Преобразователь уровня Советский патент 1989 года по МПК H03K19/08 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для пре- образования логических уровней элементов ТТЛ, п-МОП, р-МОП, , низко-и высокоуровневых элементов ЭСЛ в уровни ЭСЛ элементов БИС.

Целью изобретения является расширение области применения за счет возможности преобразования уровней логических элементов с напряжением питания отрицательной полярности и с низковольтным напряжением положительной полярности.

На чертеже приведена принципиальная схема преобразователя уровня.

Преобразователь уровня содержит первый 1 и второй 2 входы, первый 3

и второй 4 диойы, первый 5 и второй 6 р - п - р-транзисторы, источник 7 тока, первый 8 и второй 9 резисторы, первый 10 и второй 11 п - р - п-тран- зисторы, выход 12, причем входы 1 и 2 устройства соединены соответственно с анодами диодов 3 и 4, катоды которых соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 5 и 6, базы которых соединены с коллектором транзистора 5 и вторым коллектором транзистора 6, а также с вторым выводом источника 7 токЙ, первый вывод которого соединен с шиной источника питания, а также с эмиттером транзистора 10, база которого соединена с его вторым коллектором, первым коллекто

О О

4 СХ)

31499

ром транзистора 6 и вторым выводом разистора 8, первый вывод которого соединен с первым выводом резистора

9,общей йиной и коллектором транзистора 11, база которого соединена

с вторым выводом резистора 9, а также с первым коллектором транзистора 10. Эмиттер транзистора 11 соединен с выходом 12 устройства.

Преобразователь работает следующим образом.

При напряжении на входе 1, превышающем напряжение на входе 2 (с учетом разброса лиjj транзисторов 5 и6 и разброса |lUg напряжений на переходах диодов 3 и 4), транзистор 5 открыт, транзистор 6 закрыт. Транзистор

10,включенный в режиме токового зеркала, задает ток через резистор 9, пропорциональный току через резистор 8. Транзистор 11 повьшает мощность сигнала на резисторе 8 и формирует на выходе 12 напряжение высо1сого уровня.

При Напряжении на входе 2 большем, чем напряжение на входе 1, закрывается транзистор 5 и открьШается транзистор 6. Через первый коллектор транзистора 6, включенного в режиме токового зеркала, протекает ток, пропорциональный току источника 7 тока. Через базу и второй коллектор транзистора 10 протекает суммарный ток резистора 8 и первого коллектора транзистора 6. Поэтому возрастает ток первого коллектора транзистора 10, возрастает падение напряжения на резисторе 9 и уменьшается до низкого уровня напряжение на выходе 12.

Максимальный уровень входных напряжений предлагаемого преобразователя так же, как и известного, ограничен только допуст мым напряжением транзистора 6 и выходного транзистора в составе источника 7 тока. Минимальный уровень входных напряжений Вх MUM которьй способен различать преобразователь Уровня, определяется по формуле

4

U.x,M«H -Un- U63ot,

де и,

и

6э oi

напряг ение источника питания;

напряжение на переход база - эмиттер транзистора 6;

минимальное напряжение на источнике тока, при котором последний

и

20 25

ЗО

35

°

45

50

55

храняет свои свойства

источника тока; и «4 напряжение на открытом

диоде 4.

В наихудшем случае п)и низкой температуре () можно считать, что Uy -Ugj о к и В, напряжение источника питания -Uf,-4,5 В (нижний предел при источнике -5В110%). В этом случае , д,у„ --1,8 В. Таким образом, устройство имеет диапазон входных сигналов от уровней стандартных ЭСЛ элементов до уровней высоковольтных элементов с напряжением питания положительной полярности. При большой разности напряжений между входами 1 и 2 переходы база - эмиттер транзис- торов 5 и 6 защищены от пробоя диодами 3 и 4.

Преобразователь уровня можно применять в двух режимах. В первом на вхоры 1 и 2 подаются парафазные (взаимно инверсные) сигналы, а во втором на один из входов 1 или -2 - опорное напряжение, и преобразователь в зависимости от. подачи сигнала на вход 1 или 2 транслирует без инверсии логического уровня или с инверсией.

Формула изобретения

Преобразователь уровня, содержащий источник тока, два диода, два р - п - р-транзистора, два резистора, один п - р - п-транзистор, базы первого и второго р - п - р-транзисто- ров -соединены с коллектором первого р - п - р-транзистора и через источник тока - с шиной питания, эмиттеры первого и второго р - р-транзисто- ров соответственно через первый и второй диоды соединены с первым и вторым вх одами преобразователя, коллектор п - р - п-транзистора соединен с общей шиной, база - с первым выводом первого резистора, а эмиттер подключен к выходу преобразователя, коллектор второго р - п - р-трйнзистора соединен с первым вьгеодом второго резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности преобразования уровней логических элементов с напряжением питания отрицательной полярности и с низковольтным напряжением положительной полярности, в Hei o введен второй п - р - п-транзистор, дополнительный коллектор второго р - п - р-транзистора соединен с бэБ1499481

ЗОЙ второго р - п - р-транзистора, с шиной питание, а первый коллектор база и второй коллектор второго п - с базой первого п - р - п-транзисто- р - п-транзистора соединены с первым ра, вторые выводы первого и второго выводом второго резистора, эмиттер - резисторов соединены с общей шиной.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для преобразования логических уровней элементов ТТЛ, р-МОП,N -МОП, И²Л, низко - и высокоуровневых элементов ЭСЛ в уровни ЭЛС элементов БИС. Цель изобретения - расширение области применения преобразователя уровня-достигается за счет возможности преобразования уровней логических элементов с напряжением питания отрицательной полярности и низковольтным напряжением положительной полярности. Преобразователь уровня содержит источник тока, два р-N -р-транзистора, два N -р-N -транзистора, два диода и два резистора. Введение второго N -р-N -транзистора позволяет расширить диапазон входных напряжений. Преобразователь уровня может работать в двух режимах. В первом режиме на входы подаются парафазные сигналы, во втором на один из входов подается опорное напряжение, а на другой - входной сигнал. 1 ил.

11 IV

-Un

б

8 }9

iX

//

Ч

12

5