Электронный ключ Советский патент 1990 года по МПК H03K17/06 

Изобретение относится к области коммутационной техники и может быть использовано в системах связи, контроля и передачи данных.

Целью изобретения является увели- чение затухания в закрытом состоянии устройства.

Цель достигается путем введения в электронный ключ операционного усили- теля и двух МДП-транзисторов дополнительного типа. Использование операционного усилителя, охваченного 100%-ной обратной связью, питание которого коммутируете-т введенными МДП-транзисторами, позволяет обеспечить очень малое сопротивление шунтирующего параллельного звена Т-образного ключевого элемента и тем самым обеспечить высокую величину за- тухания сигнала в выключенном состоянии устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема электронного ключа при использовании в качестве ключевых тран- зисторов МДП-транзисторов с каналом р-типа.

Устройство содержич первый Т и второй 2 ключевые МДП-транзис тор i, операционный усилитель 3, первый 4 и второй 5 инверторы, МДП-транзисто- ры 6 и 7 соответственно с каналами р- и п-типов.

Стоки первого 1 и второго 2 ключевых МДП-транзисторов подключены соответственно к входной 8 и выходной 9 шинам, а истоки объединены и подключены к выходу и инвертирующему входу операционного усилителя 3.

Шина 10 управления подключена к затвору первого 1 ключевого МДП-тран зистора, к затвору МДП-транзистора 7 с каналом n-типа и к входу первого инвертора 4, выход которого соединен затвором МДП-транзистора 6 с кана- лом р-типа и с входом второго инверIра 5, выход которого подключен к затвору второго ключевого МДП-транзистора 2.

Клеммы питания инверторов 4 и 5 подключены соответственно к первой

IIи второй 12 шинам питания. Первая шина 11 питания через МДП-тоанзистор 6 с каналом р-типа соединена с положительной клеммой 13 питания операционного усилителя 3, отрицательная клемма- 14 питания которого соединена через МДП-транзистор 7 с каналом n-типа. Неинвертирующнй вход опера

5

О 5

0

ционного усилителя 3 подключен, например, через резистор 15 к общей шине 16.

Электронный ключ функционирует следующим образом.

На входную шину 8 относительно общей шины 16 подается коммутируемый, например, высокочастотный сигнал. К выходной шине 9 и к общей шине 16 подключается нагрузка.

Последовательно соединенные ключевые МДП-транзисторы 1 и 2 и операционный усилитель 3 образуют Т-образную структуру ключевого элемента передачи. На первую 11 и вторую 12 шины питания для данного типа ключевых МДП-транзисторов подаются соответственно положительное и отрицательное напряжения.

При подключении шины 10 управления к второй шине 12 питания открывается первый ключевой МДП-транзистор 1, и с некоторой задержкой из-за наличия инверторов 4 и 5 - открывается второй ключевой МДП-транзистор 2. МДП-транзисторы 6 и 7 при этом закрыты, и благодаря этому выход операционного усилителя оказывается отключенным от шин 11 и 12 питания и от общей шины 16. Поэтбму сигнал с входной шины 8 без потерь в параллельном плече проходит на выходную шину 9 устройства и в нагрузку.

В закрытом состоянии электронного ключа шина 10 управления подключается к первой шине 11 питания. При этом ключевые МДП-транзисторы 1 и 2 закрываются, а МДП-транзисторы 6 и 7 открываются. Клеммы 13 и 14 питания операционного усилителя 3 оказываются подключенными к соответствующим шинам 11 и 12 питания. Операционный усилитель 3 охвачен 100%-ной отрицательной обратной связью. Поэтому потенциал выхода операционного усилителя близок KI потенциалу общей шины 16, а выходное дифференциальное сопротивление операционного усилителя относительно общей шины 16 чрезвы- . чайно мало. При значительном коэффициенте усиления операционного усилителя величина этого сопротивления может составлять сотые доли Ома, что значительно меньше, чем сопротивление в открытом состоянии традиционных ключей на МДП-транзисторах, которые используются в ключевых элементах с Г-образчой структурой.

Таким образом, коммутация напряжений питания операционного усилителя обеспечивает его работу в качестве ключевого элемента с получением сверхсуммарного результата, заключающегося в получении очень низкого значения сопротивления параллельного звена ключевого элемента. Раздельное управление затворами ключевых МДП- транзситоров 1 и 2 обеспечивает уменьшение прохождения высокочастотного сигнала с входной шины 8 на выходную шину 9 за счет собственных паразитных емкостей МДП-транзисторов.

Формула изобретения

Электронный ключ, содержащий два ключевых МДП-транзистора ч д: еа инвертора, истоки первого и второго ключевых МДП-транзьсторов объединены, стоки подключены соответственно к входной и выходной шинам, а затворы - к шине управления и выходу второго инвертора, вход которого соеди0

5

0

5

нен с выходом первого инвертора, вход которого подключен к шине управления, клеммы питания инверторов соединены соответственно с первой и второй шинами питания, отличающийся тем, что, с целью увеличения затухания в закрытом состоянии, в него введены операционный усилитель и два МДП-транзистора, из которых МДП-транзистор с каналом р-типа подключен между первой шиной питания и положительной клеммой питания операционного усилителя, а МДП-транзистор с каналом n-типа включен между второй шиной питания и отрицательной клеммой питания операционного усилителя, а затворы тех же МДП-транзисторов подключены соответственно к выходу первого инвертора и к шине управления, выход и инвертирующий вход операционного усилителя объединены и подключены к точке соединения истоков ключевых МДП-транзисторов, а неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к общей шине .

Изобретение относится к области коммутационной техники и может быть использовано в системах связи и передачи информации. Цель изобретения - увеличение затухания в закрытом состоянии электронного ключа (ЭК) - достигается путем введения в ЭК операционного усилителя 3, охваченного 100%-ной отрицательной обратной связью, и МДП-транзисторов 6 и 7 дополняющего типа, которые стробируют питание операционного усилителя во включенном состоянии ЭК. При этом сверхнизкое выходное сопротивление операционного усилителя, работающего в режиме повторителя напряжения и включенного в параллельное звено ЭК, обеспечивает увеличение затухания выходного сигнала в выключенном состоянии ЭК. ЭК содержит также ключевые МДП-транзисторы 1 и 2 и два инвертора 4 и 5, обеспечивающие управление МДП-транзисторами. 1 ил.