ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧВСССОЮЗНАЯПЛТ':«ТНВ'?::М11ЧЕСКАЯ(Г- 'V.''-~«"rPMAU;?.;;» !ч^ I diiMЕЭ: Советский патент 1971 года по МПК H03K17/60 

Предлагаемое изобретение относится к области цифровой вычислительной техники, в частности, к прецизионным цифро-аналоговъШ преобразователям.

В настоящее время большое внимание уделяется снижению инструментальных погрешностей преобразователей аналог-ходи код- аналог. Существенную долю инструментальных погрешлостей, цифро-аналоговых преобразователей составляют погрешности транзисторных ключей), обусловленные наличием остаточ,Н10го напряжения транзистора, его динамическим сопротивлением и прохождением коллекторного и базового тока через источник эталонного напряжения.

Изобретение позволяет существенно уменьшить указанные недостатки.

С этой целью транзисторный ключ снабжен компенсируюшим транзистором, эмиттер которого связан с шиной эталонного напряжения, а коллектор соединен с эмиттером ключевого транзистора и. через резистор подключен к источнику смещения, причем коллектор дополнительного транзистора подключен к базе компенсирующего транзистора, а база ком1пенсирую1цего транзистора через диод соединена с эмиттером ключевого транзистора и через резистор - с источником смещения.

ПИЯ на соединительных проводниках между точкой подключения эмиттера компенсирующего транзистора к шине эталонного напряжения к общей шине питания включена цепочка из последовательно соединенных стабилитрона, резистора и стабилитрона, причем параллельно связанному с общей шиной стабилитрону .включен резистор, а к точке соединения другого стабилитрона с резистором подключен эмиттер дополнительного транзистора.

На чертеже представлена принципиальная

схема предлагаемого транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит собственно

ключевой транзистор 1, к коллектору которого подключен резистор 2 нагрузки, а к базе- резистор 3. К базе транзистора / подключен эмиттер транзистора 4, который вместе с резистором 3 образует эмиттерный повторитель.

База транзистора 4 подключена к делителю, включенному между источником + см бщей шиной и образованному соединенными последовательно резисторами 5, б, 7 vi 8. Параллельно резистору 8, связанному с общей

шиной, включен управляющий транзистор 9, база которого подключена к делителю из резисторов 10 и 11. не, эталонного напряжения, а коллектор - к источнику смещения через резистор 13. База транзистора 12 через резистО|р 14 соединена с источником смещения, через диод 15 - с эмиттером транзистора / и связала с коллектором дополнительного транзистора 16. База транзистора 16 подключена к точке соединевия резисторов 5 и 7, ai эмиттер - к вспомогательному источнику, образованному стабилитронами 17, 18 и резисторами 19 и 20. Стабилитрон 17 и резисторы 19, 20 соединены последовательно и включены между шиной источника -И эталО;Н;нО:ГО напряжения и общей шиной питания. Стабилитрон 18 включен параллельно резистору 20, соединедному с общей щиной. Резистор 21 связывает точку соединения стабилитрона- 17 и резистора 19 с источником смещения. Ключевой (1) и компенсирующий (12) транзисторы (Работают не в инверсном, а в прямом включении, что позволяет получить минимальное динамическое сопротивление ключа,. Режим транзистора 1 определяется резистором 2 нагрузки. Базовый резистор 3 выбирается в зависимости от , и требуемого базового тока, который, в свою очередь, з ависит от величины коммутируемого тока, ..режим транзистора 12 определяется величийами резисторов 13 14 л выбирается близким к режиму транзистора 1. Изменением величины резистора 13 разность потенциалов между коллектором транзистора 1 и эмиттером транзистора 12 можно сделать равной нулю. Делитель из резисторов. 5-8 выбирается таким образом, чтобы при открытом управляющем транзисторе 9 транзисторы 4 и 16 были заперты, а при запертом транзисторе 9 - открыты. Потенциал эмиттера традзистора 16 на несколько вольт ниже потенциала щины источника эталонного напряжения. Этот потенциал может задаваться или отдельным источником напряжения, или, как это показа,но на чертеже, с помощью специальной схемы из стабилитронов 17, 18 и резисторОВ 19, 20, 21. Режимы стабилитронов 17 -s 18 - величины резисторов 19 и 20 выбираются таким образом, чтобы при открытом транвисторе 16 стабилитрон 17 был заперт, а стабилитрон 18 открыт. При запирании транзистора 16 потенциал его эмиттера падает и стабилитрон 17 открывается, а стабилитрон 18 закрывается. Резистор 21 служит для обеспечения требуемого перепада потенциала эмиттера тракзистора 16 ъ частном случае может отсутствовать. Работает ключ следующим образом. В разом.кнутом состоянии управляющий транзистор 9 заперт и транзисторы 4, 16 и стабилитрон 18 находятся в проводящем состоянии. При этом потенциал коллектора транзистора 16 становится ниже потенциала эталонного источника и транзистор 12 окатранзистора 12 отличается от потенциала коллектора транзистора, 16 только на величину падения напряжения на диоде 15. При. открывании транзистора 16 ток, протекаюш,ий по резисторам 19 и 20, увеличивается и стабилитрон 17 оказывается запертым. Стабилитрон 18 ограничивает величину перепада напряжения на эмиттере транзистора 16. Режим транзистора 4 выбран таким, чтобы его эмиттерный ток был больше базового тока транзистора /. Поэтому при открывании транзистора 4 потенциал базы транзистора I вырастет, а потенциал его эмиттера у|Падет,( так как транзистор 16 также открыт. Поэто-. му ключевой транзистор 1 оказывается з,апертым. Следовательно, при запирании транзистора 9 транзисторы 4 и 16 открываются, что приводит к запиранию транзисторов / и /.2 и стабилитрона )/ и открыванию стабилитрона 18. Ток через резистор равен нулю - клю-ч, разомкнут. При открывании транзистора 9 потенциалы точек соединения резисторов 5, 6 к 7 умень-. шаются, Что ведет к понижению потенциалов эмиттеров транзисторов 4 и 16. При пониже-. НИИ потенциала эмиттера транзистора 16 стабилитрон 17 открывается, транзистор 16 запирается, ток через резисторы 19, 20 пада-, ет и стабилитрон 18 запирается. Запирание транзистора 16 приводит к открыванию транзистора 12 и фиксации потенциала эмит-. тер а транзистора 1 относительно ШИНЬР эта-, лонного напряжения. Поскольку при открывании транзистора 9 потевциал эмиттера транзистора 4 начинает уменьшаться, то переход эмиттер-база транзистора 1 смещается, в прямом направлении, транзистор / открывается и потенциал его базы фиксируется относительно щины эталонного напряжения. При этом потенциал точки соединения резисторов 5 и 6 оказывается ниже потенциала базы транзистора 1 и транзистор 4 запирается. При соответствующем выборе ре-, жима транзистора 12 падения напряжений между эмиттером и коллектором транзисто-. ров 1 и 12 устанавливаются равными, и ток Еагрузки к:люча определяется только Е величиной резистора 2. Ключ замкнут. При замыкании ключа (транзисторы 1 и 12 открыты) ток, потребляемый от источника эталонного напряжения, равен току эмиттера: транзистора 12, и падение .напряжения на соединительных проводах увеличивает погрешность, вносимую ключом. Для уменьшения этого тока до нуля служат элементы 17, 21 схемы. В замкнутом состоянии ключа стабилитрон 17, подключенный к точ-ке соединеиия эмиттера транзистора 12 к шине эта,лонного напряжения открыт, а стабилитрон 18 закрыт. Выбором величин резисторов 19, 20 и 21 можно добиться, чтобы ток через стабилитрон 17 был равен эмиттерному току транзистора 12. При этом ток источника этанеобходимости в компенсации эмитте-рного тока транзистора 12, то элементы 17, 21 из схемЫ исключаются, а эмиттер транзистора 16 подЕоедии.яется, к дополнительному источнику напряжения подпорки.

Последовательное включевие транзисторов 1 и 12 Приведет к уменьшению термочувстви-) тельности ключа, так как остаточные напря-i жения этих транзисторов включены встречно и сказываться будеть толыко их разность.

Предмет изобретения

1. Транзисторный ключ для цифро-аналоговых преобразователей, содержащий управляющий транзистор, к коллекторной цепи которого подключен эмиттерный повторитель, ключевой транзистор, соединенный с эмиттерным повторителем, и дополнительный транзистор, связанный с управляющим, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности и снижения термочустБИтельности, он снабжен компенсирующим транзистором, эмиттер которого подключен к источвику эталонного напряжения, а коллектор соединен с эмиттером ключевого транзистора и через резистор подключен к источнику смещения, база компенсирующего транзистора подключена к коллектору дополнительного транзистора, через диод к эмиттеру ключевого транг зистора и Через резистор - к источнику смещения.

2. Транзисторный; ключ по п. 1, отличающийся тем, что эмиттер компенсирующего транзистора соединен с общей шиной цепочкой из последовательно соединенных стабилитрона, резистора и стабилитрон а, причем параллельно непосредственно связанному с общей шиной стабилитрону включен резистор, а к точке соединения д ругого стабилитрона с резистором подключен эмиттер дополнительного транзистора.

/

«

i

D 0