Ключевой элемент Советский патент 1988 года по МПК H03K17/14 

23 iif21

сл

Т

.

-ff 22

I -.zr--I ,U20 LJ

Щн

. 0 25 2k

О)

05

с

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и электросвязи, а также в системах сбора и передачи данных.

Целью изобретения является повышение температурной стабильности ключевого элемента за счет устранения температурного дрейфа элементов ком- пенсации изменения сопротивления ключа, что достигается путем введения компаратора и логических элементов, которые формируют сигналы, управляющие введенными МДП-транзисторами та- КИМ образом, что напряжения, фиксируемые на конденсаторах, подключенных к этим МДП-транзисторам, подаются на управляющие электроды КМДП-клю- чей, обеспечивая тем самым обратную связь и компенсацию температурного изменения сопротивления ключа.

На чертеже приведена принципиальная схема ключевого элемента.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 КМДП-ключи, КМДП-инвертор 3 элемент ЗПЛИ-НЕ 4, элемент 5 задержки с инверсией, элемент ИЛИ-НЕ 6, первый 7 и второй 8 инверторы, эле

14

мент И-НЕ 9, компаратор 10, преобразователь 11 уровня, три резистора 12- 14,три МДП-транзистора 15-17 п-типа МДП-транзистор 18 р-типа, два конденсатора 19 и 20,

Вход и выход первого КМДП-ключа соединены соответственно с входной 21 и выходной 22 шинами устройства. Управляющая шина 23 соединена с первыми входами элементов ЗШТИ-НЕ А и 11ПИ-НЕ 6, а также с входом элемента 5 задержки.

Второй КМДП-ключ 2 совместно с резисторами 12 - 14 образуют мостовую схему, первая диагональ которой включена между шиной 24 питания и общей шиной 25, а вторая - между входами компаратора 10.

Вход КМДП-инвертора 3 соединен с выходом элемента ЗИЛИ-НЕ 4 и с затвором ШД-транзистора п-гипа первого КМДП-ключа I, Выход КМДП-инвертора 3 соединен с затвором МДП-транзистора р-типа первого КМДП-ключа 1. КМДП- инвертор 3 включен между шиной 24 питани и вторым выводом второго конденсатора 20, к которому подключены также сток третьего МДП-транзистора 17 п-типа, сток МДП-транзистора 18 р-типа и затвор МДП-транзистора р-типа второго

.Q j-20

25

-,

я 067682

КМДП-ключа 2. -Второй вывод первого конденсатора 19 подключен к подложкам ЩП-транзистора п-типа КМДП-клю- чей 1 и 2. Первые выводы конденсаторов 19 и 20 соединены с общей шиной 25.

Затвор МДП-транзистора п-типа вто - рого КМДП-ключа 2 соединен с шиной 24 питания, к которой подключены также подложки МДП-транзисторов р-типа КМДП-ключей 1 и 2 и МДП-транзистора 18 р-типа. Исток второго и подложки первого и второго МДП-транзисторов п-типа 15 и 16 соединены с клеммой отрицательного источника 26 питания. Затвор второго МДП-транзистора

16п-типа через преобразователь II уровней соединен с выходом второго инвертора 8,

Ключевой элемент работает следующим образом.

При подаче на управляющую шину 23 сигнала высокого уровня первый КМДП- ключ 1 закрыт и коммутируемый сигнал с входной шины 21 устройства не аро- ходит на выходную шину 22.

При подаче на управляющую шину 23 сигнала низкого уровня через опре- делен1 Е,1й промежуток времени на выходе элемента ЗИЛИ-НЕ 4 формируется сигнал высокого уровня и первый КМДП- ключ 1 открывается.

При этом вначале элемент 5 задержки с инверсией формирует на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 короткий импульс, который открывает первый 15 и третий

17Мда-транзисторы п-типа. Конденсаторы 19 и 20 при этом разряжаются, подготавливая к работе схему компенсации, состоящую из мостовой схемы

на втором КМДП-ключе 2, компаратора 1.0 и МДП-транзисторов 16 и 18. В указанном состоянии при разряженных конденсаторах 19 и 20 мостовая схема балансируется таким образом, что сопротивление второго ключа 2 меньше, чем величина третьего резистора, и на выходе компаратора 10 присутствует высокий уровень сигнала, равный напряжению питания.

При этом второй МДП-транзистор 16 п-типа и МДП-транзистор I8 р-типа открыты и первый 19 и второй 20 конденсаторы заряжаются соответственно от отрицательного и положительного источника питания, подключенных к

вторых

30

35

40

45

50

55

шинам 26 и 24. Напряжения с выводов конденсаторов 19 и 20 подаются соответственно на подложки МДП- транзисторов п-типа и затворы МДП- транзисторов р-типа КМДП-ключей 1 и 2. В результате их сопротивления возрастают до тех пор, пока сопротивление открытого второго КМПД-ключа 2 не сравняется с сопротивлением третьего резистора 1А мостовой схемы. При зтих значениях напряжений на конденсаторах 19 и 20 сопротивление открытого первого КМДП-ключа 1 соответствует своему номинальному значению при нормированной температуре, когда осуществляется баланс мостовой схемы.

В следующий момент времени срабатывает компаратор 10 и на его выходе формируется нулевой сигнал. В результате МДП-транзистор 18 р-типа и второй МДП-транзистор 16 п-типа закрываются, и напряжения на конденсаторах 19 и 20 фиксируются и при коммутации входного аналогового сигнала практически не изменяются.

На выходе второго инвертора 8 при этом формируется сигнал низкого уровня, который подается на один из входов элемента ЗИЛИ-НЕ 4, в результате чего на его выходе формируется сигнал высокого уровня, который открывает первый КМДП-ключ 1, и коммутируемый сигнал с входной шины 21 устройства проходит на выходную шину 22 при постоянном нормированном сопротивлении открытого КМДП-ключа 1.

Таким образом, и.спользуя только дискретные цифровые сигнал ;, величина которых не зависит от температуры осуществляется температурная стабилизация сопротивления в открытом состоянии передающего коммутируемый сигнал первого КМДП-ключа 1.

Формула изобретения

Ключевой элемент, содержащий два КМДП-ключа, КМДП-инвертор и три резистора, которые совместно с вторым КМДП-ключОм образуют мостовую схему, выводы первой диагонали которой подключены соответственно к шине питания и обр1ей шине, каждый КМДП-кпюч состоит из двух параллельно соединенных МДП-транзисторов разного типа проводимости, вход КМДП-инвертора соединен с затвором МДП-транзистора п-типа первого КМДП-ключа, а выход КМДП-инвертора соединен с затвором

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

МДП-транзистора р-типа того же КМДП- ключа, вход и выход которого соединены соответственно с входной и выходной щинами устройства, подложки МДП-транзисторов р-типа КМДП-ключей объединены и подключены к шине питания, с которой соединены также затвор МДП-транзистора п-типа второго КМДП-ключа и один из выводов питания КМДП-инвертора, отличающий- с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности, в ключевой элемент дополнительно введены элемент ЗИЛИ-НЕ, два инвертора, элемент задержки с инверсией, элемент ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, преобразователь уровня, компаратор, три МДП- транзистора п-типа, МДП-транзистор р-типа и два конденсатора, первые выводы которых соединены с общей шиной, к которой подключены также сток первого и исток и подложка : третьего МДП-транзисторов п-типа,второй вывод первого конденсатора соединен с истоком первого и стоком второго МДП-транзисторов п-типа, а также с подложками МДП-транзисторов п-типа КМДП-ключей, второй вывод второго конденсатора соединен со стоками третьего МДП-транзистора п-типа и МДП-транзистора р-типа, а также с затвором МДП-транзистора р-типа второго КМДП-ключа и с вторым выводом питания КМДП-инвертора, исток и подложка 11ДП-транзистора р-типа подключены к шине питания, а подложки первого и второго и исток второго МДП- транзисторов п-типа подключены к клемме отрицательного источника питания, управляющая шина соединена с первыми входами элементов Н)Ш-НЕ и входом элемента задержки с инверсией, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента ЗИЛИ- НЕ, с входом первого инвертора и затворами первого и третьего МДП-транзисторов п-типа, выход первого инвертора соединены с одним из входов элемента И-НЕ, вход которого подключен к выходу компаратора, который включен между шиной питания и общей шиной, а входы которого подключены к выводам второй диагонали мостовой схемы, выход элемента И-НЕ подключен к затвору МДП-транзистора р-типа и входу второго инвертора, выход которого соединен непосредственно

5 ., 14067686

с третьим входом элемента 311iJl-HE, отрицательного источника питания, - а через преобразователь уровня, вклю- с затвором второго МДП-транзистора ченный между шиной питания и клеммой п-типа.

Изобретение относится к электронной коммутации и может быть использовано Н устройствах автоматики и электросвязи. Цель изобретения - повышение температурной стабилизации устройства. Для этого в одно из плеч резистивного моста подключен КМДП- кпюч 2 , аналогичный КМДП-ключу I , коммутирующему аналоговые сигналы. Компараторы 10 вырабатывают логические уровни, соответствующие уровням питания, которые через элемент И-НЕ 9, элемент 3 1ШИ-НЕ подключают МДП-тран-, зисторы 15 и 16, через которые разряжаются конденсаторы 19 и 20. Последние формируют потенциал, стабилизирующий сопротивление- ключевого элемента на уровне 1%. J ил.