Устройство преобразования уровней логических сигналов на КМОП-транзисторах Советский патент 1992 года по МПК H03K19/175 

Ы

сл,

00

ел со

Устройство относится к импульсной технике и может быть использовано для преобразования ТТЛ-уровней в КМОП-уровни логических сигналов,

В КОМП ИС работающих совместно с ТТЛ-схемами возникают задачи согласования выходного напряжения ТТЛ уровней (минимальный высокий уровень + 2,4 В и максимальный низкий уровень + 0,4 В) с КМОП логическими сигналами, где уровень логической единицы совпадает с уровнем питания. Если при этом уровень питания КМОП-схемы превышает 2,4 В на величину порогов МОП-транзисторов, то в КМОП-схе- ме возникают статические токи, приводящие к неоправданным потерям мощности. Согласующие устройства на КМОП-транзи- сторах получили широкое распространение. Однако в указанных схемах - аналогах статические токи полностью не устраняются.

В качестве прототипа выбрана схема, содержащая инвертор, два п-канальных транзистора, двунаправленный управляемый ключ и Д-триггер,

Недостатком указанной схемы, как и в названных выше аналогах является наличие статических токов.

Цель изобретения - снижение потребляемой мощности за счет исключения статических токов./

Поставленная цель достигается тем, что устройство преобразования уровней логических сигналов на КМОП-транзисторах, со- держащее инвертор, п-канальный транзистор, типы входного и выходного сигналов, типы источника питания, причем затвор n-канального транзистора соединен с шиной входного сигнала, исток с общей шиной, сток со входом инвертора, выход инвертора с шиной выходного сигнала, дополнительно содержит р-канальный транзистор и конденсатор, причем сток р- канального транзистора соединен со стоком n-канального транзистора, исток соединен с шиной источника питания, затвор с шиной выходного сигнала, а конденсатор включен между шинами входного и выходного сигналов.

Дополнительные транзисторы и конденсаторы, а также связи между ними и транзисторами ограничительной части, описанные выше, не встречаются в известных авторам схемах аналогичного назначения, но в то же время в совокупности они обеспечивают выполнение функций известных устройств преобразования уровней логических сигналов с меньшим потреблением мощности (за счет исключения статических токов).

Таким образом перечисленные признаки являются новыми и существенными,

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства преобразования уровней логических сигналов на КМОП-транзисторэх.

Схема содержит n-канальный транзистор 2, вход которого соединен с шиной входного сигнала 5, исток с общей шиной 8,

0 сток со входом инвертора 1, выход инвертора 1 соединен с шиной выходного сигнала 6, р-канальный транзистор, сток со стоком n-канального транзистора 2, затвор с шиной выходного сигнала 6, конденсатор 4, вклю5 ченный между шинами входного и выходного сигналов.

Устройство работает следующим образом.

В начальном состоянии на входной ши0 не 5 действует сигнал высокого уровня, при этом n-канальный транзистор 2 открыт, на входе инвертора 1 действует потенциал общей шины, на выходе инвертора потенциал источника питания Епит, при этом р-каналь5 ный транзистор 3 закрыт.

Таким образом статический ток отсутствует. На входную шину 5 подают сигнал низкого уровня, n-канальный транзистор 2 закрывается, перепад напряжения через

0 конденсатор 4 передается на шину выходного сигнала 6, потенциал которой становится близок к уровню Епит - 2,5 В, в результате чего р-канальный транзистор 3 открывается, на вход инвертора 1 поступает

5 потенциал источника питания, п-канальный транзистор инвертора открывается, на выходе 6 инвертора 1 потенциал понижается, еще больше открывая транзистор 3, таким образом на шине выходного сигнала 6 уста0 навливается потенциал общей шины.

Статический ток полностью отсутствует, таким образом, устройство потребляет ток лишь в момент переключения входного сигнала.

5 Формула изобретения

Устройство преобразования уровней логических сигналов на КМОП-транзисторах. содержащее инвертор, п-канальный транзистор, шины входного и выходного

0 сигналов, шины источника питания, затвор n-канального транзистора соединен с шиной входного сигнала, исток - с общей шиной, сток - с входом инвертора, выхсд инвертора соединен с шиной выходного

5 сигнала, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в него введены р-канальный транзистор и конденсатор, причем сток р-канального транзистора соединен со стоком п-каналь- ного транзистора, исток соединен с шиной

источника питания, затвор соединен с ши- включен меж/и- тинами входного и выходной выходного сигнала, а конденсатор ного сигналов

Применение: устройство относится к импульсной технике и может быть использовано для преобразования ТТЛ-уровней в КМОП-уровни логических сигналов. Сущность изобретения: преобразователь содержит n-канальный транзистор (2) и р-канальный транзистор (3), инвертор (1) и конденсатор (4), 1 ил.