Транзисторно-транзисторный инвертор Советский патент 1991 года по МПК H03K19/88 

А« Ьtj

V ШU

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в интегральных логических микросхе- мах; в цифровых ЭВМ. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и надежности, снижение потребляемой мощности - достигается путем устранения протекания сквозного тока. Устройство содержит п-р-п-транзисторы I,5, 10, 14, р-п-р-транзисторы 8 и I1,двухкаскадный эмиттерный повторитель 2, шину 4 питания, выходную шину 6, общую шину 7, входную шину 15, Введение п-р-п-транзистора 14 обеспечивает при формировании на выходе инвертора напряжения логической единицы и увеличении количества подключаемых к выходу нагрузок надежное запирание р-п-р-транзистора 11, что исключает , появление сквозного тока в выходном каскаде инвертора. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в интегральных логических микросхемах, в цифровых ЭВМ.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности и надежности, снижение потребляемой мощности путем устранения протекания сквозного тока,

На чертеже изображена электрическая схема транзисторно-транзисторного инвертора.

Транзисторно-транзисторный инвертор содержит первый n-p-n-транзистор

I,коллектор которого соединен с входом двухкаскадного эмиттерного повторителя 2 и через первый резистор 3 - с шиной 4 питания, эмиттер подключен

к базе второго п-р-п-транзистора 5, коллектор которого соединен с выходом двухкаскадного эмиттерного повторителя и является выходом 6 инвертора, эмиттер подключен к общей шине 7. База первого р-п-р-транзистора 8 соеди- нена с выходом 6 .инвертора, коллектор заземлен, эмиттер соединен с катодом диода 9, анод которого соединен с базой третьего п-р-п-транзистора 10 и коллектором второго p-n-p-транзистора

I1,эмиттер которого через второй ре- зистор 12 соединен с шиной 4 питания, эмиттер третьего п-р-п транзис- тора 10 соединен с базой второго п-р-п-транзистора 5, а коллектор через третий резистор 13 - с шиной 4 питания. База второго р-п-р-транзистора 1t соединена с коллектором четвертого п-р-п-транзистора 14, база которого является входом 15 инверто- ра, эмиттер соединен с базой первого п-р-п-транзистора 1.

Транзисторно-транзисторный инвертор работает следующим образом.

При подаче на вход 15 инвертора напряжения высокого уровня первый 1, второй 5 и четвертый 14 п-р п-тран- зисторы открыты и находятся в режиме насыщения, На выходе 6 инвертора формируется напряжение логического ну- ля. Так как четвертый п-р-п-транзис- тор 14 открыт и находится в режиме насыщения, то открыт и второй р-п-р- транзистор 11. При определенных,

меньших некоторого уровня, значениях U первьй р-п-р-транзистор 8 шунтирует третий п-р-п-транзистор 10, который оказывается закрытым. Ток потребления определяется формулой

I« .

потр, лличRI

- ии

+ Um. 2UtoЈ - Uu R2

Q

5

0 5 п

0

5

где U Ј3 - напряжение база - эмиттер и.д - напряжение источника питания;

Uk - напряжение между коллектором и эмиттером находящегося в насыщении п-р-п-транзистора j

ик-р - напряжение между коллекто- ром и эмиттером находящегося в насыщении p-n-p-тран- зистор a J

U - напряжение на открытом диоде,

R,l - величина первого резистора , Ея - величина второго резистора; R-i - величина третьего резистора,

При увеличении U , что происходит при увеличении числа подключенных нагрузок, третий п-р-п-транэистор 10 открывается, в базу второго п-р-п- транзистора 5 протекает дополнительный ток и Ugb,x стремится принять прежнее значение. Максимальный ток потребления инвертора при максималь- ном числе подключенных нагрузок оп- ределяется выражением

т& т+ SatlSttlSS

потр.макс Апотр.(

Таким образом, ток потребления зависит от числа подключаемых к выходу нагрузок: чем меньше нагрузок, тем меньше ток потребления.

При подаче на вход инвертора 15 напряжения логического нуля первьй 1, второй 5 и четвертый 14 п-р-п-тран- зисторы закрыты, эмиттерный повторитель 2 открыт и на выходе 6 инвертора формируется напряжение логической единицы. На базе второго р-п-р-транзистора 11 присутствует высокий потенциал, так как четвертый п-р-п- транзистор 14 закрыт, обеспечивающий его закрывание. Поскольку второй р-п-р-транзистор 1t закрыт, отсутствует ток, втекающий в базу третьего п-р-п-транзистора 10, и третий п-р-п- транзистор также закрыт, т.е. цепь, состоящая из второго р-п-р-транзисто- 16

pa 11 и третьего n-p-n-транзистора 10 оказьюается выключенной и не оказывает влияния на работу инвертора. При увеличении выходного тока, т.е. при увеличении количества подключаемых к выходу 6 нагрузок, выходное напряжение снижается. Однако снижение выходного напряжения не приводит к открыванию второго р-п-р-транзистора 11, а также второго 5 и третьего 10 n-p-n-транзисторов, поскольку управление базы второго р-п-р-транзистора 11 осуществляется не с коллектора первого п-р-п-транзистора 1, а с коллектора четвертого п-р-п-транзистора 14. Поскольку невозможно включение второго п-р-п-транзистора 11 в то время, когда на выходе 6 инвертора сформировано напряжение логической единицы, то это исключает протекание сквозного тока по цепи шина 4 питания - эмит- терный повторитель 2 - второй п-р-п- транзистор 5 - общая шина 7. Следовательно, уровень логической единицы не будет падать и нагруженная способность инвертора повышается. Исключение сквозного тока понижает мощность потребления и повышает надежность схемы (так как не происходит выгорание транзисторов, дорожек металлизации, траверс разварки схемы из-за длительного протекания большого сквозного тока).

3726

Формула изобретения

Транзисторно-транзисторный инвертор, содержащий первый п-р-п-транзистор, коллектор которого соединен с входом двухкаскадного эмиттерного повторителя и через первый резистор - с шиной питания, эмиттер подключен к базе второго n-p-n-транзистора, коллектор которого соединен с выходом двухкаскадного эмиттерного повторителя и является выходом инвертора, а эмиттер - с общей шиной, первый p-n-p-транзистор, база которого сое5 динена с выходом инвертора, коллектор - с общей шиной, а эмиттер соединен с катодом диода, анод которого соединен с базой третьего п-р-п-транзистора и коллектором второго р-п-ртранзистора, эмиттер которого через второй резистор соединен с шиной питания, эмиттер третьего п-р-п-тран-1 зистора соединен с базой второго n-p-n-транзистора, а коллектор через

5 третий резистор - с шиной питания, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и надежности, снижения потребляемой мощности путем устранения про0 текания сквозного тока, дополнительно введен четвертый п-р-п-транзистор, база которого является входом инвертора, эмиттер соединен с базой первого n-p-n-транзистора, а коллектор - с базой второго р-п-р-транзистора.