МДП-инвертор Советский патент 1992 года по МПК H03K19/94 

VJ 00

О

00

4Ь.

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в цифровых интегральных схемах.

Известен МДП-инвертор, содержащий четыре МДП-транзистора с индуцированным р-каналом, диод и конденсатор, причем истоки первого и третьего МДП-транзисторов подключены к общей шине, их затворы - к входной клемме, а сток первого МДПтранзистора - к выходной клемме и истоку второго МДП-транзистора. затвор которого подключен к затвору четвертого МДП-транзистора, первому выводу конденсатора и аноду диода, катод которого подключен к клемме источника питания, стоку второго МДП-транзистора и стоку четвертого МДПтранзистора, исток которого подключен к второму выводу конденсатора и стоку третьего МДП-транзистора.

Основными недостатками прототипа следует считать относительно высокий уровень логического нуля на выходе и°вых, относительно большую потребляемую мощность Рпотр и плохое быстродействие (особенно при работе на емкостную нагрузку).

Цель изобретения - повышение помехозащищенности и снижение потребляемой мощности.

Указанная цель достигается в МДП-инверторе введением двух дополнительных МДП-транзисторов с индуцированным каналом, при этом анод диода подключен к клемме источника питания, а катод- к стоку с затвором второго дополнительного МДПтранзистора и второму выводу конденсатора, а затвор четвертого основного МДП-транзистора подключен к истоку с подложкой второго дополнительного МДПтранзистора и стоку первого до ;слнительного МДП-транзистора, затвор которого подключен к входной клемме, а исток с подложкой - к общей шине.

При открытых первом и третьем основных и первом дополнительном МДП-трзнзисторах происходит заряд конденсатора до напряжения, близкого к Еп. Второй и четвертый основные МДП-транзисторы при этом закрыты, чем определяется и°оых 0 и малая потребляемая мощность. При закрытых.первом и третьем основных и первом дополнительном МДП-транзисторах напряжение на заряженном конденсаторе складывается с ЕП и (через второй дополнительный МДП-транзистор) воздействует на затворы второго и четвертого основных МДП-транзисторов, обеспечивая их форсированно открытое состояние и и вых-Еп. в результате повышается помехозащищенность и быстродействие устройства;

Ма чертеже представлена электрическая схема МДП-инвертора. Схема МДПинвертора состоит из шести МДП-транзисторов 1-6 с индуцированным каналом, конденсатора 7 и диода 8. Истоки и подложки МДП-транзистороп 1, 3 и 5 подключены к общей шине, а их затворы - к

0 входной клемме. Сток МДП-транзистора 4 подключен к клемме источника питания, аноду диода 8 и стоку МДП-транзистора 2, исток и подложка которого подключены к стоку МДП-транзистораИ и выходной клем5. ме устройства, Катод диода 8 подключен к стоку, затвору МДП-транзистора 6 и первому выводу конденсатора 7, второй вывод которого подключен к стоку МДП-транзистора 3 и истоку с подложкой МДП-транзи0 стора 4. Затворы МДП-транзисторов 2 и 4 подключены к стоку МДП-транзистора 5 и истоку с подложкой МДП-транзистора 6. При положительном Еп используются МДПтранзисторы 1-6 с п-каналом, а при отрицательном Еп - с р-каналом. При отрицательном Еп изменяется включение диода 8 на обратное.

Заявляемое устройство работает следуюа(им образом.

0При входном сигнале логической единицы МДП-траизисторы 1, 3 и 5 открыты. Низкий потенциал на затворах ,/1ДП-тра - Зисторов 2 и 4 поддерживает их закрытое ссстоян ;е. В результате уровень

5 выходного напряжения . При этом происходит заряд конденсатора 7 до напряжения, близкого к ЕП, по цепи: клемма источника питания, диод 8, конденсатор 7, МДП-транзис-тор 3, об1цая шина.

0При входном сигнале логического нуля

МДП-транзисторы 1.. 3 и 5 будут закрыты, а . МДП-транзисторы 2. 4 и 6 открыты. Напряжение заряженного конденсатора 7 складывается с напряжением на истоке МДП5 транзистора 4 и это суммар1юе напряжение IJj; оказь вается приложенным (через МДПтранзистор 6) к затвору МДП-транзистора 4. Е результате будет возрастать наг1ряжение на истоке МДП-транзистора 4 (стремясь к

0 ЕП), а следовательно, и их(стремясь к 2Еп-Uo, где Uo - пороговое напряжение МДПтранзистора 6). Таким образом окажется, что к затворам МДП-транзисторов 2 и 4 приложено большое отпирающее напряжение

5 Uj(cyLuecTBeHHo большее Еп), за счет чего они будут форсированно открыты, сопротипления их каналов окажутся малы и

и вых-Еп.

За счет большого перепада выходного напряжения . (и пых-и°вых Еп) повышается

помехозащищенность системы. За счет быстрого перезаряда выходной (паразитной) емкости устройства через малые сопротивления каналов открытых МДП-транзисторов 1 и 2 повышается быстродействие МДП-инвертора. Если значение достаточно, то, используя заявляемое устройство, можно при сохранении этого значения уменьшить величину напряжения Еп, а следовательно, уменьшить потребляемую мощность. В заявляемом МДП-инверторе снижается потребляемая мощность за счет уменьшенияее потерь на форсированно открытом МДП-транзистор8 2 и за счет отсутствия сквозных токов в открытых МДП-транзисторах 1 и 3 при и°вых 0 (поскольку при этом закрыты МДП-транзисторы 2 и 4 ).

Конденсатор 7 может разряжаться только через большие входные сопротиеления МДП-транзисторов 2 и 4, а также через запертый МДП-транзистор 5 и обратно включенный диод 8, т.е. через очень большое сопротивление. Поэтому емкость конденсатора 7 может быть небольшой; вполне приемлемой для реализации в составе интегральной схемы.

Таким образом в указанном- МДП-инверторе достигается повышение помехозащищенности и снижение потребляемой мощности, за счет чего и может быть достигнут экономический зффект при практическом использовании устройства. Формула изобретения МДП-инвертор, содержащий четыре МДП-транзистора с индуцированным каналом, диод и конденсатор, истоки первого и третьего МДП-транзисторов подключены к общей шине, их затворы - к входной клемме, сток первого МДП-транзистора - к выходной клемме и истоку второго МДП-транзистора, затвор которого подключен к затвору четвертого МДП-транзистора, первый вывод конденсатора подключен к катоду диода, анод которого подключен к клемме источника питания, стокам второго и четвертого МДП-транзисторов, исток четвертого МДП-транзистора подключен к второму выводу конденсатора и стоку третьего МДП-транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и снижения потребляемой мощности, в него введены два дополнительных МДПтранзистора с индуцированным каналом, катод диода подключен к стоку с затвором второго дополнительного МДП-транзистора и второму выводу конденсатора, а затвор четвертого основного МДП-транзистора подключен к истоку с подложкой второго дополнительного МДП-транзистора и стоку первого дополнительного МДП-транзистора, затвор которого подключен к входной клемме, а исток с подложкой - к общей шине.

Назначение: изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в цифровых интегральных схемах. Сущность изобретения: устройство содержит шесть МДП-транзисторов 1-6 с индуцированным каналом,конденсатор 7 и диод 8, 1 ил.