Аналоговый коммутатор Советский патент 1993 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может бытьиспользовано в аналоговой и аналого-цифровой технике, в том числе в устройствах выборки и хранения информации.

Целью предлагаемого устройства является увеличение быстродействия схемы аналогового коммутатора за счет применения транзистора другого типа проводимости на выходе схемы, который включается в качестве дополнительного эмиттерного повторителя и обеспечивает тем самым улучшение быстродействия при увеличенных емкостных нагрузках.

Предложенное устройство аналогового коммутатора представлено на чертеже.

Схема аналогового коммутатора, построенная на биполярных транзисторах, содержит схему управления на дифференциальном каскаде, выполненную на первом 1, втором 2 транзисторах с источником тока 3 в цепи эмиттером этих транзисторов, первый эмиттерный повторитель

напряжения, построенный на третьем транзисторе 4, первом 5 и втором 6 диодах, одном резисторе 7, источником тока которого . является транзистор 2, работающий о ключевом режиме, второй и третий змиттерные повторители, выполненные на четвертом 8 и пятом 9 транзисторах, причем пятый транзистор - другой проводимости, и схему сме- щения напряжений 10 цепей без транзисторов дифференциального каскада. В. качестве источников питания может использоваться первый 11 и второй 12 источ-, ники питания, или один источник питания 11. В этом случае клемма, которая соединялась со вторым источником .12, подключается к общей шине. Входом схемы аналогового коммутатора является вывод 13, выходом - вывод 14, а входом для подачи импульса сигнала управления - вывод 15. В эмиттер- ную цепь транзистора 9 может подключаться второй резистор 16.

Устройство работает следующим образом. При действии на выводе 15 напряжеcWb

ния верхнего уровня импульса управления или его отсутствия ток источника 3 протека- ет через транзистор 1. Транзистор 2 при этом является закрытым. Протекание коллекторного тока транзистора 1 через рези- стор 7 вызовет падение напряжения на нем достаточное для запирания эмиттерного перехода транзистора 8 и диодов 5,6, которые теоретически при отсутствии этого запирающего потенциала могли бы работать на токах утечки и токах обратно смещенных переходов транзисторов 2,9, Обесточива- ние первого эмиттерного повторителя из-за отсутствия тока в транзисторе 2 приводит также к закрытию транзисторов 4 и 9, пере- ходу их в область отсечки. В этом случае сопротивление аналогового коммутатора как по входу, так и по выходу будет равно сопротивлению закрытых, обратно-смещен- ных переходов биполярных транзисторов. При подаче на вход 15 напряжения нижнего уровня импульса сигнала управления произойдет закрывание эмиттерного перехода транзистора 1 и весь ток источника 3 пойдет через транзистор 2, Это приведет к откры- тию диодов 5, 6 и открытию транзисторов 4, 8, 9, то есть смещению в прямом направлении эмиттерных переходов этих транзисторов. При этом сопротивление схемы коммутатора по входу и выходу будет опре- деляться соответствующими сопротивлениями эмиттерных повторителей (транзисторы 4, 8, 9). Включение в эмиттер- ную цепь транзистора 9 второго резистора 16 позволяет стабилизировать ток в началь- ном состоянии, протекающий через транзисторы 8 и 9 (сквозной ток).

Высокое быстродействие схемы комму- татор при увеличенной емкостной нагрузке определяется использованием на выходе схемы эмиттерных повторителей, выполненных на комплементарных транзисторах, Это позволяет увеличить быстродействие

по сравнению с прототипом, у которого формирование отрицательного перепада напряжения идет со скоростью нарастания выходного напряжения, равного отношению тока источника 3 к величине емкости нагрузки.

Использование предлагаемого изобретения позволит значительно улучшить характеристики аналогового коммутатора и прежде всего его быстродействие. Формула изобретения Аналоговый коммутатор, содержащий блок управления, выполненный в виде дифференциального каскада с источником тока в цепи эмиттером первого и второго транзисторов одного типа проводимости, два эмит- терных повторителя, выполненных на третьем и четвертом транзисторах того же типа проводимости, причем эмиттер третьего транзистора соединен с коллектором второго транзистора и катодом первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода, а база четвертого транзистора соединена с анодом второго диода и первым выводом первого резистора, а также коллектором первого транзистора, второй вывод первого резистора подключен коллекторам третьего, четвертого транзисторов и клемме первого источника питания, а также элемент смещения напряжений, выходы которого подключены к базам первого и второго транзисторов дифференциального каскада, отличающийся тем, что, с .целью увеличения быстродействия, введен третий эмиттерный повторитель, выполненный на пятом транзисторе другого типа проводимости, причем база данного транзистора соединена с коллектором второго транзистора, эмиттер пятого транзистора подключен через второй резистор к эмиттеру четвертого транзистора и выходной шине, коллектор пятого транзистора соединен с клеммой второго источника питания..

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в аналоговых и зналого-цифровых системах в качестве аналоговых коммутаторов и ключей, а также в устройствах выборки и хранения информации. Технической задачей, решаемой изобретением, является увеличение быстродействия при работе на последующие каскады со значительной емкости нагрузкой. Аналоговый коммутатор содержит блок управления, выполненный на двух транзисторах дифференциального каскада, источник тока, три змиттерных повторителя, построенных на транзисторах, два диода, два резистора, элемент смещения напряжений, два источника питания. 1 ил.