Преобразователь уровней напряжения Советский патент 1987 года по МПК H03K19/92 

1

Изобретение относится к импульсой технике и может быть использовао в цифровых устройствах,

Цель изобретения - упрощение пребразователя уровней напряжения.

На чертеже показана схема преобазователя уровней напряжения.

1115еобразователь содержит двухтактый инвертор I на двух транзисторах, нагрузочном р-канальном 2 и переключающем п-канальном 3, включенный межу первой шиной 4 питания и общей шиной 5 и двухтактный повторитель 6, включенный между первой шиной 4 питания и входной шиной 7, на двух транзисторах, нагрузочном р-канальном 8 и переключающем п-канальном 9., затвор которого подключен к второй шине 10 питания, к входн ой шине 7 подключен затвор переключающего транзистора 3 двухтактного инвертора, шину 11 прямого выхода, к которой подключены стоки транзисторов 8 и 9 повторителя и затвор нагрузочного транзистора 2 двухтактного инвертора, и шину 12 инверсного выхода, к которой подключены стоки транзисторов 2 и 3 двухтактного инвертора и затвор нагрузочного транзистора 8 двухтактного повторителя, первый 13 и второй 14 форсирующие р-канальные тран- зисторы, сток второго 14 из них соединен с прямым выходом 11, затвор второго форсирующего транзистора 14 соединен с инверсным выходом 13, исток - со стоком первого форсирующего транзистора 14, затвор которого соединен с выходом инвертора 15, а исток - с первой шиной 4 питания. Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии на входной шине 7 напряжение соответствует логи- ческому О. Тогда транзисторы 9,2 и 13 открыты, а транзисторы 3,8 и 14. закрыты. При этом на прямом выходе 11 поддерживается уровень логического О, а на инверсном выходе 12 - логической I.

При изменении напряжения на входной шине 7 с логического О на логическую 1.переключающий транзистор 3 открывается. Напряжени е на инверсном выходе уменьшается с уровня напряжения шины 4 до уровня логического О. Последнее возможно благодаря тому, что крутизна транзистора 3 выбирается достаточно большой по

10

15

58088

сравнению с крутизной транзистора 2. Уменьшение напряжения на инверсном выходе приводит к отпиранию транзисторов 8 и 14, благодаря чему напряжение на прямом выходе повьш1ается до уровня напряжения шины 4, а транзистор 9 запирается по истоку. После переключения инвертора 15 на затворе форсирующего транзистора 13 устанавливается высокий уровень напряжения и этот транзистор запирается. Таким образом, после переключения преобразователя цепь из форсирующих транзисторов оказывается разомкнутой, что позволяет обеспечить последующее переключение преобразователя при подаче уровня логического О на входную-шину 7. Уровень напряжения на прямом выходе 11 подерживается с помощью открытого транзистора 8.

При изменении напряжения на входной шине с логической I на логический О переключающий транзистор 3 25 закрывается, а транзистор 9 открывается. Напряжение на прямом выходе уменьшается с уровня напряжения шины 4 до уровня логического О. Последнее возможно благодаря тому, что крутизна транзи стора 9 выбирается значительно большей по сравнению с крутизной транзистора 8. Уменьшение напряжения на прямым выходе 11 приводит к отпиранию транзистора 2, благодаря чему напряжение на инверсном выходе 12 повышается до уровня напряжения на инверсном выходе 12 повышается до уровня напряжения на шине 4.

20

30

35

Ширину канала нагрузочного транзистора 2 двухтактного инвертора можно выбирать значительно большей по сравнению с шириной канала нагрузочного транзистора 8 двухтактного повторителя. При подаче на вход 7 логической 1 напряжение на прямом выходе 11 (а значит и на затворе нагрузочного транзистора 2) может за счет только гальванической связи с входом 7 через открытый транзистор 8 повышаеться до уровня

U)7i -UnOfn

-напряжение на шине 10;

-пороговое напряжение и коэффициент влияния подложки п-канального тран зистора соответственно.

где

Е

и.п2

ЛОРП

В то же время формирование логического О на прямом выходе 1I осуществляется при полностью открытом по затвору нагрузочном транзисторе 8, напряжение на затворе которого равно логическому О,

Поэтому при одинаковой проводимости нагрузочных транзисторов в режимах формирования логических О на выходах устройства отношение ширины канала нагрузочного транзистора 2 к ширине канала нагрузочного транзистора 8 можно выбирать равной, величине

и поРР N IUMIII -U

-и

К(

и.,

.-Е

поРП

и -и

ЙП1 -. П

I + n где и„п - напряжение на шине 4, которая при типовых значениях 5В; и„„, Ц,„ , 0,5-0,8 равна 2,2-3,0.

В результате в режимах формирования логических 1 на выходах преобразователя проводимость нагрузочного транзистора 2 двухтактного инвертора оказывается в ,2-3,0 раза выше по сравнениюi с проводимостью нагрузочного транзистора 8 двухтактного повторителя, т,е, процесс формирования логической I на инверсном выходе 12 оказывается достаточно быстрым и без применения форсирующих транзисторов.

Редактор Л. Гратилло Заказ 6008/56

Составитель А. Цехановский Техред М.Дицьк

Корректоре

Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Нроектная, 4

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Преобразователь уровней напряжения, содержащий двухтактный инвертор на двух транзисторах, нагрузочном р-канальном и переключающем п- канальном, включенный между первой шиной питания и общей шиной и двух- тактньй повторитель, включенный между первой шиной питания и входной шиной, на двух транзисторах, нагрузочном р-канальном и переключающим п-канальном, затвор которого подключен к второй шине питания, к входной Ъине подключен затвор переключающего транзистора двухтактного инвертора,, шину прямого выхода, к которой подключены стоки транзисторов повторителя и затвор нагрузочного транзистора двухтактного инвертора, и шину инверсного выхода, к которой подключены стоки транзисторов двухтактного инвертора и затвор нагрузочного транзистора повторителя, первой и второй форсирующие р-канальные транзисторы, сток второго из них соединен с прямым выходом, инвертор, вход которого соединен с инверсным выходом, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя уровней, затвор второго форсирующего транзистора соединен с инверсным выходом, исток - со стоком первого форсирующего транзистора, затвор которого соединен с выходом инвертора, а исток- с первой шиной питания.

Корректоре. Черни

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в цифровых устройствах. Целью изобретения является упрощение преобразования уровней напряжения, что достигается новой схемной реализацией функциональных связей предложенного преобразователя уровней напряжения. На чертеже показаны двухтактный инвертор 1, вьтолненный на нагрузочном р-канальном транзисторе 2 и переключающем п-канальном транзисторе 3, шины: питания 4 и 10, общая 5, входная 7, прямого входа 11, инверсного выхода 12, двухтактовый повторитель 6,- выполненньй на нагрузочном р-канальном транзисторе 8 и пер еклю- чающем п-канальном транзисторе 9; форсирующие первый 13 и второй 14 р-канальные транзисторы, выход 15 инвертора 1. В режимах формирования логической 1 на выходах преобразователя проводимость нагрузочного транзистора 2 оказывается в 2,2-3,0 раза выше по сравнению с проводимостью нагрузочного транзистора 8, При этом процесс формирования I на вьшоде 12 оказывается достаточно быстрым без применения форсирующих транзисторов. 1 ил. с (Q (Л САЭ СЛ 00 00 00