ШАГОВЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H03K17/567 H03K23/40 

1

Изобретение относится к области полупроводниковой автоматики и может найти применение, например, в случаях, когда необходимо обеспечить быстродействующую поочередную коммутацию большого числа выходных измерительных цепей.

Известны шаговые переключатели, содержащие разряды на приборах с четырехслойной р - п - р - п структурой, источник питания постоянного напряжения, одноканальный генератор тактовых импульсов и управляемые ключи.

Известные устройства сложны, так как содержат больщое число элементов в цепях связи между разрядами.

С целью упрощения связи между разрядами в предлагаемом переключателе каждый разряд выполнен из двух четырехслойных многоанодных структурах, первая из которых подключена одним анодом к питающей щине, а другим - к управляющему электроду второй структуры, подключенной одним анодом к питающей щине, а другим - к управляющему электроду первой структуры следующего разряда; катоды всех первых структур подсоединены через общий резистор к первому управляемому ключу, а катоды всех вторых структур через другой резистор - к второму ключу, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а выход к питаюпхей шине через последовательную цепочку из диода и резистора, точка соединения KOTopi i.x подключена к входу первого ключа.

На че ртеже показан предлагаемый шагового переключатель на два разряда.

Первый разряд содержит четырехслойные структуры 1 1 2, а второй - четырехслойные структуры 3 i 4, при этом структуры 1 и 3- четыреханодные и имеют соответственно аноды 5-12, а структуры 2 и 4 - двуханодные н имеют соответственно аноды 13-16.

Аноды 5, 13, 9 и 15 подключены к питающей щине 17, аноды 6, 7, 10 и // - к соответствующим выходным цепям. Анод 8 структуры / соединен с управляющим электродом IS структуры 2, а анод 12 структуры 3 - с управляющим электродом 19 структуры 4. Анод 14 структуры 2 соединен с управляющпм электродом 20 структуры 3, а анод 16 структуры 4- с управляющим электродом 21 структуры /.

Катоды 22 и 23 структур 1 п 3 через резистор 24 подключены к управляемому ключу 25, а катоды 26 и 27 структур 2 м 4 через 1)езистор 28 - к управляемому ключу 29. К в.одной клемме 30 подсоединен генератор тактовых импульсов.

Шаговый переключатель включает в себя анодные р - я-переходы 31-42 структур 1, 2, 3 и 4 п катодные р - п-переходы 43-46 структур /, 2, 3 i4. Выход ключа 29 и вход ключа 25 подсоединены к питающей щине 17 через диоды /7 и 48 соответственно. Схема работает следующим образом. В исходном положении структура / открыта, а остальные закрыты, тогда р - п-переходы 32, 33 и 34 смещаются в прямом направлении за счет избыточных носителей, инжектированных переходом 43 и дощедщих до переходов 32, 33 и 34 благодаря диффузии. Таким обра- 10 зом, выходная цеиь, состоящая из анодов 6 и 7, оказывается замкнутой через прямо смещенные переходы 32 и 33. Выходная цепь, включающая в себя аноды 10-//, разомкнута, так как она подсоединена к двум встречно 15 включенным р - п-переходам 38 и 39, один из которых, например переход 38, смещается в обратном направлении выходным источником с подключенным к нему анодами 10 и 11. Тактовый импульс, поступая на вход 30, от- 20 крывает ключ 29 и закрывает ключ 25, при этом ток катода 22 четырехслойной структуры / уменьщается почти до нуля, а ток анода 5 в течение времени рассасывания избыточного заряда у перехода 34 протекает по цепи: анод 25 5 - анод 8 - управляющий электрод 18 структуры 2 - катод 26 - резистор 28 - ключ 29. За счет инжекции избыточных носителей р - л-переходом 44 н благодаря их диффузии р - п-переходы 35 и 36 смещаются в прямом 30 направлении, и четырехслойная структура 2 включается. Структура / закрывается по истечении времени выключения после поступления первого тактового импульса. По окончании тактового импульса ключ 29 закрывается, а ключ 25 открывается. Ток катода .2(5 благодаря наличию диода 47 умеиьщается почти до нуля, а ток анода 13 в течение времени рассасывания избыточного заряда у 40 перехода 36 замыкается по цепи: анод 13- анод 14 - управляющий электрод 20 структуры 5 - катод 23 - резистор 24 - ключ 25. В результате структура 2 закрывается, а струк535 тура 3 переключается в открытое состояние, при этом процессы, происходящие в р - п-переходах 45, 37, 39 и 40 структуры 3, способствуют замыканию выходной цепи, состоящей из анодов 10 и И. Таким образом, один тактовый импульс обеспечивает сдвиг состояния проводимости переключателя на один щаг. Во время действия второго тактового импульса происходит выключение структуры 3, размыкание выходной цепи, состоящей из анодов 10 и 11, и включение структуры 4. По окончании действия второго тактового импульса ключ 29 опять закрывается, а ключ 25 открывается, что приводит к выключению структуры 4 и включению структуры / последующим замыканием выходной цепи, состоящей из анодов 5 и 7. Предмет изобретения Шаговый переключатель, содержащий разряды на приборах с четырехслойной р - п- р - п структурой, источник питания постоянного напряжения, одноканальный генератор тактовых импульсов и управляемые ключи, ог.дычаюцмнся тем, что, с целью упрощения связи между разрядами, каждый разряд выполнен на двух четырехслойных многоанодных структурах, первая из которых подключена одним анодом к питающей щине, а другим - к управляющему электроду второй структуры, подключенной одним анодом к питающей щине, а другим - к управляющему электроду первой структуры следующего разряда; катоды всех первых структур подсоединены через общий резистор к первому управляемому ключу, а катоды всех вторых структур через другой резистор - к второму ключу, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а выход - к питающей щине через последовательную цепочку из диода и резистора, точка соединения которых подключена к входу первого ключа.