Усилитель-формирователь на МОП-транзисторах Советский патент 1986 года по МПК H03K19/94 

Изобретение относится к усилителя формирователям импульсных сигналов на емкостной нагрузке и может быть- применено в устройствах цифровой техники на МОП-транзисторах.

Цель изобретения - увеличение , быстродействия усилителя-формирователя за счет увеличения крутизны и амплитуды отпирающего сигнала, действующего на выходной каскад,

На чертеже приведена схема устройства.

Усилитель-формирователь содержит выходной каскад на транзисторах 1 и 2, первый каскад на транзисторах 3, 4 и 5, второй каскад на транзисторах 6 и 7, третий каскад на транзисторах 8 и 9, четвертый каскад на транзисторах 10, 11 и 12, пятый каскад на транзисторах 13 и 14, у кото- рых затворы транзисторов 1, 3, 6, 9,

10и 13 соединены с входной шиной 15 затвор транзистора 2 соединен с выходом первого каскада - истоком транзистора 4, затворы транзисторов 4, 7,

11и 14 соединены с выходом четвертого каскада - истоком транзисто ра 11, затвор транзистора 8 с выходом выходного каскада - истоком транзистора 2, затворы транзисторов

5и 12 с выходом третьего каскада - истоком транзистора 9, первый смещающий конденсатор 16, вьшолненный на транзисторе, включенный между стоком транзистора 4 и выходом второго кас када - истоком транзистора 7, первьш

17 и второй 18 транзисторы, включенные параллельно по току транзисторам

6и 13 соответственно, затворы транзисторов i7 и 18 соединены с истоком транзистора 9, и второй смещающий . конденсатор 19, включенный между стоком транзистора 11 и выходом пятого каскада - истоком транзистора 14,

а также выходную шину 20 и шины 21 и 22 питания.

Усилитель-формирователь работает следующим образом.

В исходном состоянии на входной шине 15 присутствует высокое напря- жение. Транзисторы 1, 9, 3, 6, 10 и 13 открыты. Одновременно высоким потенциалом истока транзистора 9 открыты транзисторы 5, 12, 17 и 18, на выходной шине 20 присутствует низкий потенциал. Транзисторы 2, 8, 4, 7 и 14 закрыты низкими потенциалами на их затворах. Конденсаторы 16 и 19

заряжены до напряжения питания по цепям 21-5-16-17-22 и 21-12-19-13-22

В момент поступления на входную шину 15 низкого потенциала транзистор 10 запирается, на его стоке наг растает потенциал, отпирающий транзисторы 4, 7 и 14. Одновременно, входной сигнал запирает транзисторы 1, 3, 6, 13 и 9. Затвор транзистора 2 выходного каскада оказывается через открытые транзисторы 4 и 5 подключенным к высокому потенциалу, и на выходной шине 20 потенциал начинает нарастать. В определенный момент напряжение на выходной шине 20 оказывается достаточным для отпирания транзистора 8, низкий потенциал стока которого после его отпирания запирает транзисторы 5, 12, 17 и 18. В этот момент включаются в работу смещающие конденсаторы. Правая обкладка конденсатора 19 через открытый транзистор 14 оказывается подключенной к шине 21 питания, а поскольку транзисторы 10 и 12 к этому времени заперты, потенциал его левой обкладки оказывается выше напряжения питания. Это бутстрапное напряжение, воздействуя на затвор транзистора 4, ускоряет его отпирание. Одновременно на сток транзистора 4 также воздействует бутстрапное напряжение левой обкладки конденсатора 16, правая обкладка которого чере открытый транзистор 7 оказывается подключенной к шине 21 питания. Это напряжение через отпирающийся транзистор 4 воздействует на затвор транзистора 2, ускоряя его отпирание. В результате скорость заряда емкости нагрузки возрастает, способствуя уменьшению дпительности фронта выходного импульса и повьш1ению быстродействия устройства.

После окончания процесса переключения устройства на выходной шине 20 устанавливается высокий потенциал.

За счет того, что в данном усилителе-формирователе не только вьпсод- ной каскад, но и управляющий им первый каскад отпираются напряжением, превьш1ающим питающее (бутстрапным), скорость переключения устройства в целом возрастает. Кроме того, блокировка транзисторов 6 и 13 транзисторами 17 и 18 предотврапшет во врем распространения сигнала от входной щины до выходной частичный разряд

смещающих конденсаторов, за счет чего увеличивается размах бутстрапных напряжений и, в конечном итоге, дополнительно повышается быстродействие устройства.

С приходом на входную шину высокого потенциала транзисторы 1, 6, 10 и 13 отпираются и устройство переходит в исходное состояние.

По сравнению с базовым объектом изобретение позволяет в три раза повысить скорость переключения, т.е быстродействие схемы.

Формула изобретени

Усилитель-формирователь на МОП- транзисторах, содержащий .включенные между шинами питания выходной каска на двух соединенных последовательно по току транзисторах, первый каскад на трех соединенных последовательно по току транзисторах, второй и третий каскады на двух соединенных последовательно по току транзисторах, у которых затворы первых транзи с- торов выходного, первого и второго каскадов соединены с входной шиной, затвор первого транзистора третьего каскада соединен с выходом выходног каскада, затвор второго транзистора выходного каскада соединен с истоРедактор М.Петрова

Составитель С.Агеев Техред В.Кадар

Коррек Подпи

1620/59Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

21740

ком второго транзистора первого каскада, сток которого через первый смещающий конденсатор соединен с выходом второго каскада, первый и второй

5 транзисторы и второй смещающий конденсатор, о тличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены включенные между шинами питания четвертый каскад

10 на трех соединенных последовательно по току транзисторах и пятый каскад на двух соединенных последовательно по току транзисторах, у которых затворы первых транзисторов соединены с

15 входной шиной, затворы вторых - с истоком второго транзистора четвертого каскада, сток которого через второй смещающий конденсатор соединен с выходом пятого каскада, причем затворы третьих транзисторов первого и четвертого каскадов соединены с выходом третьего каскада, затвор второго транзистора которого соединен с входной шиной, выход третьего каскада соединен с затворами первого и второго транзисторов, соединенных параллельно по току первым транзисторам соответственно второго и пятого каскадов, а затворы вторых

30 транзисторов первого и второго каскадов соединены с выходом четвертого каскада.

20

25

Корректор;А.Зимокосов Подписное

Изобретение может быть использовано в устройствах цифровой техники на МОП-транзисторах. Цель изобретения - увеличение быстродействия,, усилителя-формирователя. Устройство содержит выходной каскад на транзисторах 1,2, первый каскад на транзисторах 3, 4 и 5, второй каскад на транзисторах 6, 7, третий каскад на транзисторах 8, 9, четвертый кас- кад на транзисторах 10, 11 и 12, пятый каскад на транзисторах 13, 14, транзисторы 17 и 18, входную 15, выходную 20 шины, смещающие, конденсаторы 16 и 19 и шины 21 и 22 питания. Введение между шинами питания четвертого и пятого каскадов и соединение их с элементами устройства позволило увеличить крутизну и амплитуду отпирающего сигнала, действующего на выходной каскад. 1 ил. S 02; Ю Ю 4