Высоковольтный логический элемент Советский патент 1991 года по МПК H03K19/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, в частности, в устройствах отображения информации, построенных на газоразрядных панелях постоянного тока, в качестве катодных ключей.

Целью изобретения является повышение надежности работы, снижение мощности рассеивания при сохранении удовлетворительного фронта выключения выходного транзистора и обеспечение контролепригодности высоковольтного логического элемента.

На чертеже представлена электрическая схема высоковольтного логического элемента.

Высоковольтный логический элемент содержит четвертый п-р-п-транзистор 1, один эмиттер которого подключен к входу 2, база через девятый резистор 3 - к положительной шине питания, коллектор - к базе ( пятого п-р-п-транзистора 4, коллектор и эмиттер которого подключен к коллектору и базе первого п-р-п-транзистора 5, эмиттер транзистора 5 подключен к общей шине, а коллектор - к базе первого р-п-р-транзи- стора 6, база и эмиттер которого подключены через первый и второй резисторы 7 и 8 к положительной шине питания, первый коллектор подключен к базе второго п-р-п- транзистора 9 и через третий резистор 10 - к его эмиттеру и отрицательной шине питания, коллектор транзистора 9 подключен к базе третьего п-р-п-транзистора 11 и через четвертый резистор 12 - к отрицательной шине питания, база транзистора 11 подключена к коллектору второго р-п-р-транзисто- ра 13, база которого подключена к входу 2, эмиттер подключен к эмиттеру третьего р- п-р-транзистора 14 и через пятый резистор

15 - к положительной шине питания, база транзистора 14 подключена к второму выводу шестого резистора 16 и через первый и третий диоды 17 и 18 - к общей шине, первый вывод резистора 16 подключен к положительной шине питания, коллектор транзистора 14 подключен через стабилитрон 19 к выходу 20 и второму коллектору транзистора 6, коллектор транзистора 14 подключен также через второй диод 21 к базе шестого п-р-п-транзистора 22 и через седьмой резистор 23 - к его эмиттеру и общей шине, а коллектор - к второму эмиттеру транзистора 1, к контрольному выходу 24 и через восьмой резистор 25 - к положительной шине питания.

Высоковольтный логический элемент работает следующим образом.

Пусть на вход 2 подается напряжение UIL 0,4 В низкого уровня, тогда потенциал на базе транзистора 1 не превысит значения U61 UIL + иэбт 1,1 В (при Т 20°С) и транзисторы 4 и 5 будут закрыты, соответственно, транзисторы 6 и 9 также будут закрыты. Транзистор 13 при этом будет открыт, так как на базе транзистора 14 формируется напряжение U614 2Uo 1,4 В. Последний при этом будет закрыт, а коллекторный ток транзистора 13 приводит к открытию транзистора 11 на выходе, при этом формируется уровень напряжения, близкий к напряжению на отрицательной шине питания. Диод 21 при этом находится в закрытом состояний, транзистор 22 также закрыт. На контрольном выходе формируется высокий уровень напряжения, характеризующий открытое состояние транзистора 11.

Предположим, что на вход 2 подается высокий уровень напряжения Uiu 2,0 В, тогда транзистор 13 закрывается. Учитывая, что на контрольном выходе 24 также высокий уровень напряжения, на базе транзистора 1 формируется напряжение Uei - 2,1 В, достаточное для открывания транзисторов 4 и 5. Соответственно, открывается транзистор 6, по двум коллекторам которого текут значительные токи, первый из которых открывает транзистор 9, который активно запирает выходной транзистор 11, второй коллекторный ток формирует малый фронт выключения транзистора 11.

После того, как транзистор 11 закрывается и напряжение на его коллекторе повысится до значения, близкого к уровню общей шины, происходит открывание транзистора 22, формируется напряжение низкого уровня на коллекторе транзистора 22, а соответственно, и на контрольном выходе 24. При этом транзисторы 4-6 закрываются,

коллекторный ток транзистора 6 прекращается (фронт к этому времени уже сформировался), транзистор 9 также закрывается. Низкий уровень напряжения на контрольном выходе 24 поддерживается током коллектора транзистора 14, который через диод 21 задает ток базы транзистора 22.

Таким образом, формирование длительности импульсного запирающего тока не

0 может быть недостаточным для закрывания транзистора 11,так как его длительность прерывается после того, как транзистор f 1 закрывается, о чем дает информацию схема контроля. Кроме того, не происходит излиш5 него потребления тока внутренним резистором, подключенным между выходом 20 и общей шиной, так как фронт формируется током транзистора 6, существующим только в момент формирования фронта.

0 Контрольный выход позволяет осуществлять контроль состояния выходного транзистора, что бывает крайне необходимо при построении системы.

Использование предлагаемого высоко5 вольтного логического элемента в производстве устройств отображения информации позволит осуществлять автоматизированный контроль правильности работы устройств, так как имеется возмож0 ность осуществлять контроль состояния транзистора по контрольному выходу схемы, что значительно увеличит возможности введения самоконтроля и самотестирования системы в целом.

5

Формула изобретения Высоковольтный логический элемент, содержащий семь резисторов, три р-п-р- транзистора, первый п-р-п-транзистор,

0 эмиттер которого соединен с общей шиной, коллектор через первый резистор соединен с положительной шиной питания и подключен к базе первого р-п-р-транзистора, эмиттер которого через второй резистор со5 единен с положительной шиной питания, а коллектор подключен к базе второго п-р-п- транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной питания и через третий резистор с его базой, а коллектор соеди0 нен с базой третьего п-р-п-транзистора, коллектор которого соединен с выходом, а эмиттер - с отрицательной шиной питания и через четвертый резистор соединен с его базой, которая подключена к коллектору

5 второго p-n-p-транзистора, эмиттер которого через пятый резистор соединен с положительной шиной питания, первые выводы шестого и восьмого резисторов соединены с положительной шиной питания, второй вывод шестого резистора соединен с анодом первого диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, снижение мощности рассеивания и повышения контролепригодности, в него введен четвертый n-p-n-транзистор, база которого через девятый резистор соединена с положительной шиной питания, первый эмиттер соединен с входом и базой второго p-n-p-транзистора, а коллектор соединен с базой пятого n-p-n-транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены соответственно с коллектором и базой первого п-р- n-транзистора, второй эмиттер четвертого n-p-n-транзистора присоединены к контрольному выходу: второму выводу восьмого

0

5

резистора и коллектору шестого п-р-п- транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и через седьмой резистор - с его базой и катодом второго диода, анод которого соединен с коллектором третьего p-n-p-транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго р-п-р-транзи- стора, а база подключена к аноду первого диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с общей шиной, второй коллектор первого p-n-p-транзистора соединен с выходом и анодом стабилитрона, катод которого подключен к коллектору третьего р-п-р- транзистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, в частности, в устройствах отображения информации, построенных на газоразрядных панелях постоянного тока, в качестве катодных ключей. Цель изобретения - повышение надежности работы, снижение мощности рассеивания и обеспечение контролепригодности высоковольтного логического элемента Высоковольтный логический элемент содержит шесть п-р-п-транзисто- ров, три p-n-n-транзистора, девять резисторов, три диода и стабилитрон. Введение трех n-p-n-транзисторов, резистора, двух диодов и стабилитрона позволяет повысить надежность работы путем обеспечения требуемой длительности импульса, запирающего выходной транзистор, снизить мощность рассеивания за счет исключения внутреннего резистора и обеспечить контролепригодность за счет возможности осуществления контроля состояния выходного транзистора. 1 ил.