Матричный коммутатор Советский патент 1976 года по МПК H03K17/74 

(54) МАТРИЧНЫЙ KOA-IMYTATOP

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в современных быстродействующих устройствах (ЗУ), в частности при построении оконечной ступени дешифрации этих ЗУ.

Известны матричные коммутаторы, содержащие диоды и схему управления ими.

Известен также коммутатор, содержащий шины питания и управления, вертикальные и горизонтальные координатные шины, соединенные в точках пересечения цепочкой диод-резистор, и транзисторы, подключенные к координатным шинам.

Однако такие коммутаторы имеют низкое быстродействие.

Для повышения быстродействия в предлагаемом матричном коммутаторе вертикальные шины через дополнительные диоды подключены к эмиттеру первого дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, а база через резистор связана с коллектором первого дополнительного транзистора и с коллектором, второго дополнительного транзистора, который через

диод подключен к эмиттерам транзисторов вертикальных шин, а база второго дополнительного транзистора соединена с шиной управляющих сигналов.

На чертеже показана схема матричного коммутатора, где: 1 - горизонтальная координатная шина, 2 - вертикальная координатная шина, 3 - диоды матрицы, 4 - резисторы нагрузки, 5 - ишна питания транзисторов (ключей) коммутации горизонтальных координатных шин, 6 - транзисторы коммутации горизонтальных шин, 7 - входные шины (ключей) коммутации шин, 8 - резистор, 9 - дополнительный тразистор; 10 - входные шины транзисторов (ключей) коммутации шин, 11 - транзисторы (ключи) коммутации шин; 12 - развязывающие диоды; 13 - эмиттерные резисторы; 14 - общий диод; 15 - ключ или формирователь импульсов; 16 - входная шина общего ключа.

Диоды 3 и резисторы 4 объединены по строкам шинами 1 и по столбцам шинами 2. Координатные шины 1 связаны с эмиттерами транзисторов (ключей) 6 и резиса

торами 13. Коллекторы транзисторов (ключей) 6 подключены к шине 5 источника питания 17, а базы - к шинам 7, по которым подаются управляющие сигналы. Координатные шины 2, соединены с коллекторами транзисторов (ключей) 11, эмиттеры которых через диод 14 связаны с коллектором транзистора общего ключа 15. Базы транзисторов (ключей) 11 и 15 подключены соответственно к шинам 10 и 16, по которым поступают управляюшие сигналы.

Диод 14 выполняет роль зашитного элемента, если напряжение источника питания превышает величину обратного пробивного напряжения перехода база-эмиттер транзисторов (ключей) 11. Координатные шины 2 через диоды 12 соединены с эмиттером дополнительного транзистора 9, база которого через резистор 8, а коллектор непосредственно подключены к шине 5 источника питания 17. Одновременно база транзистора 9 соединена с коллектором транзистора ключа 15. Проводимость дополнительного транзистора 9 аналогична проводимости транзисторов (ключей) ll(n-p--n).

Работа диодно-матричного переключателя происходит следуюш.им образом.

При подаче на один из выбранных транзисторов 11 разрешающего потенциала и на дополнительный ключ 15 и один из выбранных транзисторов 6 импульсов происходит включение связанного с ними диода 3, и через соответствующий резистор 4 протекает импульс тока. Длительность управляющего импульса на шине 7 транзистора 6 определяет длительность протекаюш.его в резисторе 4 импульса тока, если она меньше чем длительность управляющего сигнала на шине 16 ключа 15. Если вместо ключа 15 исползуется формирователь импульсов, который задает длительность импульса тока резистора нагрузки, то транзисторы (ключи) 6 и 11 управляются потенциальными сигналами. При этом диоды 3 и резисторы 4 нагрузки целесообразно поменять местами.

Во время протекания тока через резистор 4 дополнительный транзистор 9 закрыт, так как его эмиттерный переход и диоды 12 смешены в обратном направлении потенциалом, равным падению напряжения на откры4

том транзисторе 11 и диоде 14. По окончании действия управляющего импульса на входной шине 16 ключ 15 запирается, в результате чего запирается и соответствующий

выбранный транзистор 11, и на его коллекторе и шине 2 быстро устанавливается первоначальный потенциал, определяемый напряжением на шине 5 источника питания 17. Это происходит потому, что дополнительно

транзистор 9 открывается и через него происходит быстрый заряд емкостей шины 2 и связанных с ней емкостей полувыбранных диодов 3 и нагрузок 4.

При работе транзисторов (ключей) 11 в режиме насыщения, в частности по окончании действия импульса на выбранной шине, открывание транзистора 9 также способствует быстрому выводу транзистора (ключа)

11 из насыщения после запирания ключа 15 Ток через транзистор 9 протекает только во время заряда емкостей, связанных с выбранной шиной и форсированного рассасывания избыточных носителей; накопленных в

открытом транзисторе 11, когда эмиттерный переход транзистора 9 оказывается смещенньхм в прямом направлении.

Формула изобретения

Матричный коммутатор, содержащий шины питания и управления, вертикальные и горизонтальные координатные шины, соединенные в точках пересечения цепочкой диод-резистор, и транзисторы, подключенные к координатным шинам, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, вертикальные шины через дополнительные диоды подключены к эмиттеру первого дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к шине питания, а база через резистор соединена с коллектором первого дополнительного транзистора и

с коллектором второго дополнительного транзистора, который через диод подключен к эмиттерам транзисторов вертикальных шин, а база второго дополнительного транзистора соединена с шиной управляющих сигналов.