Аналоговый ключ Советский патент 1990 года по МПК H03K17/687 

СП

сд

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве коммутатора переменных напряжений, например, в устройствах телефонии.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся в расширении диапазона коммутируемых напряже- ний, в том числе коммутации малых напряжений,, в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и выходных сопротивлений источника сигнала путем введения в аналоговый ключ дополнитель- ной цепи смещения, состоящей из источника питания, резистора и диода, включенного в прямом направлении, За счет чего при коммутации малых входных напряжений или при низком сопро- тивлении нагрузки обеспечивается открытое состояние соответствующего ключевого МДП транзистора аналогово- го ключа.

I

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого аналогового ключа при использовании МДП-транзисто- ров с п-каналом.

Аналоговый ключ содержит три МДП- транзистора 1-3, два стабилитрона А и 5, два диода 6 и 7, два резистора 8 и 9, а также входные 10 и 11, выходные 12 и 13 управляющие 14 и 15 шины и цепь 16, состоящую из последовательно соединенных источника 17 питания, резистора 18 и диода 19.

Входные шины 10 и 11 соединены в каждой из фаз с катодами соответствующих диодов 6 и 7, анодами стабилиронов 4 и 5, истоками и подложками МДП-транзисторов 1 и 2. Стоки первого 1 и второго 2 МДП-транзисторов подключены к выходным шинам 12 и 13. Катоды стабилитронов 4 и 5 соединены с затворами соответственно первого 1 и второго 2 МДП-транзисторов и соответственно через первый 8 и второ 9 резисторы объединены и подключены к стоку третьего МДП-транзистора 3, исток и подложка которого подключены к общей точке первого 6 и второго 7 диодов и к первой управляющей шине 14, а затвор которого соединен со второй управляющей шиной 15. Цепь 16 включена между общей точкой диодов 6 и 7 и общей точкой резисторов 8 и 9. Причем источник 17 питания и диод 19 включены в направлении отпирания

« 0

5

„

5

5

0

первого 1 или второго 2 МДП-транзисторов .

Аналоговый ключ работает следующим образом.

На входные шины 10 и 12 подается двухполярное напряжение, например на шину 10 поступает положительный потенциал. Первый МДП-транзистор 1 при этом работает как диод, открытый в прямом направлении.

В закрытом состоянии устройства на вторую управляющую шину 15 относительно первой управляющей шины 14 подается напряжение больше, чем пороговое напряжение третьего МДП-транзистора 3, в результате чего он отпирается. Сопротивление-этого МДП-транзистора в открытом состоянии выбирается много меньше, чем величина сопротивления резисторов 8 и 9. Поэтому даже с учетом падения напряжения на диоде 7 величина напряжения затвор - исток второго МДП-транзистора 2 будет мала (меньше порогового напряжения) и транзистор 2 будет заперт. Благодаря диодам 6 и 7 закрытое состояние одного из МДП-транзисторов 1 или 2 обеспечивается при открытом МДП-транзисторе 3 при любой полярности и любой величине коммутируемого напряжения на входных шинах 10 и 11. При этом закрытое состояние соответствующего МДП-транзистора 1 или 2 обеспечивается наименьшим из потенциалов на входных шинах устройства. Резистор 18 ограничивает ток в цепи 16. В открытом состоянии устройства третий МДП-транзистор 3 закрыт, для чего для транзистора с индуцированным каналом управляющие шины 14 и 15 могут быть закорочены.

Если величина коммутируемого напряжения больше, чем напряжение изолированного источника 17 питания цепи 16, то открывается первый стабилитрон 4, а диод 19 цепи 16 закрывается. Потенциал первой входной шины 10 при этом передается резисторы 8 и 9 на затвор второго МДП-транзистора 2 и открывает его. Через нагрузку, подключенную между выходными шинами 12 и 13, при этом протекает ток нагрузки.

Если величина коммутируемого напряжения,меньше, чем напряжение источника 17, стабилитрон 4 закрывается, а диод 19 цепи 16 открывается и отпирающий потенциал источника 17 rv

515

редается на затвор МДЛ-транзистора 2 и открывает его. Таким образом, устройство обеспечивает коммутацию и малых входных сигналов, меньших, чем пороговое напряжение МДП-транзисто- ров, благодаря чему расширяется диапазон коммутируемых напряжений. При этом предлагаемое устройство обеспечивает расширение функциональных воз можностей и с точки зрения величины коммутируемых нагрузок и параметров источников коммутируемых сигналов. Так, например, если, величина сопротивления нагрузка мала или сравнима с величиной сопротивления источника входного сигнала, образуется делител напряжения, в результате чего напряжение на входной шине 10 может быть недостаточно для отпирания МДП-тран- зистора 2 или для обеспечения малого сопротивления этого транзистора. Поэтому величина напряжения источника 17 цепи 16 выбирается таким образом, чтобы обеспечить достаточно полное открывание ключевых МДП-транзисторов 1 и 2 при самом неблагоприятном сочетании величин сопротивлений нагрузки и источника коммутируемого напряже7

ния. Устройство при этом приближается по свойствами к аналоговому ключу тока и может быть использовано для коммутации в цепях с высоким выходным сопротивлением источника сигнала и при низкоомной нагрузке. Такие условия возникают в цепях с переменной нагрузкой, например в устройствах телефонии, где величина сопротивления нагрузки зависит от режима выбора абонента. Стабилитроны k и 5 дополнительно обеспечивают защиту затворов МДП-транзисторов.

Ф о ула изобретения

Аналоговый ключ по авт. св. If Й06767, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введена цепь, состоящая из последовательно соединенных источника пита-, ния, резистора и диода, которая включена параллельно цепи третьего МДП- транзистора, причем источник питания и диод введенной цепи включены в направлении отпирания первого или второго МДП-транзисторов устройства.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве коммутатора переменных напряжений, например, в устройствах телефонии. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей аналогового ключа - достигается путем введения в аналоговый ключ дополнительной цепи 16, состоящей из последовательно включенных источника питания 17, резистора 18 и диода 19. Благодаря наличию источника питания 17 обеспечивается открытое состояние ключевых МДП-транзисторов 1 и 2 при малых напряжениях на входных шинах 10 и 11. В результате расширяется диапазон коммутируемых напряжений и диапазон коммутируемых нагрузок, в том числе низкоомных нагрузок, изменяемых во время работы, и обеспечивается работоспособность аналогового ключа при значительных сопротивлениях источника коммутируемого сигнала, т.е. расширяются его функциональные возможности. Аналоговый ключ содержит также третий МДП-транзистор 3, два стабилитрона 4 и 5, два диода 6 и 7 и два резистора 8 и 9. 1 ил.