Электронный переключатель Советский патент 1992 года по МПК H03K17/687 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано а монолитных многоканальных коммутаторах.

Цель изобретения -увеличение быстродействия, снижение потребляемой мощности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема электронного переключателя.

Переключатель содержит ключевые транзисторы 1. 2. затворы и истоки которых попарно объединены, разрядный элемент. состоящий из последовательно соединенных полевых транзисторов 3, 4 противоположного типа про. Оди.мости, соединенных с транзисторами 5, б, каскад согласования, состоящий из последовательно соединенных транзисторен 7, 8 разного типа проводимости, транзисторов 9, 10,11. 12 и диодов 13, 14, 15, 16, шину 17 питания и шину.18 управления.

Электронный переключатель работает следующим образом.

В выключенном состоянии потенциал управляющего входа относительно общей шины ранен нулю. Ток стока транзистора 10 ограничен на низком уровне падением напряжения на диодах 13, 14. 15. соизмеримым с напряжением отсечки UordO транзистора 10:

UorclO ЗУпр,

где Unp прямоа напряжение на каждом из диодов, примерно равное контактной разности потенциалов.

-.гЛ

Х«

О

ь. ю

ч

Ч)

Вследстг-ие этого практически отсутствует падение ь-алряжениа на транзисторе 9. включенном о рех .име генератора -;окз. Уп- рлвляю .ций переход транзистора 8 оказыпз- ется под незначительным прямы;/ смещением, не оызысгющим протекания через него зп;--огногс токз. но в то же сремя обеспечивающим минимальное сопротивление канала.

Напряжение между затвором и истоком тргнзистора 7 уменьшается практически до нуля, обеспечивая отпирание последнего. В результате потенциал- заборов ключевых транзисторов 1, 2 оказыссзтся близким к потенциалу отрицательной шины источника питания. Транзистор 11 тсзкжо открыт, причем его ток, определяемый параметрами транзисюрз 6, примерна из порядок меньше тока насыщения.

Транзисторы 3, 4 поддерживаются в закрытом состоянии, так как сумма напряжений отсечки последних-(КотсЗ + Uoics) оказывается меньше-падениям напряжения на транзисторе 5. Этого добиваются выбором напряжения отсечки U0ic5 а соответствии с неравенством

UoicS 0,9 I-Еп I - (Uoic3 + U0Tc4),

где множителем 0,9 учитываются потери напряжения на открытых транзисторах 11,7. 8 и диода 16.

Управляющие переходы ключевых транзисторов 1, 2 оказываются под обратным напряжением, близким к I En I , что вполне достаточно для их мздежного запирания. В результате мощность, потребляемая от источника питание в выключенном состоянии, определяется только током насыщения транзистора б.

Включение- электронного переключателя осуществляется путем подачи на управляющую шину положительного потенциала, превышающего напряжение отсечки транзистора 11 и обеспечивающего запирание последнего. Транзистор 10 открывается, причем ток затвора при больших управляющих напряжениях ограничен током насыщения транзистора 12. Ток стока транзистора 10 становится равным току насыщения транзистора 9. падение напряжения на котором, близкое по величине к En, запирает транзисторы 7. 8.

Данный переключатель экономически целесообразно выполнить в Риде интегральной микросхемы, чю повышает его надежность в целом.

Формул а изобретения

Электронный переключатель, содержащий первый ключевой полепой транзистор, сток которого соединен с входной шиной, второй ключевой полевой транзистор, сток

которого соединен с выходной шиной, при этом затворы и истоки ключевых транзисторов попарно объединены, отличаю щи й- с я тем, что, с целью повышения быстродействия, уменьшения потребляемой мощиости, в него введены элемент разряда, состоящий из последовательно соединенных третьего и четвертого полевых транзисторов противоположного типа проводимости, причем сток третьего полевого транзистора объединен с истоками ключевых транзисторов и подключен к затвору четвертого и стоку пятого полевых транзисторов, затвор пятого полевого транзистора соединен с затвором и истоком шестого полевого транзистора и с затворами ключевых транзисторов, которые соединены со стоком четвертого полевого транзистора, а затвор третьего полевого транзистора подключен к истоку пятого и

стоку шестого полевых транзисторов, а также каскад согласования на седьмом, восьмом, девятом, десятом, одиннадцатом и двенадцатом полевых транзисторах, причем истоки седьмого и восьмого полевых

транзисторов разного типа проводимости объединены, з стоки подключены соответственно к затворам ключевых транзисторов и отрицательной шинз источника питания, затвор седьмого полевого транзистора соедимен со стоками восьмого и девятого полевых транзисторов, затворы которых объединены и подключены к источку девятого и стоку десятого полевых транзисторов, при этом исток десятого полевого транзистора через

три последовательно включенных диода соединен с шиной управления и затвором одиннадцатого полесого транзистора, а затвор - с истоком и затвором двенадцатого полевого транзистора, сток которого подключей к общей шине, сток одиннадцатого полевого транзистора через четвертый диод подключен к истокам ключевых транзисторов.

Изобретение относится к импульсной технике и ысмсет использоваться а монолитных многоканальн( коммутаторах. Цель изобретения - поаьпиеннэ быстродействия, снижение потребляемся; мощности, расширение диапазона коммутируемых напряжений. В переключателе путем пр.едения четырех полезих транзисторов, образую .цих разрядный элемент, а также игести полоаых транзисторов и четырех диодов, образующих кзскзд ссглзсованим. обеспсчипэется высокое быстродействме. достигаемое увеличением токл разряда е костей ззтвор-ка- нйл коммутирующих транзисторов 1, 2 путем вподония разрядного элемента на транзисторах 3-6. Снижение потребляе ой мощности осуществляется благодаря ляи- бда-обра мой оольт-гмперной характеристике этого элемента. Максимальное коммутируемое отрицательное напряжение определяется максимйльним напряжением ка затворах коммутиру:о Ц ;х трзнзистсрсз 1, 2, что расширяет диапазон надежно коммутируемых сигналов. 1 ил. I .: