Повторитель напряжения на КМДП-транзисторах Советский патент 1991 года по МПК H03F3/50 H03F3/16 

Изобретение относится к микросхемотехнике и может использоваться на емкосг- ную нагрузку в качестве буферной схемы при передаче цифровых сигналов разных уровней.

Цель изобретения - увеличение нагрузочной способности и снижение потребляемой мощности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема повторителя напряжения на КМДП-транзисторах.

Повторитель напряжения на КМДП-транзисторах содержит дифференциальный каскад

Iна двух транзисторах 2, 3, генераторе 4 тока отражателе 5 тока, корректирующий конденсатор 6, выходной каскад 7 на первом 8 и втором 9 транзисторах, источник 10 нэпрчжения смещения, выполненный на третьем транзисторе

IIи токозадяющем элементе 12, инвертирующий каскад 13, выполненный на четвертом 14, пятом 15 транзисторах, управляемый источник 16 напряжения смещения, выполнениы /- на конденсаторе 17 шестом 18 и седьмом 19 транзисторах, входы 20, 21 доя подачи сигналов первого и второго напряжения смещения соответственно, перпая и вторая шины 22, 23 питания

Повторитель напряжения на КМДП-транзисторах работает следующим образом.

При нулевом входном напряжении, когда и выходное напряжение равно 0, и нет тока нагрузки, токозадающий элемент 12 обеспечивает небольшой начальный ток транзистора 11, который отражается в генераторе тока на транзисторе 9, при этом токи транзисторов 2 и 3 дифференциального каскада 1 равны друг другу, а их сумма равна току генератора 4, при этом напряжение на стоке транзистора 14, равное U20 UiBn, открывает транзистор 18 и разряжает конденсатор 17, где Uzo - напряжение, подаваемое на вход 20, при котором U3ni8-U20 UiBn; Ui8n пороговое напряжение транзистора 18; U3nie - напряжение затвор-исток транзистора 18, и зао

СП 0 О -s|

крывает транзистор 19, имеющий большое пороговое напряжение, определяемое напряжением, подаваемым на вход 21.8 этом режиме потребляемая мощность схемы минимальна, схема имеет высокую надежность при замыкании выхода на общую шину При подаче на вход повторителя цифрового сигнала заданной амплитуды потенциал на входе повторителя становится больше, чем на выходе, и потенциал стока транзистора 2 умень- шается, так как ток транзистора 2 постоянен. Это приводит к уменьшению напряжения затвор-исток транзистора 8, его ток падает, а потенциал стока растет до тех пор, пока обратная связь не уравняет потенциалы на входе и выходе. При этом включается ускоряющее воздействие следующим образом: напряжением с выхода аналогового инвертирующего каскада 13 закрывается транзистор 18 и открывается транзистор 19, сопротивление которого определяется амплитудой входного сигнала (чем больше амплитуда, тем ниже его сопротивление), в этот момент конденсатор 17 разряжен и через транзистор 11 протекает большой ток, кото- рый, отражаясь в генераторе тока на транзисторе 9, обеспечивает большой ток емкостно нагрузки, т.е. повторитель напряжения имеет высокую в этот момент скорость нарастания, далее по мере заряда конденсатора 17 гок через транзистор 11 уменьшается по экспоненте, ток заряда емкости нагрузки также уменьшается по экспоненте, чем больше амплитуда входного сигнала, тем больше начальные токи транзисторов 11 и 9, при передаче фронта цифрового сигнала повторитель имеет повышенную скорость нарастания и потребляемую мощность, высокую нагрузочную способность, далее при передаче повторителем уровня заданной амплитуды конденса- тор 17 заряжен и токи транзистора 11, генератора тока на транзисторе 9 минимальны, при этом повторитель имеет низкую мощность потребления и высокую надежность, что достигается путем устранения большого тока короткого замыкания выхода на общую шину. Когда при формировании отрицательного фронта входного сигнала напряжение на входе станет нулевым, транзистор 19 закрывается, а транзистор 18 от- крывается и разряжает конденсатор 17.

Таким образом, КМДП-повторитель имеет высокую нагрузочную способность на емкостную нагрузку при передаче цифровых сигналов разных уровней (TTL, КМОП 5В и др,), обеспечивая при этом низкую мощность потребления и высокую надежность путем

устранения большого тока короткого замыкания выхода на общую шину

Формула изобретения Повторител напряжения на КМДП-трэн- зисторзх, содержащий Д1, ференциально й каскад на дчух транзисторах с генератором тока и несимметричной i-ы рузкой выполненной в виде отражателя гзка при этом инвертирующий вход дифференциально: о каскада является входом повторителя напряжения, выходной каскад, выполненный на первом и втором транзисторах, имеющих разную структуру, стоки которых соединены и подключены к неинвер- тируюшему входу дифференциального каскада, а через корректирующий конденсатор - к выходу отражателя тока и затвору первого транзистора а также источник напряжения смещения выполненный на третьем транзисторе и токозадающем элементе причем яа.пор и сток .и транзистора соединены с первым , гокоэадокы о элемента являются выходом irrcMHuK. напряжения смешения и п дглю . ib к зятору ьторо О транзистора стоки зтс.юго и v Tb°c O транзисторов, а также ВЬ.ЕОД .игания генератора тока дифференциального каскад ч r, v) л. . первой шине писания, а ч в .орьй им не питания подключены истО ф-нз/стора и вывел гн глния en pi мтеля тока о i л и ч з ю- ЩИЙСЯГРМ. ко ( Ц мью нагрузочной способности -. с.п.жения гогребляемой мощностм, а не о . лньершруь/щий каскад к управляешь 1 к. о S-IWK аягрчженил смещения при это.и инвертирующий каскад выпол.-r,ri на чегвертг- и мято, транзисторах, име -лцг-х расьук: с .рук гуру, истоки которых соединены со-тгот венно с второй и г;ервой шинами источника питания, стоки соединены с затвором пятого трзнзистооа и являются выходом инвертирующего када, входом которого является затвор .того транзистора, который соединеа с им тирующим входом дифф -;,.чциольног /,аг.зда, управляющий источник напряжения смещения выполнен на конденсаторе, шестом и седьмом транзисторах, имеющих разную структуру, затворы которых соединены с выходом инвертирующего кзскада, стоки соединены и через конденсатор подключены к истоку шестого транзистора, второму выводу токоза- дающего элемента и являются входом для подачи сигнала первого напряжения смещения, подложка седьмого транзистора является входом для подачп сигнала второго напряжения смещения, а исток соединен с затвором второго транзистора.

т Т

Изобретение относится к микросхемотехнике. Цель изобретения -увеличение нагрузочной способности и снижение потребляемой мощности. Повторитель напряжения на КМДП-тран- зисторах содержит дифференциальный каскад 1, выполненный на транзисторах 2 и 3, генераторе 4 тока и отражателе 5 тока. Выходной каскад 7 выполнен на транзисторах 8 и 9. Источник 10 напряжения смещения вы- попнен на трпчзис.оре 11 и токозадающем элемент 12 Инвертирующий каскад 13 выполнен на транзисторах 14 и 15. Управляемый источник 16 напряжения смещения выполнен на транзисторах 18 и 19 и конденсаторе 17 Кроме того, повторитель содержит корректирующий конденсатор 6 и шины 22 и 23 пи ания Данный повторитель имеет высокую нагоузоччую способность на емкостную нагрузку при передача цифровых сигналов разных уровнем, обеспечивая при этом низкую мощность потребления и высокую надежность путем устранения большого тока короткого замыкания выхода на общую шину. 1 ил сл С

23

Г,