Высоковольтный логический элемент Советский патент 1985 года по МПК H03K19/00 

1 , 1

Изобретение относится к импульсной технике, и может быть использовано, в частности, для управления газоразрядными индикаторными панелями постоянного тока.

Целью изобретения является увеличение быстродействия высоковольтного элемента путем уменьшения времени его выключения за счет активного запирания выходного транзистора.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема высоко- вольтного логического элемента.

Высоковольтный логический элемент содержит инвертор 1 с открытым коллектором, вход которого подключен к входу элемента, а выход через диод 2 - к базе первого транзистора 3 р-п-р типа проводимости, эмиттер и база которого соответст- , венно через первый и второй резисторы 4 и 5 подключены к низковольтной шине питания, а коллектор под-ключен к базе первого транзистора 6 п-р-п типа проводимости, эмиттер которого соединен с отрицательной высоковольтной шиной питания и через третий резистор 7 соединен с его базой, а коллектор подключен к выходу элемента и через четвертьй резистор 8 - к положительной высоковольтной шине питания, вход дополнительного инвертора 9 с открытым коллектором соединен с входон элемента, а его выход - с базой второго транзистора 10 п-р-п типа проводимости и с коллектором второго транзистора 11 р-п-р типа проводимости, база которого подключена к выходу инвертора 1 с открытым коллектором, а эмиттер через пятый резистор 12 соединен.с низковольтной шиной питания, эмиттер второго транзистора 13 p-fi-p типа проводимости соединен с общей шиной, а коллектор с базой третьего транзистора р-п-р типа проводимости, эмиттер и база которого соответственно через шестой и седьмой резисторы 14 и 15 подключены к низковольтной шине питания, а коллектор соединен с базой третьего транзистора 16 п-р-п типа, коллектор которого соединен с базой первого транзистора 6 г-р-п типа проводимости, а эмиттер - с отрицательной высоковольтной шиной питания и через восьмой резистор 17 с его базой.

492

Высоковольтный логический элемент работает следующим образом.

При подаче на вход элемента высокого уровня напряжения (1) открываются инверторы 9 и 1, на выходе которых формируется уровень О. При одинаковом конструктивном исполнении инверторов 1 и 9 с открытыми коллекторами время их перехода в открытое состояние можно считать одинаковым: ,.

Включение инвертора 1 в состояние

О

на выходе приводит к включению транзисторов 11 и 3.

Причем точки эмиттеров для транзисторов 11 и 3 определяются соответственно величинами

-и. -и

36tt

R

12

,0

. V - Ъ235 3

J-

Учитывая, что

кл.,11Ькл. Чкл.). ток коллектора транзистора 11 течет

в инвертор 9, при этом транзистор 10 находится в закрытом состоянии,

что вызывает также закрытое состояние транзисторов 13 и 16.

Ток коллектора транзистора 3 включает транзистор 6 и на выходе формируется низкий уровень выходного напряжения, равный

п . I

где (,- напряжение между коллекторэмиттером транзистора 6 в режиме насьш1ения.

Общее время включения высоковольтного элемента определяется выражением

5XA.JA.T« 8KA.l-8KA..6

Следует отметить, что применение дополнительных элементов, введенных в схему, не изменяет времени включения высоковольтного элемента, так как транзистор 16 находится в закрытом состоянии и не мешает открыванию транзистора 6.

При подаче на вход уровня О инверторы с открытыми коллекторами закрываются.

Считая, что Сц,цд.5 Св4гм.1 о . записать следующее неравенство:

вякл. 1 tgjjK.-n J, анализируя которое видно, что в базу транзистора 10 втекает ток, задавае

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий инвертор с открытым коллектором, вход i oToporo подключен к входу элемента, а вькод через диод - к базе первого транзистора р-п-р типа проводимости, эмиттер и база которого соответственно через первый и второй резисторы соединены с низковольтной шиной питания, а коллектор подключен к базе первого транзистора п-р-п типа проводимости, эмиттер которого соединен с отрицательной высоковольтной шиной питания и через третий резистор соединен с его базой, а коллектор подключен к выходу элемента и через четверт1.1й резистор - к положительной высоковольтной шине питания, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия введены дополнительный инвертор с открытым коллектором, второй и третий транзисторы типа проводимости, второй и третий транзисторы п-р-п типа проводимости, пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы, причем вход дополнительного инвертора соединен с входом элемента, а его выход - с базой второго транзистора п-р-п типа проводимости и с коллектором второго транзистора р-п-р типа проводимоеим, база которого -подключена к выходу инвертора с открытым коллектором, а эмиттер через пятый резистор соединен с низковольтной шиной пи(Л тания, эмиттер второго транзистора п-р-п типа проводимости соединен с общей шиной, а коллектор - с базой третьего транзистора р-п-р типа проводимости, эмиттер и база которого соответственно через шестой и седьмой резисторы подключены к низковольтной шине питания, а коллектор соединен с базой третьего транзистора- п-р-г типа проводимос1 ти, коллектор которого соединен с ;о базой первого транзистора п-р-п типа проводимости, а эмиттер - с отрицательной высоковольтной шиной питания и через восьмой резистор с его базой.