда 8 и удержания 9. Временной интервал Протекания этого тока равен значению at t - t,, . В прототипе имеется дополнительный путь протекания сквозного тока через транзисторы выходного каскада, временной интервал протекания этого тока также равен /jt, поскольку затворы транзисторов удержания 9 и второго выходного 2 соединены вместе. Первый выходной транзистор 1, как в прототипе, так и в предлагаемом формирователе, должен быть значительно больше транзистора дозаряда 8 для увеличения нагрузочной способности. Поэтому сквозной ток, протекающий через транзисторы выходного каскада, значительно больше тока через транзисторы дозаряда 8 и удержания 9. Таким образом, избавление от сквозного тока через транзисторы выход- в

ного каскада позволяет значительно уменьшить потребляемую мощность.

В предлагаемом формирователе импульсов цепь протекания сквозного тока ;через первый выходной транзистор момент включения исключена.

ООРМИРОВАТЕЛЬ ЮШУЛЬСОВ, содержащий выходную шину, две управляю1дие входьЕые шины, бутстрепный узел, блок задержки и выходной каскад, включающий первый и второй выходные транзисторы, причем исток первого транзистора соединен со стоком второго и подключен к выходной шине, бутстрепный узел включает конденсатор и транзисторы ключевой, предзаряда, сброса, дозаряда и удержания,, причем исток транзистора предзаряда соединен со стоком транзистора сброса, с первой обкладкой конденсатора и с затворами транзисторов дозаряда и первого выходного, исток трацзистора дозаряда соединен со стоком транзистора удержания и с второй обкладкой конденсатора, затвор транзистора предзаряда соединен с истоком ключевого транзистора, затвор которого соединен с шиной питания, а блок задержки включает транзисторы заряда, разряда, установки и задержки, причем исток транзистора заряда соединен со стоком транзистора разряда и с затвором транзистора задержки, сток которого соединен с истоком транзистора установки, стоком ключевого транзистора и с затвором транзистора удержания, истоки транзисторов разряда, задержки.сброса, удержания и -второго выходного подсоединены к обш;ей шине, а стоки транзис торов заряда, установки, дозаряда и первого выходного соединены с шиной питания, затвор транзистора заряда подключен к стоку транзистора предзаряда и первой управляюш;ей входной шине, соединенные между собой Q (О затворы транзисторов разряда, сброса и установки подключены к второй управляющей входной шине, о т л и ч а ю и с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в него введены третья управляющая входная шина, а в блок задержки формирователя введены транзисторы включения и выключения, причем исток транзисуора включения соединен со стоком транзистора выключения и с СО затвором второго выходного транзистого ра, затвор транзистора включения подключен к второй управляющей входной шине, затвор транзистора выключения подключен к третьей управляющей входнЪй шине, а исток транзистора выключения соединен с общей щиной, при этом сток транзистора включения соединен с шиной питания.