Преобразователь уровней сигналов на МДП-транзисторах Советский патент 1990 года по МПК H03K19/00 H03K19/94 

JL

Изобретение относится к импульсной Технике и может быть использовано в цифровых импульсных схемах на МДП- транзисторах в качестве преобразова- геля уровня напряжения сигнала, например, при сокращении ТТЛ- и КМДП-ло гических элементов.

Целью изобретения является повыше ние надежности работы устройства за рчет введения двух транзисторов одного типа проводимости и двух дополняющих транзисторов.

Благодаря использованию цепочек Транзисторов, обладающих различной проводимостью, и осуществлению переключения проводящих цепей с задержкой Относительно изменения потенциалов фыходных узлов устройства достигавг- я завершенность регенеративного Процесса переключения устройства с формированием высокого значения выходного напряжения КМДП-уровня в проком диапазоне входных напряжений и при значительном допустимом разбро- Се технологических параметров МДП- Транзисторов.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя уровней Ыгналов на МДП-транзисторах.

Преобразователь уровней сигналов содержит восемь транзисторов 1-8 и четыре дополняющих транзистора 9-12. Истоки дополняющих транзисторов 9-12 Подключены к общей шине 13. Истоки первого 1, второго 2, седьмого 7 и восьмого 8 транзисторов подключены к шине 14 питания. Затворы первого 9 и второго Ю дополняющих транзисто ров подключены к входным шинам 15 и 16.

Пятый 5 и седьмой 7, а также шестой 6 и восьмой 8 транзисторы соединены последовательно и совместно с первым 9 и вторым 10 дополняющими транзисторами и образуют схему КМДП- триггера, причем затворы последовательно соединенных транзисторов подключены соответственно к противопо- ложным узлам 17 и 18 указанного триггера.

Третьи 3 и 11 и четвертые А и 12 транзисторы попарно включены по схеме КМДП-инверторов, входы котооых подключены к соответствующим узлам 17 и 18 триггера, а узлы 19 и 20 соединены перекрестно с затворами соответственно второго 2 и первого

0

5 0

Q

5 0

5 0

5

1транзисторов. Клеммы 21 и 22 питания указанных КМДП-инверторов соединены со стоками первого 1 и второго

2транзисторов соответственно, а также с точками соединения пятого 5 и седьмого 7, шестого 6 и восьмого 8 транзисторов соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.

На шину 14 питания относительно общей шины 13 подается положительное напряжение КМДП-уровня, например 9В. На входные шины 15 и 16 в противофа- зе подаются сигналы, которые требуется преобразовать по величине напряжения верхнего уровня, например сигналы от ТТЛ-логической схемы, т.е. соответственно величиной 2,4 и 0,4 В, также относительно общей шины 13. Выходные сигналы снимаются с узлов 17 и 18 триггера, или в дополнительном коде с выходов 19 и 20 КМДП-инверторов.

В исходном состоянии узлы 17 и 20 имеют высокий потенциал, а узлы 18 и 19 - низкий. Соответственно открыты пятый 5, седьмой 7, а также второй 2 и четвертый 4 транзисторы.

Входного напряжения, подаваемого на входную шину 15, достаточно для отпускания первого 9 дополняющего транзистора. Второй 10 дополняющий транзистор при этом надежно заперт. Потенциал узла 17 начинает уменьшаться, что ведет в дальнейшем к отпиранию третьего 3, шестого 6 и восьмого 8 транзисторов. Поскольку второй 2 транзистор на этом этапе хорошо открыт, отпирание шестого 6 транзистора к повышению потенциала узла 18. Далее четвертый 4 транзистор закрывается, а четвертый дополняющий 12 транзистор отпирается. Также происходит изменение состояния проводимости третьих транзисторов 3 и 11, и как следствие - закрывание второго транзистора 2 и отпирание первого 1 транзистора. Таким образом осуществляется регенеративный процесс переключения транзисторов и изменения потенциалов узлов схемы устройства.

При этом обеспечивается надежность переключения в широком диапазоне напряжений входных сигналов и при значительных допусках на технологический разброс параметров МЦП-транзис- торов. Так проводимость седьмого 7

и восьмого 8 транзисторов выбирается минимальной, исходя только из условия компенсации токов утечек узлов триггера. Поэтому токи через эти транзисторы не оказывают противодействующего влияния на разряд узла 17 до низкого потенциала. В целях сохранения высокой скорости переключения формирование высокого уровня напряжения в узле 18 происходит током через транзисторы 2 и 6 (или 1 и 7 для узла 17), имеющий большую проводимость. Задержка переключения второго 2 или первого 1 транзисторов, осуществляемая благодаря наличию инверторов на третьих 3, 11 или четвертых , 12 транзисторах, обеспечивает завершенность регенеративного процесса переключения и формирование в узле 18 высокого напряжения, близкого к напряжению на шине И питания Реакция транзисторов 1 и 2 происходит позже, чем изменяются потенциалы в узлах 17 и 18 и блокировки процесса переключения не происходит.

Технологический разброс параметров МДП-транзисторов или изменение таких параметров во времени не ведет к нарушению функционирования устройства. По сравнению с известным устройством предлагаемый преобразователь требует меньших аппаратурных затрат, что ведет к повышению надежнсти.

Формула изобретения

1

Преобразователь уровней сигналов на МДП-транзисторах, содержащий первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой транзисторы, а также

.

10

15

У

первый и второй дополняющие транзисторы, истоки которых подключены к общей шине, а затворы - к входным шинам, сток первого дополняющего транзистора соединен со стоком пятого и затворами третьего и шестого транзисторов, а сток второго дополняющего транзистора соединен со стоком шестого и затворами четвертого и пятого транзисторов, первый и третий, второй и четвертый транзисторы включены попарно последовательно, а истоки первого и второго транзисторов подключены к шине питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены седьмой и восьмой транзисторы, истоки котооых подключены к шине питания, и третий и четвертый дополняющие транзисторы, истоки которых подключены к общей шине, сток седьмого транзистора соединен с истоком пятого транзистора и с точкой соединения первого и третьего транзисторов, сток восьмого транзистора соединен с истоком шестого транзистора и с точкой соединения второго и четвертого транзисторов, затвор седьмого транзистора соединен с затворами пятого и четвертого дополняющего транзисторов, а затвор восьмого - с затворами шестого и третьего дополняющего транзисторов, свободный вывод третьего транзистора подключен к стоку третьего дополняющего транзистора и к затвору второго транзистора, а свободный вывод четвертого транзистора подключен к стоку четвертого дополняющего транзистора и к затвору первого транзистора.

25

30

35

40

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых интегральных схемах в качестве преобразователя уровня напряжения при сопряжении элементов, например, ТТЛ-и КМДП-логики. Цель изобретения - повышение надежности в работе преобразователя уровней сигналов при расширении диапазона входных воздействий и разброса параметров компонентов. Для этого в преобразователь уровней сигналов, содержащий транзисторы 1-6 и дополняющие транзисторы 9, 10, дополнительно введены транзисторы 7, 8, 11, 12. Повышение надежности благодаря завершенности регенеративного процесса переключения достигается путем использования цепочек транзисторов 1, 5 и 7, 5 (а также 2, 6 и 8, 6) с различной проводимостью, причем переключение транзисторов 1 и 2 происходит с задержкой относительно изменения потенциалов на выходных клеммах преобразователя. 1 ил.