Симметричный мультивибратор на моп-транзисторах Советский патент 1976 года по МПК H03K3/281 

Изобретение относится к импульсной тезснике. Известен симметричный мультивибратор на МОП-транзисторах, содержащий два тра зисторных ключа с нагрузочными транзисто рами Б стоковых цепях и с перекрестными емкостными связями между затворами и стоками транзисторных ключей, два времязадаюших .транзистора, источник питания, источник опорного напряжения. Однако схема известного генератора сложна, он потребляет большую мощность, кроме тогоJ для устойчивого возбуждения необходимо вводить узел принудительного возбуждения. Цель изобретения - обеспечение режима мягкого самовозбуждения. Для этого в каждое плечо симметричного мультивибратора введен дополнительный .транзистор, причем сток каждого времяза,дающего транзистора соединен с шиной истбчника питания, затвор - с источником опорного напряжения, исток - с точкой соединения затвора основного и истока и затвора дополнительного транзистора, сток ко- горого соединен со стоком транзисторного ключа данного плеча мультивибратора. На фиг. 1 представлена схема устройства, на фкг. 2 - временные диаграммы, поясня|ошие его работу. Мультивибратор содержит первый транзисторный ключ на транзисторах 1 и 2, ограничивающий транзистор 3, первый врвмязадающий транзистор 4, времязадаюишё конденсаторы 5, 6, второй времязадающий транзистор 7, ограничивающий транзистор 8 и второй транзисторный ключ на транзисторах 9, 1О. Работает мультивибратор .следукзгвдм. о& . разом, - К входу первого ключаjсобранного на Транзисторах 1, 2, подключены затвор и |рток транзистора 3, исток транзистора 4 и обкладка конденсатора 5. К выходу пер-. JBoro инвертора подключены исток транзи ICTOpa 3 и обкладка конденсатора 6. К вхо ду второго инвертора, собранного на тррн- |зисторах 9, 10, подключены вторая обклад |ка конденсатора 6,исток транзистора 7. .сток и затвор транзистора 8, к вбгходу второго инвертора подключены исток транSHCTOpjg.8 и вторая обкладка конденсатора J5, Затворы транзисторов 4 и 7 подключе-: 1ны к источнику 11 опорного напряжения, : а стоки - к шине питания.; . Пусть в начальный момент потенциалы В устройстве установились следующим образом: на выходе первого инвертора - малый отрицательный потенциал (точка а), На его входе, в точке в - отрицательный пртенциал выше порогового напряжения : ; оф&НзЬстора 2,1 в точке d большой отри- ; цательрый потенциал, а в точке с - циал, близкий к О. Так как потенциал 1 на истоке транзистора 8 более отрицатель 1ный, чем на его затворе и стоив, то OJH 3aKJpbFF -и конденсатор 6 заряжается через времйэадаюпшй транзистор 7 и откры,тый транзистор 2. Время заряда будет определяться параметрами транзистора 7bi конденсатора 6. При достижении потенциала в точке с, равного пороговому напряжению транзистора 10, последний начи,нает проводить и отрицательный потенциал, :в точке d уменьшается. Изменение по- : :тенциала в точке d через времязадаюший конденсатор 5 поступает на вход инвертора, инвертируется и усиливается и через времязадающий конденсатор 6 поступает в точку с, т. е. на вход; рторого инвертора, где в свою очередь . .инвертируется и усиливается и через конденсатор 6 поступает на вход первого инвертора. Таким образом, при достижении на вхо:де второго инвертора (в точке с) потен- ; цвала, равного пороговому уровню транзистора 1О, благодаря положительным обfратным связям через времязадаюише кон-денсаторы и при достаточном коэффициенте усиления инверторов происходит быстрый iipokecc опрокидывания схеьш во второе ; состояние, при котором устанавливаются следующие потенциалы: в точке а - высо-j |кий отрзщательный потенциал; в точке в небольшой положительный потенциал, обу- словленный разрядным током конденсатора 5 через прямосмещенный переход, образованный р-областью стока транзисто- pa 3 и истока транзистора 4 с подложкой; транзистор 3 закрывается, так как яа ero истоке более отрицательное напряжение, чем на затворе и стоке; в точке d ,устанав тивается низкий уровень отрицатель ного нагфяжения, а в точке с, благодари-,..йаличЕю ограничительного тракзистора 8, , незначительно превышающий поироговое напряжение транзистора 1О, но достаточный для обеспечения низкого уров |ня напряжений на выходе и . Ограничение уровня напряжения в точке с происходит благодаря тому, что при до-. стижении на выходе d потенциала, более положительного, чем в точке Суй при раз- ;ности потенциалов кгэжду этими точками, ;превь)шаюшего пороговое напряжение тран|3истора 8, последний открываетоа.и ограни чивает напряжение в точке с с помощью времязадаюшего транзистора 7. Напряжение, в точке с установится примерно равным . , , . . где Ug - пороговое напряжение транзистора 8; (j - низкий уровень отрицательного напряжения на выходе. Аналогичные процессы протекают и при переключении мультивибратора в исходное состояние. Наличие перекрестных емкостных Связей между инверторами и ограничитель 1ых транзисторов 3 и 8 в мультивибраторе обеспечивает мягкий режим возбуждения. Ограничительные транзисторы обеспечива- ;ют работу инверторов при наличии отри- ;цательного напряжения на их входах в линейном режиме усиления. В случае, когда установятся отрицательные потенциалы на |входах обоих ключей, превышающие пороги Iтранзисторов 2 и 1О, а на их выходах i низкие, тогда малейшие флюктуационные .колебания на одном из выходов приводят к переключению в одно из рабочихсостояний мультивибратора, т.е. обеспечивается мягкий режим возбуждения схемы. Частота следования и длительность формируемых импульсов определяются параметрами времязадаюших элементов. Формула изобретения Симметричный мультивибратор на МОП- , транзисторах, содержащий два транзисторI ных ключа с нагрузочными транзисторами в стоковых цепях и с перекрестными , емкостными связями между затворами и стоками транзисторных ключей, два времязадающих транзистора,источник питания, :источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения режима мягкого самовозбуждения, в каждое плечо симметричного мульти- ; вибратора введен дополнительный транзи;стор, причем сток каждого времязадающего транзистора соединен с шиной источника питания, затвор - с источником опорного напряжения, исток - с точкой соединения затвора основного и истока и зат-.

5 во)а дополнительного транзистора, сток которого соедин€;п со стоком транзистор6кого ключа дакнопо ruieia му;плТИ зиТ ГП ра

X

Фиг. 1